煤炭加工與綜合利用No.4, 2014COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILIZATION73褐煤煤氣化碎煤倉(cāng)的設(shè)計(jì)劉芳'，王林”，彭書(shū)(1.航天長(zhǎng)征化學(xué)工程股份有限公司，北京1111;2.中國(guó)藍(lán)星(集團(tuán))股份有限公司，北京100029)摘要:介紹了褐煤在煤氣化應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)，并闡述了其基本氣化流程。針對(duì)褐煤高揮發(fā)分、高水分的特點(diǎn)，指出碎煤倉(cāng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題。關(guān)鍵詞:褐煤;倉(cāng)庫(kù);煤氣化;設(shè)計(jì)中圖分類號(hào): TQ546文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 1005-8397 (2014) 04-0073-031褐煤的氣化氣化過(guò)程中反應(yīng)速率快、反應(yīng)活性強(qiáng)、產(chǎn)氣量高、隨著世界石油資源的日益緊缺和優(yōu)質(zhì)煤炭資不黏結(jié)，是較為合適的氣化用煤S。由于褐煤中源的日益耗竭，褐煤的綜合利用問(wèn)題逐漸引起含有15%~ 50%的水分間，在煤氣化過(guò)程中，為世界的重視"。我國(guó)褐煤資源豐富，已探明的保了蒸發(fā)水分，需要消耗和帶走熱量。因此，為了有儲(chǔ)量達(dá)1303億t,占全國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量的13%，其降低褐煤水分，需對(duì)其進(jìn)行預(yù)干燥處理。國(guó)內(nèi)外中內(nèi)蒙古的褐煤儲(chǔ)量最大，占全國(guó)褐煤儲(chǔ)量的褐煤干燥脫水技術(shù)有管式、流化床式、床輥式、熱機(jī)械脫水等甲。褐煤脫水提質(zhì)加工后，水分顯77%12.褐煤具有0/C原子比高、內(nèi)水大、揮發(fā)分高、著降低，發(fā)熱量大幅度提高”。經(jīng)預(yù)干燥后，水灰分高、灰熔點(diǎn)變化大、發(fā)熱量低、反應(yīng)活性強(qiáng)分降低到15%左右的褐煤，進(jìn)入碎煤倉(cāng),經(jīng)磨煤機(jī)碾磨出合格的煤粉送入氣化爐氣化出合成氣。等特性引。對(duì)于氣流床煤氣化技術(shù)，由于反應(yīng)溫度高，基本流程如圖1所示。煤氣中基本不存在焦油、酚等會(huì)堵塞管道和閥門褐煤一+預(yù)干燥碎煤倉(cāng)的成分，煤中的揮發(fā)分經(jīng)高溫裂解成為煤氣的有效成分”，因此褐煤的高揮發(fā)分對(duì)航天爐等粉煤流化床氣化技術(shù)更有利。磨煤機(jī)煤粉+O,+H2O氣化爐一→合成氣煤氣化是在一-定溫度、壓力下，采用氣化劑圖1 褐煤氣化基本流程(空氣、氧氣、水蒸氣等)對(duì)煤炭進(jìn)行加熱分解，使煤中的所含熾熱的炭變?yōu)橛坞x碳，與氣化劑中由于褐煤的水含量和揮發(fā)分高，碎煤倉(cāng)存在游離的碳、氫、氧結(jié)合形成CO、CH、H2等可燃易燃、易爆及結(jié)露等危險(xiǎn)，因此對(duì)褐煤碎煤倉(cāng)的氣體。采用不同的氣化劑，可產(chǎn)生不同熱值的煤設(shè)計(jì)需要特殊考慮。氣。煤的揮發(fā)分不同，其反應(yīng)速度和煤氣產(chǎn)量也.2碎煤倉(cāng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同。由于褐煤的揮發(fā)分比變質(zhì)程度較深的煙煤和無(wú)煙煤高，所以與煙煤和無(wú)煙煤相比，褐煤在針對(duì)褐煤揮發(fā)分高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中需采取以下措施避免爆炸等危險(xiǎn)。收稿日期: 2013-05-302.1惰性氣體保護(hù)和流化作者介紹:劉芳(1980-), 女天津武清人，2007年畢業(yè)于在干燥中國(guó)煤化工很容易引起天津大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè)，工學(xué)碩士,航天長(zhǎng)征化學(xué)工程股份有限公司工程師。.燃燒爆炸89MHCNMHG水量仍很大，.74煤炭加工與綜合利用2014年第4期約為15%，干燥無(wú)灰基揮發(fā)分約為42%, 揮發(fā)出3碎煤倉(cāng)的工藝設(shè)計(jì)的可燃?xì)怏w濃度大，而且干燥后的褐煤溫度在3.1煤倉(cāng)容積80C左右，遇到空氣極易燃燒爆炸。如果倉(cāng)內(nèi)壁角度不合理，四壁不光滑易積粉，造成系統(tǒng)內(nèi)溫國(guó)內(nèi)多數(shù)褐煤氣化裝置選用典型的移動(dòng)床、度過(guò)高，最終會(huì)氧化自燃，導(dǎo)致系統(tǒng)爆炸間。解流化床和氣流床煤氣化技術(shù)。氣化爐需要連續(xù)穩(wěn)決褐煤燃燒爆炸的最好辦法是將褐煤與空氣隔定的供煤系統(tǒng)，以保證氣化爐在正常負(fù)荷下運(yùn)行。離。隔離空氣最好的辦法是持續(xù)補(bǔ)充氮?dú)?保持因此，磨前碎煤倉(cāng)容積的設(shè)計(jì)需保證預(yù)干燥系統(tǒng)微正壓狀態(tài)，使預(yù)干燥后的褐煤始終處于惰性氣的檢修及切換時(shí)間內(nèi)有連續(xù)供煤。但煤倉(cāng)容積不環(huán)境中。補(bǔ)充氮?dú)獾奈恢脩?yīng)在煤倉(cāng)的錐部，以起宜過(guò)大，因?yàn)楹置簱]發(fā)分高，煤氣化的需煤量是到流化的作用，防止褐煤在錐部掛粉。氮?dú)膺M(jìn)入一定的， 如果容積過(guò)大褐煤在煤倉(cāng)內(nèi)的停留時(shí)間煤倉(cāng)的流速要盡量小，以減少煤粉飛揚(yáng)。此外，就會(huì)更長(zhǎng)。停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易導(dǎo)致?lián)]發(fā)分聚集，密封不嚴(yán)易導(dǎo)致粉塵泄漏，嚴(yán)重污染環(huán)境。另外，引起爆炸等事故。因此，煤倉(cāng)容積以滿足氣化爐補(bǔ)充干燥的氮?dú)膺€可以降低水在煤中的分壓，防連續(xù)運(yùn)行2~ 4 h耗煤量的需求考慮。止煤粉結(jié)塊。3.2煤倉(cāng)材質(zhì)2.2煤倉(cāng)檢測(cè)煤倉(cāng)應(yīng)采用非可燃材料制作，由于碎煤易磨煤倉(cāng)排風(fēng)系統(tǒng)需裝有-氧化碳含量在線分析損煤倉(cāng)壁，而且煤中易含有腐蝕金屬成分，所以報(bào)警及溫度報(bào)警裝置。如果煤倉(cāng)內(nèi)碎煤自燃或存可以考慮在煤倉(cāng)內(nèi)，尤其在煤倉(cāng)出口，襯墊材料。在任何燃燒情況，便有一氧化碳產(chǎn)生，排風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)襯材料可采用不銹鋼板等耐腐蝕性強(qiáng)、硬度高、監(jiān)控裝置則會(huì)檢測(cè)出CO，并顯示其濃度。當(dāng)濃耐溫性好的材料。對(duì)于褐煤煤倉(cāng)，不能使用聚乙度超過(guò)設(shè)定限值，系統(tǒng)會(huì)提示報(bào)警，并補(bǔ)充消防.烯板作為內(nèi)襯材料。因?yàn)槿绻簜}(cāng)內(nèi)出現(xiàn)燃燒情氮?dú)猓乐姑悍廴紵?。此套?bào)警裝置是后續(xù)系統(tǒng)況，聚乙烯板會(huì)熔融，堵塞煤倉(cāng)出口，給后續(xù)處順利進(jìn)行的重要保證。理帶來(lái)很大問(wèn)題。2.3煤倉(cāng)倉(cāng)體保溫4結(jié)語(yǔ)原煤經(jīng)預(yù)干燥系統(tǒng)干燥破碎后，碎煤粒度約為10 mm,溫度約為80C.如果碎煤進(jìn)入煤倉(cāng)后針對(duì)褐煤揮發(fā)分高和水分高的特點(diǎn)，采取惰溫度降低，當(dāng)溫度低于露點(diǎn)時(shí)，碎煤易粘結(jié)架橋，性化處理，增加檢測(cè)裝置，倉(cāng)體保溫及振動(dòng)等方堵塞煤倉(cāng)出口，導(dǎo)致煤粉輸送以及煤氣化系統(tǒng)無(wú)法，從系統(tǒng)安全和操作方面設(shè)計(jì)了碎煤倉(cāng)，達(dá)到法連續(xù)運(yùn)行，最終導(dǎo)致停車。因此，煤倉(cāng)需要有在安全穩(wěn)定的前提下進(jìn)行煤氣化。保溫伴熱系統(tǒng)，以維持倉(cāng)內(nèi)正常的溫度，使煤粉參考文獻(xiàn)溫度始終高于露點(diǎn)，并處于流化狀態(tài)以保證后續(xù)系統(tǒng)的順利進(jìn)行。伴熱系統(tǒng)應(yīng)在整個(gè)煤倉(cāng)外壁均[1] 張旭輝， 劉振強(qiáng)，苗文華。等.中國(guó)褐煤在活性焦制備及應(yīng)用勻分布，使煤倉(cāng)內(nèi)部溫度穩(wěn)定。方面的發(fā)展前景0I].潔凈煤技術(shù)，2011, 17 (1);59-61.2.4堞倉(cāng)振動(dòng)設(shè)備[2趙永飛中國(guó)揭煤加工利用淺談[].潔凈煤技術(shù)，2009 (6);預(yù)干燥后的碎煤粒度約為10 mm，碎煤進(jìn)入42-44煤倉(cāng)后，由于粒度過(guò)細(xì)容易架橋。架橋后，煤倉(cāng)[3周夏，劉長(zhǎng)輝.褐煤氣化前的預(yù)處理技術(shù)[n]. 煤炎加工與綜內(nèi)空間減小，架橋部位上部會(huì)累積碎煤，使煤倉(cāng)合利用，2008 (5):32-36.內(nèi)流化不均勻。更嚴(yán)重情況發(fā)生時(shí)，會(huì)堵塞煤倉(cāng)[4] 周 夏，劉長(zhǎng)輝。褐煤氣化技術(shù)適用性分析[n]. 煤突加工與綜出口，導(dǎo)致氣化爐減負(fù)荷運(yùn)行，甚至停車。因此，合利用，2008 (3):24-27.需在煤倉(cāng)壁設(shè)置空氣炮。當(dāng)發(fā)生架橋堵塞時(shí)，開(kāi)[s]李旭輝.淺析揭煤的煤化工技術(shù)與應(yīng)用[n].煤炭加工與綜合利用，2009(5) : 38-41啟相應(yīng)的空氣炮清堵。為了防止褐煤中的揮發(fā)分[6] 汪壽中國(guó)煤化工y.化肥設(shè)計(jì), 20090與空接觸引起爆炸，空氣炮應(yīng)引入氮?dú)狻?7( s:YHCNM HG煤炭加工與綜合利用75No.4, 2014COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILIZATION高效節(jié)能型低氧、低氮化物煤粉燃燒熱風(fēng)爐在褐煤干燥提質(zhì)生產(chǎn)線的運(yùn)用呂宜德，呂元(武漢奧杰科技發(fā)展有限責(zé)任公司，湖北武漢430223)摘要:所述高效節(jié)能型擴(kuò)散式煤粉燃燒熱風(fēng)爐為煤炭干燥提質(zhì)成型提供低氧、低氮化物可調(diào)型、穩(wěn)定安全的熱源。節(jié)省了熱風(fēng)爐原煤堆棚與場(chǎng)地，以及煤粉(粒)制備系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了煤粉燃燒多級(jí)配風(fēng)與C0/CO2廢氣循環(huán)風(fēng)回流技術(shù)，穩(wěn)定供應(yīng)低氧低氮化物高溫?zé)犸L(fēng), .以確保后續(xù)系統(tǒng)長(zhǎng)期安全穩(wěn)定的運(yùn)行。關(guān)鍵詞:煤粉燃燒熱風(fēng)爐:煤粉燃燒多級(jí)配風(fēng)技術(shù); C0/CO2 廢氣循環(huán)風(fēng)回流技術(shù)中圖分類號(hào): TQ172. 632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 1005-8397 (2014) 04-0075-051概述種熱風(fēng)爐都存在供熱能力不足、熱風(fēng)溫度低且不褐煤是地球的化石固體燃料之中最晚形成的穩(wěn)定的問(wèn)題。由于這些爐型嚴(yán)重漏風(fēng)，滲入的空年輕煤種，其特征為揮發(fā)性特別高，決定了烘制氣量過(guò)大(空氣過(guò)剩系數(shù)偏大)，從而導(dǎo)致煙氣這種燃煤時(shí)的爆炸性與易燃性非常強(qiáng)。褐煤水分中含氧體積分?jǐn)?shù)過(guò)大(> 3%)，易引起后續(xù)工非常高，- -般都高達(dá)40%左右。煤中的水分存在藝設(shè)備內(nèi)的煤粉爆炸燃燒而造成人身或設(shè)備安全形式為結(jié)合水(包括結(jié)晶水、吸附水)、毛細(xì)水(內(nèi)事故。這是由于投資者在選擇熱風(fēng)爐時(shí)，不了解在水分)和外表水(外在水分)。其中，內(nèi)在水褐煤特性，為了省錢，又不注重選擇合理、正確分吸附在褐煤內(nèi)部的毛細(xì)孔隙內(nèi)，在常溫下不易的熱風(fēng)爐所造成的。本公司分別采用兩種內(nèi)蒙褐脫除，只有加熱到一定溫度時(shí)，才能逸出。國(guó)內(nèi)煤，一種是大唐五間房褐煤，另一種是內(nèi)蒙伊敏有相當(dāng)一部分業(yè)主的褐煤熱力脫水干燥工藝采用褐煤，在實(shí)驗(yàn)室分別做出結(jié)果示于表1。表1不同溫度下千燥褐煤煤塊低溫干燥技術(shù)。所采用的供熱熱風(fēng)爐多種多樣，含水率與無(wú)基煤揮發(fā)分變化總體分為如下幾種:其-一，鏈條爐排型供熱爐采烘干機(jī)入干燥前無(wú)干燥后無(wú)干燥前干燥后用下鼓風(fēng);其二，簡(jiǎn)易沸騰爐采用下鼓風(fēng);其三，褐煤樣品口溫度/ 基揮發(fā)1 基揮發(fā)分1水分/%水分/%可移動(dòng)型煤粉燃燒機(jī)配套耐火磚型熱風(fēng)爐。這幾C%30045.5744.7524.78 6.51大唐五間房收稿日期: 2013-042444.8824.7.03褐煤樣品基金項(xiàng)目:國(guó)家國(guó)科部科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金.0044.9424.78 12.11批準(zhǔn)文號(hào):國(guó)科發(fā)計(jì)(021778號(hào)43.2942.5122.43 6.79作者簡(jiǎn)介:呂宜德(1947--), 男，浙江定海人，1982年畢業(yè)于內(nèi)蒙伊敏42.9922.4.84武漢理工大學(xué)(原武漢建材學(xué)院)硅工專業(yè)，武漢奧杰科技發(fā)展有43.0622.43 9.51限責(zé)任公司董事長(zhǎng)，高級(jí)工程師。[7]邵俊杰. 褐煤提質(zhì)技術(shù)現(xiàn)狀及我國(guó)褐煤提質(zhì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)初探3-6.[D].神華科技，2009， 7 (2):17-22.9] 仇秀國(guó).中國(guó)煤化工防止措施[].吉[8] 曾在春.褐煤干燥提質(zhì)技術(shù)淺談[n]. 化工設(shè)計(jì), 2011, 21 (1):林電力，:YHCNMHG