鲁奇气化工艺特点及影响其运行的主要因素分析
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鲁奇炉加压气化工艺影响因素分析摘要:煤炭等不可再生的化石燃料如果燃烧不够充分就会产生大量的污染物甚至是有毒气体,同时热效率低对能量的利用率低都是在浪费我们的煤炭资源,与正常燃烧过程不同,煤气化能够有效的提高煤炭的利用率,在产出相同能源的条件下消耗更少的化石燃料,产生的煤气更利用使用,灰渣更易于处理。
本文就碎煤加压气化炉的工程技术方法和质量管理方法进行了简单概述,希望能够为提高碎煤加压气化炉运行质量管理工作提供一些思路。
关键词:鲁奇炉;加压气化;工艺;影响因素1前言如今的时代主题是节能与环保,目前我国对所有的能源问题都非常敏感和重视。
国家已经对煤炭进行了限制开采和限制使用,这就是出于资源的节约和对环境的保护的目的。
在对碎煤加压的工作中,如何尽可能的提高煤气化的转换效率和能源利用率是所有相关技术人员需要深入研究的问题。
碎煤加压气化炉是碎煤加压气化的反应场所,提供了反应环境。
在实际的生产生活中,碎煤加压气化经常会出现非计划性停车,这种问题会极大的影响反应效果,使得气化效果差,能源的利用率低,同时降低生产效率,提高了生产成本,损害了企业的经济利益。
为了提高碎煤加压气化炉的在线率,延长在线周期,就需要对气化炉的工作原理、运行情况和管理方法进行经验总结和技術发展,从而改善气化炉的运行环境,提高气化效果,提高能源利用率。
2碎煤加压气化炉概述本文通过克旗公司实例进行阐述。
克旗公司使用当地褐煤进行气化,生产甲烷气。
2013年为试生产阶段,装置运行不稳定,2014年气化炉的运行情况改观,但是问题仍然存在,非停次数占有相当大的比例。
2015年公司开始对气化炉的长周期、稳定运行进行攻关工作,通过使用“两图两表”的方法强化生产管理,实现了气化炉的长周期运行,改善了生产经营状况,碎煤加压气化炉进行低质褐煤气化工艺逐渐成熟。
3碎煤加压气化炉运行工程技术方法3.1气化炉的停车原因通过对气化炉的停车情况进行记录,记录2014年全年的停车运行状况。
鲁奇加压气化炉的运行与技术改造探讨鲁奇加压气化炉是一种用于生产工业原料和能源的设备,它可以将固体燃料,如煤、木材等,通过加压气化的方式转化为可燃气体,从而实现能源的高效利用。
随着能源需求的不断增加和环境保护意识的提高,对加压气化炉的运行和技术改造的探讨变得愈发重要。
本文将从加压气化炉的基本原理、运行情况以及技术改造方面展开讨论。
一、加压气化炉的基本原理鲁奇加压气化炉是一种通过给固体燃料施加高压,使其在高温下与氧气发生气化反应的设备。
其基本原理是将固体燃料加热至一定温度后,通过给予一定的高压使其与氧气发生气化反应,生成可燃气体和灰渣。
这种气化反应产生的可燃气体可以作为燃料供给燃烧设备,从而实现能源的利用。
二、加压气化炉的运行情况1. 原料选择:加压气化炉可以使用各种固体燃料,包括煤、木材、秸秆等。
在实际运行中,不同的原料会对气化反应的速度和产物的成分产生影响,因此在选择原料时需要进行综合考虑。
2. 气化反应:气化反应是加压气化炉的核心部分,其速度和效果对设备的运行效率和产物的质量有重要影响。
在实际操作中,需要控制气化反应的温度、压力和气体流速等参数,以保证气化反应的稳定和高效进行。
3. 清灰处理:加压气化炉在运行过程中会产生大量的灰渣,这些灰渣会对设备的正常运行产生影响。
需要定期进行清灰处理,确保设备的正常运行。
4. 安全管理:加压气化炉是一种高温高压设备,其运行安全至关重要。
在运行中需要加强对设备的监控和维护,确保设备的安全运行。
三、加压气化炉的技术改造随着科技的进步和能源需求的变化,对加压气化炉的技术改造变得愈发重要。
以下是一些可能的技术改造方向:1. 节能改造:通过提高设备的热效率和气化反应的效率,减少能源的消耗,从而实现节能降耗。
2. 环保改造:通过改进气化反应的参数控制和气体净化系统,降低气化过程中产生的有害气体排放,实现环保目标。
3. 自动化改造:通过引入自动控制系统,提高设备的稳定性和可靠性,减少人为操作的误差,提高生产效率。
影响鲁奇炉连续稳定运行的原因及改进措施师彦平发布时间:2021-08-18T06:17:38.895Z 来源:《中国科技人才》2021年第15期作者:师彦平[导读] 鲁奇炉是双层夹套式圆筒形气化炉,主要由炉体、煤锁、灰锁、炉篦、布煤装置,气化剂入口和煤气出口等设备组成。
伊犁新天煤化工有限责任公司新疆伊宁 835000摘要:鲁奇炉是双层夹套式圆筒形气化炉,主要由炉体、煤锁、灰锁、炉篦、布煤装置,气化剂入口和煤气出口等设备组成。
鲁奇气化炉经过不断的技术改进,虽然在性能方面不断地提升,但是长周期稳定运行仍是研究重点.关键词:鲁奇炉;稳定运行;影响原因;改进措施引言鲁奇炉的发展最开始是在国外研究和提出,并且投入使用的,我国经过不断的引进和改进,进而投入到我国的工业和生活中。
刚开始的鲁奇炉使用的资源是通过燃烧煤块实现煤气的供应,整个燃烧的过程和燃烧的产生煤气的效率较低,会影响煤矿资源的消耗,也会影响环境的安全。
历经几十年的改进和发展,鲁奇炉的建造手法越来越精细,建设工艺越来越简便,煤气产生的效率也逐渐提高。
不仅是在我国得到了发展,在国际地位的发展中也得到了进步,为整体实力的发展奠定基础。
1煤种和煤质对鲁奇炉生产工艺的影响煤炭与纯净物不一样,它不像纯净物一样有固定的熔点,所以灰熔点的概念就出来了,灰熔点即煤灰的熔融性,它没有固定的数值,而是在一定的范围内。
当煤炭中的无机物分解,并且煤炭发生变形融化,那么就达到了其熔点。
熔点不同鲁奇炉内的温度也是不同的,所以鲁奇炉的温度要根据煤炭的灰熔点进行调节,其温度的调节是至关重要的,一般情况下温度是控制在煤灰变形和变软之间。
温度过高或者温度过低都会对鲁奇炉产生不好的影响。
如果煤炭的灰熔点高的话,就要采取降低汽氧比的措施来提高鲁奇炉内的温度,这时候如果温度超过炉所承受温度的极限,那么就会对炉内的设备有影响,甚至会损坏气化炉,鲁奇炉所能承受的最高温度一般是1300℃。
如果煤炭的灰熔点比较低,那么要采取提高汽氧比的方法来降低炉内温度,这时候如果掌控不好温度,煤炭残渣就会由于温度低而粘在炉内部。
影响鲁奇气化炉连续运行的原因分析通过对鲁奇炉运行过程的分析,从工艺流程、设备等方面入手,围绕如何实现鲁奇炉长周期、稳定运行这一话题展开论述,对影响鲁奇炉长周期稳定运行的因素重点分析,采取相应的手段,延长鲁奇炉的运行时间,提高企业效益。
标签:气化炉;运行;原因0 引言“多煤,少气,少油”作为我国主要的能源控制目标,决定了我国化工产业的结构模式-煤炭深加工。
在国家和政府地宏观调控下,煤炭深加工工艺得到了很大改进,为煤炭资源的开发利用提供了新的手段和方法,已经成为推动我国经济发展的中坚力量。
鲁奇气化工艺是煤炭深加工的一种重要手段,它具有适用性、节约性、技术性等优点,在国内已被普遍使用。
但是,鲁奇气化工艺也有一些缺点,诸如运行周期短、设备维修率高等。
因此,在现有的技术条件下,如何才能扬长避短,确保鲁奇气化炉高效运转,成为了当前重点研究的课题。
本文从影响鲁奇气化炉稳定运行的因素入手,对其进行分析和论述,采取相应的措施,保证鲁奇炉稳定、连续运行。
1 鲁奇气化工艺鲁奇气化工艺是一种自热式的气化工艺,它采用逆流移动床气化工艺技术对第三代鲁奇气化炉进行连续加压。
鲁奇气化工艺以碎煤为原料,以氧气和蒸汽为气化剂,在一定的压力作用下,均匀分布的气化剂与碎煤在气化炉内部逆流接触,发生剧烈的化学反应,最终以粗煤气的形式从气化炉排出。
排除的粗煤气温度高达400度,经冷却洗涤后,脱出大部分油分,送入处理设备,进行后续的深加工。
煤的气化一般要经过干燥预热-干馏-气化-燃烧-成灰5个步骤。
此外,在气化炉外部必须使用水夹套止水;必须严格控制气化炉炉壁温度,必要时使用中压蒸汽降温;必须以煤锁和灰锁作为煤和灰进出气化炉的通道。
2 影响稳定运行的因素2.1 煤质对气化炉的影响煤质对气化炉的影响主要体现在灰熔点、机械强度、灰份、煤的变质程度等四大方面。
灰熔点的高低直接影响到气化炉能否正常运行,灰熔点越高,所需的汽氧比就越低,蒸汽消耗就越低,成本也就越低。
鲁奇加压气化炉的运行与技术改造探讨鲁奇加压气化炉是一种用来进行煤炭或其他固体燃料的气化的设备。
它通过提供高压气体,将固体燃料转化为气体燃料,然后再用于发电或其他工业生产过程中。
鲁奇加压气化炉被广泛应用于煤化工和煤电等领域,并且在最近几年得到了技术改造和升级。
鲁奇加压气化炉的运行需要注意以下几点。
首先是燃料的选择,固体燃料的选择直接影响着气化炉的工作效果和产气质量。
通常情况下,煤炭作为最主要的固体燃料,其选择应该根据煤的种类和质量来确定。
其次是操作条件的控制,包括气化温度、气化压力、气化速度等。
操作条件的调整和控制可以影响气化炉的煤气产量和产气质量,因此要根据实际需要进行适当的调整。
最后是气化炉的维护和保养,包括对设备的定期检查、清洁和维修等。
正常的维护和保养可以延长气化炉的使用寿命,提高其工作效率。
对于鲁奇加压气化炉的技术改造有以下几点探讨。
首先是改进气化炉的设计和结构,以提高其煤气产量和产气质量。
可以改变气化炉的内部布局和反应器结构,优化气化反应的过程条件。
其次是改进气化炉的操作和控制系统,以提高气化过程的稳定性和控制精度。
可以采用先进的自动控制系统,使气化炉能够根据实时数据进行动态调整和优化。
最后是改进气化炉的能源利用和环保性能。
可以将气化炉与其他能源转化设备相结合,实现多能互补和高效利用。
可以采用先进的烟气净化技术,降低气化过程中的排放物污染。
鲁奇加压气化炉在运行和技术改造中还需注意一些问题。
首先是安全性问题,加压气化炉在运行时存在高温、高压等危险因素,需要严格遵守操作规程和安全措施,确保人员的安全和设备的正常运行。
其次是经济性问题,技术改造需要考虑投资和收益的平衡,选择具有较小改造成本和较高经济效益的改造方案。
最后是环境保护问题,气化炉的运行和改造过程中需要重视减少能源消耗和排放物污染,实现可持续发展的目标。
鲁奇加压气化炉的运行和技术改造是一个复杂而关键的过程。
只有通过严格的操作控制和科学的技术改造,才能实现气化炉的高效运行和优化控制,提高能源利用效率和环境保护水平。
鲁奇加压气化炉的运行与技术改造探讨鲁奇加压气化炉的运行状态是影响气化效果和产品质量的重要因素。
为了保证炉内气化反应的正常进行,需要对炉体进行合理的设计和加压控制。
目前,一般采用的是间歇式加压气化炉,即在一定时间段内进行加压操作,然后停止加压,维持一定的高温高压条件下进行气化反应。
这种间歇式的运行方式适用于一些气化反应时间较长的情况,但对于一些气化反应时间较短的情况,可能会导致反应不完全、产率降低等问题。
对于不同的气化条件,需要根据实际情况调整运行方式,以保证气化反应的效果。
1. 炉体结构优化:炉体结构对于气化反应的进行具有重要影响。
在设计炉体结构时,需要考虑气体流动的均匀性、热量的传递等因素。
可以通过改变炉体的内部结构,如增加气体的流动性,提高气体的混合程度,以及增加炉体的传热面积等,以提高气化反应的效果。
2. 加压控制系统改进:加压控制系统是鲁奇加压气化炉的关键部分,对于气化反应的进行起着至关重要的作用。
在实际操作中,需要根据不同的气化条件进行相应的调整。
气化温度、压力、气化物料的种类等因素的改变,都会对加压控制系统产生一定的影响。
需要对加压控制系统进行优化,以提高系统的控制精度和稳定性。
3. 废气处理技术改进:在鲁奇加压气化炉的运行过程中,会产生大量的废气,其中包含了一些有害物质。
为了减少对环境的污染,需要对废气进行有效的处理。
可以采用一些常见的废气处理技术,如高温除尘、脱硫、脱氮等,来净化废气中的有害成分。
4. 自动化控制技术改造:在鲁奇加压气化炉的运行过程中,需要进行大量的操作和监测工作。
目前,一些先进的自动化控制技术已经应用于鲁奇加压气化炉的运行中,如PLC控制、远程监测等。
通过引入自动化控制技术,可以提高炉体的运行效率,减少操作人员的劳动强度,提高生产效益。
鲁奇加压气化炉的运行和技术改造是一个复杂的系统工程。
在实际操作中,需要综合考虑炉体结构、加压控制系统、废气处理技术以及自动化控制技术等方面的因素,根据实际情况进行相应的调整和改进,以保证气化反应的效果和产品的质量。
鲁奇气化炉连续运行的影响因素探析摘要:在我国煤炭深加工的过程中,鲁奇气化工艺及鲁奇气化炉的运用发挥着重要作用。
本文对影响鲁奇气化炉长周期稳定运行的主要影响因素进行探析,针对性提出了相应的改进措施,从而可以提高鲁奇气化炉的连续运转效率,优化煤炭气化加工工艺,为企业创造较好的经济效益。
关键词:鲁奇气化炉;运行;改进措施引言随着我国社会经济水平的不断提高,人们对能源的需求在不断增加。
针对我国煤炭资源充足,天然气和石油等资源匾乏的现状,只有不断加大对煤炭资源的深加工才能较好的缓解我国资源匾乏的现状。
在煤炭资源深加工生产中,鲁奇气化工艺是煤气化的方式之一,鲁奇气化炉是鲁奇气化工艺的关键设备,鲁奇气化工艺具有煤种适应性强、技术成熟等优点。
但是鲁奇气化炉在运行过程中故障频发,保障鲁奇气化炉的连续稳定运行是当前煤气化行业需要解决的问题。
1鲁奇气化技术基本原理鲁奇炉加压气化是加压固定床气化的代表,是世界上最早采用的加压气化法,属第一代煤气化工艺。
该法由德国鲁奇公司首先提出,并于1936年投产,技术成熟可靠,是目前世界上建厂数量最多的煤气化技术。
20世纪80年代以来,我国已引进多套现代化鲁奇气化装置,在设计、安装和运行方面均已取得丰富经验。
鲁奇炉采用固态排渣,炉温偏低,煤与气化剂逆向运动,煤气中甲烷含量高,特别适合于作为城市煤气:另外粗煤气中含有一定量的焦油、酚、氨等有害物,需脱除这些有害物质。
气化炉内料层分布:原料煤由煤锁通过煤分布器进入到气化炉中,并与气化剂逆流流动,原料由上往下,气化剂由下而上,逐渐完成煤炭由固态向气态的转化。
随着反应的进行反应热的放出或吸收,使料层纵向温度分布不均匀,根据料层备区域不同的反应特征,大致将料层分为灰渣层、燃烧层、气化层、干馏层、干燥层、空层共六层。
2影响鲁奇气化炉连续稳定运行原因分析2.1气化炉炉蓖失效的原因分析气化炉炉蓖为鲁奇气化炉心脏部件,气化炉炉蓖使用寿命的长短直接影响气化炉连续运行周期的长短。
鲁奇气化工艺特点及影响其运行的主要因素分析
鲁奇加压气化是一项相对成熟的技术。
在煤化工造气领域具有很多优势,但该项技术具有的缺点也是很明显的,文章通过介绍鲁奇工艺特点,分析了影响鲁奇气化工艺的各种关键因素,并针对这些因素的控制来提高鲁奇气化装置的优点。
标签:鲁奇气化炉;工艺特点;因素
前言
鲁奇加压气化工艺是煤和气化剂逆流接触的一种加压移动床煤气化工艺。
由于其适应的煤种广、气化强度较大、气化效率高,技术成熟可靠,广泛应用于各个煤化工企业。
但鲁奇气化工艺也有一定的缺点,如运行周期短,设备维修频繁等。
如何在目前的工艺基础上对设备和工艺操作进行改进和优化,保证鲁奇气化炉进行长周期运行,已经成为鲁奇炉发展面临的一个重要因素。
本文通过某煤化工企业实际生产中经济运行的实践,从气化用煤品质、生产工况控制等方面分析了影响气化炉稳定运行的因素。
1 鲁奇气化工艺主要特点
1.1 原料煤为块煤
鲁奇炉原料用煤一般采用5~50mm的块煤,并在煤的反应性、无粘结性、机械强度、灰熔融性等方面要求较高。
因此适宜的煤种为褐煤、次烟煤、贫煤和无烟煤,同时由于其工艺特点对一些水分较高(20%~30%)和灰分较高(如30%)的劣质煤也适用。
与气流床工艺相比,鲁奇炉采用碎煤为原料,入炉煤的前期处理较为简单。
1.2 氧耗相对较低
鲁奇气化工艺采用干法排灰,气化剂采用蒸汽和纯氧气,运行过程中为防止结渣汽氧比较高,这就降低了氧气的消耗,通常要比气流床氧节省30%,在空分制氧工艺方面可以节约投资。
1.3 煤气中CH4含量较高
气化产生的煤气中CH4含量较高,可以达到10%左右,因此该工艺适合于生产城市煤气和代用天然气(SNG),另外可通过加完转换工艺可将CH4转化为CO和H2后也可以用于生产液体燃料,比如甲醇石脑油和柴油。
1.4 粗煤气中H/CO为
2.0,在这种状况下不经变换或少量变换即可用于F-T 合成、甲醇合成、天然气合成等产品生产的原料气,对比其他气化技术减少了气
体成分的变换工序。
1.5 由气氧比控制汽化炉温度
该工艺最重要的工艺操作参数为汽氧比,与气流床强调的氧煤比有一定区别,但目的相同,就是控制一定的气化炉温度。
汽氧比的确定通常根据煤样的融化温度、反应活性、产生的灰渣状态和煤气组成质量来调整。
1.6 工艺成熟
气化工艺相对成熟,已被广泛应用于各种煤化工生产,其设备国产化率较高、造价较低,在投资上占有较大优势。
1.7 煤气水组分复杂
鲁奇炉在气化和煤气冷却过程会产生大量的含有重焦油、轻焦油和酚的煤气水,煤气水处理的流程复杂,处理费用高,工艺难度大,但在国内已有许多利用萃取技术或汽提加生化处理成功的煤气水处理工艺的案例。
2 影响鲁奇炉稳定运行的因素
2.1 煤的粒度
煤的粒度是和鲁奇气化的布气相关,煤颗粒太小相应煤的比表面积就会增加,所以鲁奇炉规程规定煤的粒度5~50mm的大于95%,小于5mm不能超过5%。
根据实际运行的经验数据,如果小于5mm的大于5%,气化工况就会恶化且废锅堵严重,煤气水分离工号尘含量大、去回收水中悬浮物多等一系列问题。
通常我们把粒径分布定位在:小于8mm的微量;8~13mm小于10%、13~25mm 占40%、25~50mm占40%、50~100mm占10%、大于100mm微量;在这种粒度下,气化工况是相对较好的。
因为小颗粒的多了会增加带出物,大于100mm 颗粒多了相应比表面积减小还有可能因煤溜槽的设计造成加煤不畅;由于煤粒度不均,造成气化工况恶化后一是气化产气量降低、灰中残碳量升高;二是可能会造成氧突破,在生产中会存在很大的安全隐患。
2.2 煤的水分
鲁奇气化炉要求原料煤水分不能太高,煤中的水分高,一会降低煤的热值,即固定碳相对减少,产气量降低;二是水分存在会使煤在干馏层因为水的膨胀使煤粉化,影响工况稳定;三是会增加污水的处理量。
2.3 原料煤的灰分和灰熔点
煤中的灰分含量不宜太高,一是加煤、排灰受限制,二是灰分会带走热量;灰熔点对气化的影响是较大的,主要是对气化的反应温度影响较大;气化的反应
温度影响着产气量和蒸汽的分解率;当原料煤灰分过高时,原料煤中的杂质在燃烧过程中要吸收热量,灰渣带走的热量增加;而且容易结渣,粗煤气产量减少,大量的灰渣加剧了灰灰锁炉篦刮刀等设备的磨损,缩短了煤灰锁上下阀运转周期,且在反应过程中降低物料行进速度和热量的传递速度,使得气化反应过程中工艺的稳定性和流畅性受到影响,降低气化装置的经济性。
2.4 原料煤粘结度
鲁奇炉要求是弱粘结性的煤,假如用粘结性高的煤,煤粒在燃烧床容易结焦,影响炉篦的运转甚至堵塞灰锁、影响气化炉工况,造成停车等事故。
2.5 原料煤的机械强度
煤的机械强度和热稳定性主要影响着煤的粒度和气化反应的程度,因机械强度差会造成在煤的加入过程中粒度发生变化,使得粒度为5~50mm的比率降低,小粒度的煤会造成床层粒度不均,影響整个气化反应。
因此在选煤的时候一定要考虑到煤的机械强度。
2.6 煤的活性
煤的活性好,气化反应会更剧烈,直接影响炉内的反应和产气率。
热稳定性差,会使床层阻力增大和气相带尘,更会使床层紊乱,出现气化炉“双高”现象,这是比较严重的,对气化产能的影响是肯定的,甚至会因为床层紊乱造成氧突破,产生爆炸的可能性。
因此在选煤过程中没得活性要均一稳定。
2.7 灰锁上阀的寿命
鲁奇炉面临最大的一个问题是灰锁上阀使用寿命短的问题,该问题直接导致鲁奇气化炉的经济运行性,大大增加了检修次数。
业内也采取了不少改进措施,取得了相应进展。
但相对于其他工艺,阀门处于高温、频繁动作、易腐蚀易磨损等恶劣条件,特别是该阀门关闭方式,是角阀的面与阀口的线密封,一旦有灰渣硬颗粒在密封口处,就会导致关不严,或拉伤划痕,寿命还是偏低,不能满足长周期生产需要。
目前有将多晶硅行业上的盘阀移植到分煤锁斗阀上的案例,主要用一台盘阀替代上下相连的两台原锁斗球阀,保持间距、法兰尺寸压力等级等现场设计状态不改变,同时将费用控制在两台锁斗球阀相当水平。
目前不少粉煤气化工艺已采用双面盘阀替代粉煤锁斗球阀。
3 结束语
发展煤化工、煤制油、煤制烯烃都离不开煤气化,都要面对煤种和气化炉的选择问题,在煤气化工艺技术方面,鲁奇加压化技术是一项成熟的技术,虽然该项技术具有诸如废水难处理、检修频繁等缺点,但其更适合中国水分含量高的褐煤。
近几年来,鲁奇加压气化技术在中国正受到越来越多的重视和应用,因此,该技术将在中国煤化工发展的大潮中,具有广阔的应用前景。
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作者简介:李旦(1987,4-),学历:本科,单位:山西潞安煤基合成油有限公司,从事:生产调度管理工作。