馬紅娟（內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350）

近些年來，我國煤制天然氣和煤制甲醇等相關(guān)美化工程項(xiàng)目研究，使碎煤加壓氣化爐得到了大量應(yīng)用，尤其是在內(nèi)蒙古等區(qū)域，充分應(yīng)用豐富低變質(zhì)煤制造天然氣和甲醇等，而這些區(qū)域煤炭主要是低階褐煤和長焰煤等，存在開采成本小和反應(yīng)活性良好等諸多特點(diǎn)，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碎煤加壓氣化的相關(guān)原料。因?yàn)槌擅旱沫h(huán)境存在一定差異，所以煤的熱穩(wěn)定性也就不同。另外，碎煤加壓氣化對原材料有著較高要求，如具備高熱穩(wěn)定性的煤，我國許多低階煤自身熱穩(wěn)定性偏低，同時(shí)制造的碎煤加壓氣化設(shè)備主要應(yīng)用低熱穩(wěn)定性的原料煤。為了能夠充分應(yīng)用現(xiàn)有設(shè)備，在一定程度上提升低熱穩(wěn)定性的低階煤應(yīng)用效率，通過研究與分析低階煤的熱穩(wěn)定性對碎煤造成的加壓氣化效果影響，從而制定提升低熱穩(wěn)定性低階煤的碎煤加壓氣化效果。

1 低階煤熱穩(wěn)定性對碎煤加壓氣化造成的影響

低階煤的熱穩(wěn)定性所影響的碎煤加壓通常體現(xiàn)在許多方面，比如對氣化強(qiáng)度產(chǎn)生的影響，對粗煤氣相應(yīng)粉塵帶出物產(chǎn)生的影響，對后期工藝流程產(chǎn)生的影響。其中河南煤氣和廣匯能源以及慶華能源等碎煤加壓氣化爐的入爐煤穩(wěn)定性和氧負(fù)荷以及粗煤氣中存在的煤粉帶出物相關(guān)含量如表1所示。

表1 我國部分碎煤加壓氣化爐運(yùn)行情況

通過分析上表可以得出，高熱穩(wěn)定性下的低階煤有關(guān)單臺(tái)氣化爐的氧化負(fù)荷能夠完成設(shè)計(jì)目標(biāo)的110%，但是低熱穩(wěn)定性下的低階煤相應(yīng)單臺(tái)氣化爐有關(guān)氧化負(fù)荷可以完成設(shè)計(jì)目標(biāo)的70%，其要比高熱穩(wěn)定性下的低階煤少。對此，煤本身熱穩(wěn)定性在很大程度上影響碎煤的加壓氣化帶出物，一般狀況下會(huì)在煤本身熱穩(wěn)定性不斷減小下，而帶出物慢慢增多。除此之外，粗煤氣中存在許多煤粉，也在很大程度上影響煤氣水分離和后期工藝流程的有效轉(zhuǎn)換。

2 強(qiáng)化低熱穩(wěn)定性低階煤的碎煤加壓氣化效果的對策

2.1 應(yīng)用氣化工藝組合

低熱穩(wěn)定性下的低階煤運(yùn)用在碎煤的加壓氣化時(shí)，必須要嚴(yán)格依據(jù)有關(guān)需求加大入爐下限的粒度，進(jìn)而就會(huì)在一定程度上使煤粉的生成量增多。因此，需要在運(yùn)輸時(shí)建立防破碎裝置，或者充分運(yùn)用氣化工藝組合，可以在一定程度上有效減小煤粉的形成。例如新疆某煤化企業(yè)的煤年產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)了40億，而且煤制天然氣的工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了煤粉氣化與碎煤加壓氣化有關(guān)工藝的合理組合，在一定程度上減小了煤粉生成量，加強(qiáng)了氣化效果。

2.2 創(chuàng)新與改善碎煤的加壓氣化相應(yīng)除塵系統(tǒng)

現(xiàn)階段，碎煤的加壓氣化工藝一般是應(yīng)用洗滌冷卻設(shè)備完成除塵。應(yīng)用低熱穩(wěn)定性下的低階煤充當(dāng)原材料，會(huì)在一定程度上加大粗煤氣的煤粉生成量，經(jīng)常造成后系統(tǒng)堵塞，因此要在碎煤的加壓氣化爐以及洗滌設(shè)備間建立旋流除塵設(shè)備，完成干法除塵，可以實(shí)現(xiàn)煤粉的有效分離，降低煤氣水分離以及變換工藝的操作難度，明顯提升低熱穩(wěn)定性下的低階煤應(yīng)用量，減小后期工藝流程的操作難度。

2.3 選取氣化壓力

粗煤氣中所存在的煤粉生成量直接影響著氣化壓力，同時(shí)煤氣化的壓力會(huì)不斷提升，從而造成煤粉產(chǎn)量逐漸增加。例如河南煤氣相應(yīng)氣化壓力是3MPa，且廣匯能源相應(yīng)氣化壓力是3MPa，但是慶華能源是4MPa。另外，廣匯能源的原材料煤相應(yīng)熱穩(wěn)定性的數(shù)值要比慶華能源小，在進(jìn)行實(shí)踐氣化時(shí)慶華能源生成的煤粉量要比廣匯能源多。因此，對于低熱穩(wěn)定性下的低階煤而言，在碎煤的加壓氣化過程中壓力應(yīng)該選擇3MPa比較合理。

2.4 明確最小入爐煤的粒徑

碎煤加壓氣化爐若是依據(jù)魯奇爐進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中粒度應(yīng)該在6至50mm，但是并不適合應(yīng)用低熱穩(wěn)定性下的低階煤?，F(xiàn)階段，明確碎煤的加壓氣化相應(yīng)入爐最小粒徑的手段一般通過人工進(jìn)行估計(jì)，準(zhǔn)確性比較低。因?yàn)槊簾岱€(wěn)定性嚴(yán)重影響著碎煤的加壓氣化效果，利用煤熱穩(wěn)定性有效確定碎煤的加壓氣化相關(guān)最小入爐煤的粒徑比較合理。依據(jù)國家有關(guān)煤熱穩(wěn)定性的測定手段，實(shí)現(xiàn)新疆準(zhǔn)東2煤樣的有效測定，其中是53.85%，為低熱穩(wěn)定性煤，并不適合充當(dāng)碎煤的加壓氣化原料。另外，粒徑在8至10mm的煤樣是78.29，為中高穩(wěn)定性煤，能夠充當(dāng)碎煤的加壓氣化原料。對此，明確新疆準(zhǔn)東2煤樣相關(guān)入爐煤的最小粒徑是8mm，在進(jìn)行碎煤的加壓氣化爐的試燒過程中，煤樣的氧負(fù)荷能夠達(dá)到7000m3/h之上。

3 結(jié)語

低熱穩(wěn)定性選的低階煤具備良好的反應(yīng)活性，能夠充當(dāng)碎煤的加壓氣化原料。同時(shí)低熱穩(wěn)定性下的低階煤相應(yīng)單臺(tái)氣化爐的氧負(fù)荷相對比較低，而且粗煤氣中存在的煤粉帶出物比較多，嚴(yán)重影響著煤氣水分離和變換等有關(guān)工藝。利用明確碎煤的加壓氣化相應(yīng)入爐煤的下限粒徑，嚴(yán)格控制下限粒徑的下煤相關(guān)入爐比例，在一定程度上有效降低破碎過程形成的煤粉量，上述措施可以明顯提高碎煤加壓氣化的效果。

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