煤棒气化十种灰渣判断炉况

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本文由 马后炮化工论坛 转载自互联网
作者/来源：雷心成（邳州市骏豪铸造厂造气技术部） 日期：2009-3-6

  灰渣是煤气炉原煤转化的矿物质，灰渣质量优劣是碳利用率的具体表现。造气工段无论用块煤制气或煤棒气化是人所周知的事，炉温低、气量差，炉温过高，炉子结疤，造成炉子结疤当然还有其它因素。多年来煤气炉控制参照表温操作已成为习惯性。从灰渣质量分析炉况，它不但对现实操作有着指导作用，还对造气技术的提高和发展有着重要的深远意义。
到目前为止测量气化层温度还没有好的办法直接测出准确的数据。大部分厂家操作还是以传统的测量方式来控制上、下行煤气温度，每到出渣时观察下灰情况来调节工艺。以煤棒气化生产所产生的灰渣，观其质量判断炉况好坏，正确调整工艺仍是重要参照依据之一。
一、
灰渣的返炭率
所谓返炭率指灰渣中含炭量与渣量之比，如灰渣含炭量高约在30％以上，多数属于炉温低，炉条机转速过大，操作不当、气化不良、上下吹百分比例或上下吹蒸汽用量调节不当，入炉风压、风量不足，火层上移，选用的炉箅布风不合理，造气系统阻力大，气化剂的品质控制不当，煤棒含水量太高，沫含量大，制棒配料不合理，煤棒的长度，强度活性不好等原因。一般来说煤棒气化返炭率控制在5%左右为宜，返炭过低大疤块易上棚，炉况不好稳定，所以正常生产中一定防止下黑棒及生炭事故出现，确保操作最理想的返炭率。
二、
灰渣的数量
灰渣的数量是根据煤棒固定碳高低，熔点的高低，灰份含量的高低来决定。一般来说煤棒制气下灰次数，每班4次为宜，如果劣质煤煤棒每小时1次，φ2.4型炉子每班用20吨煤棒，灰渣可排出量约7-9吨左右。如火层上移，炉条转速过大排灰量还可增大。煤棒气化的缺点是炉子下部易有棚渣悬空现象，相应减少了正常出渣量。南方劣质煤煤棒制气大容量灰斗每班可下4-5次，每次灰量约在800-900公斤左右。两侧灰斗保持平衡，不偏斗，适为正常，炉条机运行要保持正常转速，不能时快时慢，更不能中间开开停停。炭层高就加大炉条，炭层低就停炉条，采取延开时间，也要保证炭层的稳定性。出灰偏炉一则有灰一则无灰现象，偏炉原因，煤棒粉沫大，长度不够，阻力偏大，气走短路，另一种破渣条不规范，两侧渣道变形造成的。在同样的原料制气操作要保持排灰同样的数量。这才达到工艺平衡。
三、
灰渣的成块率
灰渣的成块率是每一个煤气炉操作工努力的方向。成块率控制在60%-65%为宜。渣块多孔质轻，细灰很少，块度大都在150-200毫米，内含拳头的占小部分。在这种情况下炉内反应正常，气化集中，工艺条件恰当，操作控制合理，下灰时不偏灰，灰量均匀。说明从原料配比到煤棒加工、煤棒的强度，水分均为合格入炉煤棒。如细灰过多，白棒占30%以上，表明炉温太低，两种气化剂走短路。湿煤棒制气有一个特殊情况，蒸气用量过大与蒸气用量过小，煤气炉出渣有一种同样表现下黑棒。如何区分这种现状，采取作单炉分析来判断煤气中二氧化碳含量高低来处理。约上吹水煤气成份中二氧化碳在5.0-6.0%，下吹4.5-5.6%适为正常范围，否则，会出现上属现象。灰渣的成块率主要决定于气化层的温度，气化层的厚度。气化层温度过高是对成块率有利的提高，但也会造成炉内结成大疤块，相应增加了排灰难度，降低了操作弹性。所以要适中掌握大疤块的形成，使煤气炉长周期稳定运行。
四、
灰渣的色泽（颜色）
腐植酸煤棒气化灰渣的色泽呈现黄白色或褐色为正常渣色。如果出现黑色表明炉温局部偏高，白棒证明边风过大，四周有结疤现象。
气化层温度高于灰熔点温度也会导致灰渣的色泽出现深黑。灰渣色泽出现红白色，原因炉温低，蒸气用量偏大，导致两气（汽）偏流，无有气化层。灰渣在炉内停留时间短，启用炉条机转速过大，也能造成同样后果。灰渣的色泽变化也与蒸气的温度，蒸气带水，蒸气压力过高过低有一定关系。只有在操作过程中要严格执行各项工艺指标，才能确保理想的灰渣正常颜色。
五、
灰渣的均匀程度
灰渣的均匀度与气化层的温度稳定性有很大关系。它于煤棒长度，强度与炉箅及破渣条尺寸有着很大相互关系。炉内气化层均匀是灰渣均匀程度的先决条件。正常情况，炉内气化反应后余下的矿物质靠炉箅的功能排出。如果煤棒的长度不够，粉量过大，阻力偏大，煤棒的强度差，气体偏流，灰渣的均匀就差。破渣条装配不规范，选择的炉箅布风不合理，布气不均匀，破渣排渣都和灰渣的均匀程度有关。要想保持灰渣均匀程度高，不仅要选择综合性能好的煤棒专用炉箅，如邳州骏豪节能炉箅，还要有良好的操作工艺条件稳定气化层的位置和温度，提高灰渣的均匀度。
六、
灰渣的形状
灰渣的形状与煤棒质量，煤的性质，炉子温度有着密切关系。灰渣形状可分为椭圆型，片型和长条型，椭圆型是属于高炉温操作，形成的疤块大在炉内周转时间长，如出灰口偏小造成排灰渣困难，但对气质较好，气量大耗煤量低。大片型渣块属原料煤的熔点低、活性好，火层下移，局部有熔流现象，软疤靠近炉箅周围，温度降低进入渣区，灰渣的形状大都成为大片灰渣。
长条形状，多属于煤气炉炉箅边风过大，炉子四周发红发亮成型的渣块进入渣区，温度降低后，大部分成长型渣块。根据上述三种疤块构成也可以说都不是正常气化后灰渣块。要想获得正常灰渣，设备需得节能型炉箅，工艺要优化操作，灰渣才有良好块度形成。
七、灰渣的硬度
灰渣的硬度高，大都是高炉温操作，炉温高相应排出的渣硬度就高。特别甘肃、宁夏煤制作煤棒，排出的灰渣硬度大，如下吹百分比过长，下吹手轮开得过大，都能引起渣硬。矸石含量与铁含量高，水泥煤棒也都会引起灰渣硬度大。
八、
灰渣内夹带煤棒量
灰渣内夹带煤棒，是指排出的渣内有渣包棒现象，出现这样渣块，原因火层下移，煤棒含水量高，燃烧不完全，烘干工艺太少，一般来说用湿煤棒制气水份在14%之内全上吹制气可达到4-5个循环为宜。下吹时间太长，下吹手轮开启度过大，灰渣内夹带煤棒看起来小事，它影响消耗，影响气化层温度的提高，更影响单炉发气量。
九、
灰渣的实密性
灰渣的实密性也是掌握灰渣质量的主要因素。煤气炉的气化条件好坏，也是灰渣先决条件。灰渣疏松块度均匀，残炭率低，这才是煤气炉操作人员的最大理想。灰渣疤块过于密实是气化层温度控制过高，吸热和放热的热量不平衡，放热大于吸热，吹风过量，蒸气偏小，而造成的。根据出渣情况和煤气中的二氧化碳含量，准确工艺指标，处理灰渣实密性高的疤块。灰渣实密性越大，对煤气炉正常运行不利，加重炉条机排灰负荷，易损坏炉下传动部件。在正常操作中要十分重视灰渣的实密性。
十、
火渣及红炭
火渣及红炭的出现明显的是火层下移时间较长，它与炉条机转速过快有着很大关系。也和炉底温度控制过高相牵，出现火渣气化层下移，出现红炭气化层已经破坏，干馏层占去气化层，严重影响炉内工况。从建立新的五种区域难度很大。处理办法减小炉条机转速，加大上吹蒸气用量，保持炉下炉上温度恢复炉内工况，建立新的气化层，直到灰渣转入正常。
以型煤制气煤棒气化炉的厂家，无论气量大小，消耗高低，每一个煤气炉操作工应追求的是煤气炉出渣无死块，疤块疏松，质轻气孔率高，蜂蜗形状，产气量大、消耗低。这些现状是我们共同努力的方向。一个合成氨厂，主管生产部门，抓消耗、抓两气（煤气、蒸气），抓煤气就是抓龙头，龙头的关健是原料煤的配制比例。抓原料首先的一条要抓两个理论环节，第一个理论环节，必须了解和掌握煤的性质，如各种粉煤的性质，化学活性，矸石含量，发热值，固定炭含量，挥发分，灰分，灰熔点，气化强度，热稳定性，腐植酸含量，铁含量，硫含量等项。炉况的稳定性好坏，发气量的大小消耗高低与上述成分是分不开的，煤棒气化入炉前有两项严格指标，一是煤棒强度，二是煤棒的水分，这两项指标都直接影响单炉发气，是降低消耗的关键指标。第二个理论环节，搞造气技术，操作煤气炉必须了解煤的气化是动力学控制。在煤气化反应过程中压力、流量、流体、温度、阻力、这些条件是每一个操作人员所掌握的必要理论数据和变化数据。在生产过程中特别是煤棒气化，压力不足、压力不稳、压力变化都难以稳定炉内工况。流量不足，多台炉制气互相争压力，争流量、争时间，都是不利因素。温度变化，无论是入炉蒸气温度变化，或炉上行、炉下行温度变化，波动幅度过大，炉内气化层位置是很难稳定的。所以正常操作观察各项温度的变化，流体、流量的变化，观察灰渣质量情况，都是便于调节工艺的依据。上述十项灰渣来判断炉况是不可缺少的实际参据，掌握它有利于促进理论与实践知识的提升。