孫鵬

摘要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，能源消耗量逐年增大，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)了解到我國(guó)煤炭消耗量占能源消耗的70%左右。針對(duì)這一能源消耗特征，加大節(jié)能減排，對(duì)促進(jìn)煤炭能源可持續(xù)發(fā)展十分重要。因此，加強(qiáng)對(duì)煤加壓化工工藝研究與創(chuàng)新十分必要。煤加壓氣化工藝會(huì)產(chǎn)生大量廢水，廢水成分復(fù)雜，如何實(shí)現(xiàn)廢水無(wú)害化處理是煤加壓氣化工藝發(fā)展中的關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)推進(jìn)廢水處理技術(shù)創(chuàng)新有著重要意義。下面本文將對(duì)碎煤加壓氣化工藝展開詳細(xì)分析，旨在通過(guò)本文理論論述為碎煤加壓氣化的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究提供更多參考。

關(guān)鍵詞：碎煤；加壓氣化工藝；設(shè)計(jì)優(yōu)化

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型與環(huán)境保護(hù)政策實(shí)施，煤炭產(chǎn)業(yè)的改革也是勢(shì)在必行，為了尋求經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的平衡，發(fā)展煤化工成為煤炭企業(yè)的首選方向，碎煤加壓氣化工藝是進(jìn)行煤氣化工生產(chǎn)的重要途徑，就目前而言，結(jié)合分析碎煤加壓氣化爐在運(yùn)行中出現(xiàn)的故障和問(wèn)題，然后根據(jù)各自不同的優(yōu)缺點(diǎn)，提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案舉措。

1煤鎖下閥傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)優(yōu)化

煤鎖下閥軸是煤鎖下閥工作的關(guān)鍵部位，下閥軸的傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)為液壓驅(qū)動(dòng)裝置-外擺桿-傳動(dòng)軸-內(nèi)擺桿-閥桿，同步動(dòng)作實(shí)現(xiàn)下閥的開關(guān)功能。安裝在煤鎖下閥傳動(dòng)軸常壓端的軸承套、軸承、墊環(huán)等裝置與煤鎖本體通過(guò)螺栓連接，墊環(huán)與傳動(dòng)軸的軸肩配合，通過(guò)墊環(huán)與軸承的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到軸向固定和保護(hù)下閥軸正常使用的目的。由于煤鎖下閥傳動(dòng)軸軸肩與墊環(huán)磨損嚴(yán)重，當(dāng)磨損達(dá)到一定程度后軸承套、軸承、墊環(huán)的組合達(dá)不到軸向固定保護(hù)下閥傳動(dòng)軸的作用，軸填料處發(fā)生泄漏，影響氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行。該裝置可以設(shè)計(jì)優(yōu)化為在傳動(dòng)軸最外端加裝止推軸承，止推軸承固定在軸承固定架上，軸承固定架與氣化爐下閥傳動(dòng)軸的支撐架焊接，為方便定位及距離的調(diào)整將固定架設(shè)計(jì)為橫向開槽和縱向使用螺桿的可移動(dòng)式固定法。這種設(shè)計(jì)可以有效減小橫向位移，減少軸填料泄漏。

2污水處理工藝

加壓氣化產(chǎn)生的粗煤氣中含大量粉塵、水蒸氣和碳化的副產(chǎn)物--輕油、焦油、萘、脂肪酸、酚、溶解的氣體和無(wú)機(jī)鹽類等，溫度也較高。因此，需冷卻和洗滌，以降溫和除去粗煤氣的有害物。在粗煤氣洗滌和冷卻時(shí)，這些雜質(zhì)進(jìn)入水中，形成氣、液、固三態(tài)存在的多成分煤氣水。煤加壓氣化過(guò)程中產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜，含焦油、氨、酚、塵等多種雜質(zhì)，它們?cè)谒泻扛摺Ｃ悍N的不同導(dǎo)致各成分的含量也不同，但此種廢水用常規(guī)生化、過(guò)濾、反滲透等方法無(wú)法直接處理，須先將水中塵、油、酚、氨等進(jìn)行分離、回收，這樣一方面回收廢水中有價(jià)物質(zhì)，帶來(lái)一定經(jīng)濟(jì)效益；另一方面也使廢水達(dá)到一般廢水處理方法的進(jìn)水要求。根據(jù)煤加壓氣化工藝特點(diǎn)，廢水處理工藝中，經(jīng)焦油、粉塵分離后的水大部分返回工藝裝置循環(huán)使用，多余水為工藝廢水，再逐步經(jīng)過(guò)酚、氨回收，生化處理等工藝等過(guò)程，最終廢水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。

3煤鎖和灰鎖的優(yōu)化

煤鎖是確保煤倉(cāng)內(nèi)部間歇的容器，也是汽化爐上重要的零部件之一，一旦發(fā)生損壞，在維修過(guò)程中要消耗掉大量的人力物力；煤鎖的位置比較特殊，質(zhì)量過(guò)大，采用起重機(jī)的方式吊起維修，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還很容易造成設(shè)備損毀和人員傷害事物。對(duì)煤鎖檢修的優(yōu)化，可以從設(shè)備兩側(cè)支耳處加上千斤頂，利用支撐梁體的滑道，千斤頂?shù)淖饔孟旅烘i就會(huì)升起，從滑道上將其移動(dòng)出來(lái)，就可以進(jìn)行檢修作業(yè)。煤鎖的下閥門軸也是容易損壞的部位，下閥軸的轉(zhuǎn)都皺設(shè)計(jì)是為了同步實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能，由于煤鎖下閥門傳動(dòng)軸的磨損，導(dǎo)致軸承、墊環(huán)等方位日漸脫落，這一裝置設(shè)計(jì)優(yōu)化在傳動(dòng)軸的外端固定起來(lái)，方便長(zhǎng)距離的調(diào)整。

4點(diǎn)火方式的優(yōu)化

碎煤加壓氣化過(guò)程是一個(gè)在高溫和（高）壓力下進(jìn)行的復(fù)雜多相的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，主要是煤中的碳與氧和水蒸氣等氣化劑之間的反應(yīng)。煤的燃燒過(guò)程，其實(shí)質(zhì)就是煤中元素發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)的過(guò)程，其中最主要是碳的燃燒，并且伴以揮發(fā)分的燃燒。煤的有機(jī)質(zhì)是復(fù)雜的碳?xì)浠衔?，其氧化與烴類氧化相似，可用自由基連鎖反應(yīng)機(jī)理解釋。煤中富氫的脂肪結(jié)構(gòu)與氧易形成自由基，當(dāng)氫化過(guò)氧化物積累到一定濃度又有一定溫度時(shí)，氧化自動(dòng)加速。當(dāng)放出的熱量不斷積累，達(dá)到煤的著火溫度就會(huì)引起燃燒。

5操作、控制方式的優(yōu)化

碎煤加壓氣化爐實(shí)際運(yùn)行的煤鎖、灰鎖在現(xiàn)場(chǎng)就地控制室操作，控制室只能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控煤、灰鎖操作?？蓛?yōu)化設(shè)計(jì)為在氣化控制室（控制室操控又分為全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)）為主要控制方式，設(shè)置一套控制系統(tǒng)對(duì)裝置進(jìn)行監(jiān)視、控制、聯(lián)鎖、報(bào)警及記錄，該套系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)緊急停車聯(lián)鎖和保護(hù)。中控室實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加煤、排灰操作。為滿足后工序?qū)Ψ€(wěn)定供氣的需求，一般氣化裝置都在出口工序煤氣總管上設(shè)置氣化爐自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，以達(dá)到穩(wěn)定供氣的目的。但生產(chǎn)負(fù)荷和粗煤氣總管壓力的比例調(diào)節(jié)單一，沒(méi)考慮生產(chǎn)工況的操作影響。優(yōu)化設(shè)計(jì)為氣化爐的負(fù)荷與氣化爐工況特性，如出口溫度、氣化爐壓力、灰鎖溫度、煤質(zhì)成分等一起進(jìn)行串級(jí)比例調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)裝置的自動(dòng)化和現(xiàn)代化。分析取樣的優(yōu)化，現(xiàn)碎煤加壓氣化爐粗煤氣化驗(yàn)分析用奧式分析儀，手動(dòng)操作，存在分析時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)量大、分析結(jié)果人為因素影響大等問(wèn)題。優(yōu)化設(shè)計(jì)為自動(dòng)取樣分析，增設(shè)在線分析儀表，由預(yù)處理和儀表系統(tǒng)兩部分組成。其中預(yù)處理由減壓、水洗、分離、冷卻與干燥組成，放在取樣管道最近的現(xiàn)場(chǎng)；儀表系統(tǒng)由過(guò)濾、流量控制與分析儀表組成，放在分析室內(nèi)。預(yù)處理能解決煤氣除塵脫焦油難題和干燥除去氣樣中的水分。

6結(jié)束語(yǔ)

低熱穩(wěn)定性下的低階煤具備良好的反應(yīng)活性，能夠充當(dāng)碎煤的加壓氣化原料。對(duì)磨煤干燥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及對(duì)污水處理提出了一些優(yōu)化建議，同時(shí)低熱穩(wěn)定性下的低階煤相應(yīng)單臺(tái)氣化爐的氧負(fù)荷相對(duì)比較低，利用明確碎煤的加壓氣化相應(yīng)入爐煤的下限粒度，嚴(yán)格控制下限粒徑，使相應(yīng)氣化爐在一定程度上有效降低破碎過(guò)程形成的煤粉量，上述措施可以明顯提高碎煤加壓氣化的效果。以上論述具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)意義。同時(shí)該優(yōu)化改進(jìn)是氣化爐功能的又一次提升，對(duì)未來(lái)氣化爐爐型改進(jìn)具有指導(dǎo)作用。

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（作者單位：內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司）