常压固定床间歇造气炉试烧贫瘦煤研究
张权应，张仲平
（山西焦化股份有限公司，山西 洪洞041606）
［摘 要］ 为降低原料成本，在常压固定床间歇造气炉进行某贫瘦块煤的试烧试验。试烧结果表明，该贫瘦块煤可作为固定床间歇造气炉的原料，可使原料成本有所降低，但只能掺烧，且掺烧比例控制在25%（质量分数）以下为宜。
［关键词］ 贫瘦块煤；固定床间歇造气炉；掺烧；配比
［中图分类号］ TQ 546.8 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）06-0044-03
1 研究背景
国内常压固定床间歇造气炉是以无烟块煤、焦炭、半焦或由无烟煤粉加工制作的型煤、煤棒为气化原料，其中，以无烟块煤及型煤、煤棒为原料的比重大，约占90%以上。由于储量有限和地域限制，无烟块煤及无烟煤粉的价格较高，造成造气炉煤气生产成本较高。
山西焦化股份有限公司甲醇厂现有12台常压固定床间歇造气炉，生产水煤气补碳联合焦炉气制甲醇，弥补了单用焦炉气生产甲醇氢过剩而碳不足的问题。自甲醇装置投产以来，先后以无烟块煤、25～40 mm冶金焦及附近某公司生产的化工焦为原料组织生产，存在着原料成本高的问题。为此，公司希望甲醇厂研究使用低成本的气化原料，以降低甲醇的生产成本。
集团公司某煤矿煤种为贫瘦煤，一直作为电煤使用，价格较低，其与常压固定床间歇造气炉所用原料性质较为接近，但国内相关文献资料中尚没有造气炉试烧贫瘦煤的报道，为此，公司决定在常压固定床间歇造气炉上进行贫瘦煤的试烧试验，以研究其作为气化原料的可行性。
2 贫瘦煤的煤质指标及对气化可能造成的影响
2.1 贫瘦煤的煤质
常压固定床间歇造气炉上试烧贫瘦块煤的煤质分析数据如下：水分4.00%，灰分30.78%，挥发分18.72%，硫1.30%，固定碳56.26%。
2.2 试烧贫瘦块煤对气化可能造成的影响
（1）结合固定床造气炉使用原料的特性，同贫瘦块煤的煤质分析数据进行对比分析，认为所要试烧的贫瘦块煤的挥发分较高，是目前使用的化工焦挥发分的近10倍（化工焦的挥发分一般不超过2%），也较其他厂家使用的无烟煤的挥发分高出2倍（固定床造气炉用无烟煤的挥发分一般不超过6%），原料中如此高的挥发分，入炉后将直接导致所生产的煤气中CH4含量大大升高，保守估计煤气中的CH4含量将达5%以上，从而使得水煤气中惰性气的含量达10%以上（包括N2），如此高的惰性气含量将造成后工序压缩功耗大大增加以及有效气体大量排放。
（2）原料中的灰分也较高，是一般造气炉入炉原料灰分的2倍以上，气化时除极易造成造气炉结疤、结块和炉况恶化外，还会大大增加入炉原料的消耗。
（3）由于目前甲醇厂水煤气净化工艺是按低挥发分煤设计的，没有设计煤焦油及氨的脱除设施，较高的煤焦油将会使后工序设备、催化剂堵塞，影响系统的长周期运行，而且较多的氨气被带入甲醇合成工序后会使合成催化剂铜晶体流失而失去活性。
考虑到以上不利因素，试验方案确定只在1台造气炉（12#造气炉）上进行试烧。
3 试烧方案
为最大限度地减少试烧对现有生产系统的影响，方案确定按一定比例配用贫瘦块煤，初始比例为30%，根据试烧情况调整配比，每种配用比例试烧周期为3～5 d，以造气炉炉况稳定与否作为是否转入下阶段的依据。
4 试烧需检验的主要指标
（1）造气炉的上、下行温度是否出现超过工艺指标的大幅波动（上行温度≤450 ℃，下行温度≤250 ℃）。
（2）造气炉炉况是否稳定；有无结疤、结块、挂炉等情况；燃料层是否可以稳住，有无燃料层忽高忽低的现象出现，是否频繁出现燃料层“吹翻”的情况；旋风除尘器灰量是否增多。
（3）单台炉水煤气的产量能否达到3 500～4 000 m3/h；水煤气中的有效成分是否在指标范围内［要求（CO+H2）含量≥85%］。
（4）每2 h对造气炉上吹、下吹煤气及水煤气总管中的混合煤气成分进行一次全分析，并进行记录；对造气炉的灰渣和旋风除尘器灰量进行专门统计分析，判断炉内状况，测定其返炭量，并进行记录。
5 试验过程
更多内容详见《中氮肥》2016年第6期