稳定和提高发生炉煤气热值的措施 microsoft word 文档

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1、稳定和提高发生炉煤气热值的措施弓朝红（中国铝业山西分公司，山西河津043304）摘要：稳定和提高煤气热值能够提高焙烧炉氧化铝的产量和质量，本文从多方面探讨了稳定和提高煤气热值的措施，即稳定气化用煤、稳定饱和温度、采用满料层操作、掺入焦炉煤气，还重点阐述了发生炉富氧生产、炉出余热利用两项技术的可行性。关键词：煤气热值；饱和温度；满料层操作；富氧生产引言中国铝业山西分公司煤气分厂于1992年正式投产，现有TG-3MI型煤气发生炉22台，生产混合发生炉煤气，气化原料为阳泉和晋城无烟块煤，煤气热值为5.2~5.6MJ/Nm3，属低热值煤气，日供气量为120万m3，

2、主要是为氧化铝2#、3#焙烧炉提供工业燃气。炉出煤气经双竖管、洗涤塔和电除尘冷却除尘后，由排送机加压送至4公里外的氧化铝2#、3#焙烧炉。氧化铝焙烧炉是把AL(OH)3焙烧成产品氧化铝的设备，山西分公司2#、3#焙烧炉为引进丹麦技术设计制造的大型气体悬浮式焙烧炉，日产成品AL2O31300吨，设计使用煤气热值为5.2~5.6MJ/Nm3。氧化铝焙烧炉通过煤气燃烧放热，完成AL(OH)3脱去附着水和结晶水，并使氧化铝晶型发生变化，成为适合电解铝生产要求的氧化铝。在焙烧过程中影响产品氧化铝质量和产量的因素主要是焙烧温度，一般焙烧温度保持在1000～1150℃，

3、煤气热值的高低、稳定与否对焙烧炉的炉温影响很大，表现在：1、煤气热值过低时，燃烧温度降低，炉温下降，此时为保证产品质量，计算机控制系统可自动调节AL(OH)3下料量，造成焙烧炉产能下降，热值越低，下料量越小；2、当煤气热值波动时，焙烧炉温度也随之波动，在短时间内由于炉温下降控制系统来不及调节AL(OH)3下料量时，产品中势必存在一部分未“烧熟”的AL2O3，造成产品质量下降，并且煤气热值波动越大，产品质量越差。综上所述，为了提高氧化铝的产量和质量，就必须尽可能的在保证热值稳定的情况下，同时提高煤气热值。1稳定煤气热值的措施1.1发生炉煤气的气化理论分析在理

4、想气化条件下，碳全部转化成CO，且C和O2生成CO2的反应所放出的热量全部用于水蒸气的分解反应，气化系统为绝热。碳的化学热将无损失的全部转入煤气中，气化效率为100%，理想气化指标见表一。发生炉煤气的理想气化指标表一煤气低热值，MJ/m3煤气体积百分比，%1Kg纯碳气化消耗与煤气产率COH2N2空气消耗，/m3蒸汽消耗，/Kg煤气产率,/m37.5041.6020.8037.62.150.754.48作为气源厂，稳定和提高煤气热值之中，首先是产气炉煤气热值的稳定，稳定是前提，提高是锦上添花。混合发生炉煤气的生产过程是一个自热式的气化过程，它是以空气中掺入一

5、定量的水蒸气作为气化剂，煤在炉子里自下而上分为灰层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层，总成料层，气化所需热量来自氧化层内煤的剧烈燃烧放热，(见式①)C+O2=CO2+Q1①CO2+C=2CO-Q2②H2O+C=H2+CO-Q3③C+H2O(g)=H2+CO-Q4④因此整个料层中氧化层温度最高，要提高煤气热值，就必须尽可能提高氧化层温度，以供给还原层足够的热量，使还原反应（见式②和③）得以完全进行。当氧化层温度提高到煤灰熔点T2温度时，煤中的灰分将软化、熔融而成为高粘度的液态或半液态物质，这种情况首先将影响发生炉断面的通风均匀性，造成炉内截面上温度分布不均匀，

6、局部过热，造成结渣，影响发生炉的正常运行，而且燃料会被熔渣包裹，不能继续气化，引起灰渣含碳量升高，浪费煤炭资源；当气化剂中水蒸气含量过高时，氧化层温度降低，气化反应不完全，煤气热值降低，同样也会造成灰渣含碳量升高，原煤利用率低。因此氧化层温度过高或过低都属于极端情况，都不利于发生炉的长期稳定运行，只有合理的控制饱和温度，，根据气化状况不断调节，使氧化层温度处于一个相对较高的温度（小于T2），时，发生炉才处于一个经济、稳定、高效的状态。1.2稳定发生炉煤气热值的措施1.2.1稳定无烟煤的质量入炉无烟煤必须满足粒度均匀（我厂发生炉设计粒度比≤2）、含粉率低（我

7、厂生产中要求≤7%）、机械强度和热稳定性好、灰分含量适中等条件。粒度方面我厂目前所用阳泉无烟煤基本符合要求；在含粉率和灰分方面，分厂要严格控制，因为不合格的原煤对输煤系统及发生炉操作带来一系列困难，首先是增加了输煤系统筛分设备的负荷,入炉煤质量难以保证，其含粉率超过10%，入炉煤含粉率高，造成粒度不均匀，虽然小粒度煤能提供较多的反应表面，但粒度不均匀将影响炉内上升气流的均匀分布，大颗粒必然滚向炉壁，小颗粒和粉煤则集中于炉膛中央，形成阻力较大的区域，气流很难由此通过，原料不能充分气化，而在靠近炉壁处则形成阻力较小的区域，这样大部分气流流向炉壁，在此进行强烈燃

8、烧，从而使炉况恶化，最终造成气化不均匀，原煤浪费，煤气成本升高。由