造气炉返焦量分析

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1、造气炉返焦量分析一一田守国当今，每一个企业的内部生产考评中，都有造气“灰渣返焦率”这一项考核。然而，有的厂家一直将造气灰渣的质量用“灰渣返炭率”来评定。这--称谓也并非完全错误，因为煤气发生炉确实有排出來“炭”的时候，而这只能是炉内工况极不正常的条件下才会出现。要搞好造气的管理和正确考核，必需先搞清“返焦”与“返炭”的不同点，才能更细致、更准确的去分析问题。1“返焦”与“返炭”的根本区别返焦是煤气发生炉正常操作运行中的必然产物，因为固态出渣的UGI固定床间歇式煤气发生炉，整体配套的设计条件，就决定了排渣中必

2、然有一定量的煤炭未完全气化，但已经焦化，这些焦块称之“返焦”。“返焦”在煤气发生炉内由两条途径产生，一是块煤在煤气发生炉内，经过了干饰过程而焦化，并经氧化层高温气化而残留的焦块。二是由于煤气发生炉炉体下半部分，设置了水槽式夹套锅炉所致。因夹套锅炉的壁冷效应,使煤气发生炉内贴近夹套锅炉的边缘区范围内，气化温度远低于外环区、内环区、中心区（注：炉内四个环区划分：中心区、内环区、外环区、边缘区），一部分炭块因夹套内壁换热，而形不成高温条件，气化速度慢，气化不完，因而产生一部分已经焦化的返焦。当然，夹套锅炉这一导热

3、构件在该炉型上是必不可少的。而“返炭”是未经过气化的块煤从排渣口排出或流出，是煤气发生炉内气化条件极不正常条件下的产物，是炉内结疤、局部结疤、炉膛内平面温差过大、偏火偏灰、局部区域塌炭流生、局部区域出现风洞、死火等因素造成的。返炭的产生说明炉内气化条件恶化、各层区层次紊乱。实际上“返炭”指的是入炉的煤块虽然加入炉内又被排出，没有经过完全的干脩过程根本未焦化，其表面仍然是保持了原有的光泽性和光滑性。有时即使炭块表面颜色略有变为白褐色，但因其还未完全焦化也应归类于“返炭”。2返焦率高的条件分析煤气发生炉排出的灰

4、渣中，夹带一定量的返焦是正常的。其原因一是该气化装置设有夹套锅炉产生壁冷效应。二是入炉煤粒度不能达到均匀，块煤气化速度不一致。三是入炉煤由多个矿点混合，特性混杂，煤的灰熔点和化学活性不同，气化速度不一致。四是由炉算决定的气化剂分布均匀性问题。五是工艺条件和操作控制条件问题。这些因素的存在，决定了不能将灰渣中的可燃成份，降低到象新型气化法的出渣含碳量那样低。也就是说煤气发生炉出渣返焦率，只是一个量的控制问题。关于该问题目前称谓较多，如称：返焦率、返炭量、残炭量、灰渣对燃物含量等。以上称谓只有二项确切，一是物理

5、分析法的“返焦率”，二是化学分析法的“灰渣含碳”的百分含量。而“灰渣可燃物”一般是指蒸汽锅炉排渣的含碳量。通过观察分析灰渣形态变化，分析返焦形成的反应机理，就能基本断定壁冷效应的影响程度：当工艺条件、原料条件和操作控制都处于理想状态，炉况处于稳定状态，灰渣成渣率高、细灰很少、细渣量大的条件下，仍有少量粒度比较大的返焦，粒径15〜30mm,数量少于15%,细小焦粒特别少，这时气化区产生的返焦极少，灰渣屮的返焦95%以上是边缘区产生的，主要还是壁冷效应的体现。这种出渣状态也说明煤气发生炉内工况优良，负荷已经进入

6、极限状态。而灰渣屮细小粒度的返焦量大，则属于掌握、控制、管理方面有一定问题。灰渣屮带出的细小焦粒，使原料转化利用率受到很大影响，这部分焦粒难以冋收再入炉气化利用。而且这部分可燃物的量有时往往大于可回拣焦块的量，很多厂家因此而造成严重的原料浪费。即使再次入蒸汽锅炉利用，也是将一部分原料煤降值为燃料煤利用了，对综合成本影响很大。而这一个问题同样也是可以通过人为控制来降低的。更确切地说细小焦粒是可以让它少量出现或不出现的。小粒度返焦量大在不少厂家存在，这一现象是原料煤转化利用率低的主要原因z—。无烟块煤经干锚层后

7、产生了质的改变，由“煤”转化为“焦”，返焦是经干馆层加温后失去挥发份的块煤，在气化层又经表层氧化放热反应，同吋经高温鍛烧后而残留的焦块。由块煤转化为返焦后，由于其表面光滑度高的胶质层因干僧而失去，焦块也由油黑色变为灰褐色，其表面变的粗糙，外形也失去棱角，呈圆形、卵形或枕形。由于失去了挥发份和水份,密度变小，表面气化产生的气孔清晰可辨。返焦因其表面粗糙而产生较大的流动涩性，滑动能力差，白然堆积状态下边缘产生的安息角大于块煤。在煤气炉正常运行的条件下，因为块煤经干憎焦化后其表面涩性增大，使气化层内物料的流动性弱

8、化，有利于气化层位置稳定，偏灰垮炭的几率降低（一般情况下炉内物料的流动性强、弱可分为以下四个级别，即：块煤〉返焦〉细灰渣＞渣块、疤块）。3返焦的利用正常条件下，气化过程是从煤块表而开始，边气化、灰分边剥离、边在高温作用下成渣,煤块粒度逐渐减小，直至气化完全而成渣。然而，因夹套锅炉壁冷效应的作用，还有正常气化的区域内有一部分粒度较大的块煤，加之气化速度和代谢速度等因素的影响，总会有部分焦块未气化完就排出炉外。然而，