降低煤氣氧含量確保電捕焦油器正常運(yùn)行的實(shí)施

摘要：長(zhǎng)期以來由于煤氣中的焦油霧會(huì)在后續(xù)的煤氣凈化過程中被洗滌下來而進(jìn)入溶液或吸附于管道和設(shè)備上，造成溶液污染、產(chǎn)品質(zhì)量降低、設(shè)備及管道堵塞等一系列問題。為解決以上問題我廠決定上一套電捕焦油器，但因?yàn)樵撛O(shè)備對(duì)煤氣含氧量有著嚴(yán)格要求，針對(duì)直立爐實(shí)際狀況從直立爐的制氣原理工藝出發(fā)提出解決方案。

關(guān)鍵詞：直立爐 電捕焦油器 氧含量 爆炸極限

1 立項(xiàng)背景

大同煤礦集團(tuán)公司煤氣廠建于1989年，現(xiàn)有40門82#直立式伍德爐擔(dān)負(fù)著集團(tuán)公司八萬多戶居民用氣。長(zhǎng)期以來由于煤氣中的焦油霧會(huì)在后續(xù)的煤氣凈化過程中被洗滌下來而進(jìn)入溶液或吸附于管道和設(shè)備上，造成溶液污染、產(chǎn)品質(zhì)量降低、設(shè)備及管道堵塞等一系列問題，如何降低煤氣中的焦油對(duì)環(huán)境、設(shè)備和產(chǎn)品質(zhì)量的影響是我們亟待解決問題。

去年我廠決定上一套電捕焦油器但因?yàn)樵撛O(shè)備對(duì)煤氣含氧量有著嚴(yán)格要求，根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》( GB 50028-2006)規(guī)定，當(dāng)干餾煤氣中氧的體積百分?jǐn)?shù)大于1％時(shí)，電捕焦油器發(fā)出報(bào)警信號(hào)；當(dāng)氧的體積百分?jǐn)?shù)達(dá)到2％時(shí)，設(shè)備還設(shè)有立即切斷電源的保護(hù)措施。所以控制煤氣中氧含量至關(guān)重要，而煤氣中氧含量與爆炸極限的關(guān)系對(duì)于不同煤氣的爆炸極限又各不相同。

從表1可以看出，對(duì)于焦?fàn)t煤氣、油制煤氣和直立爐煤氣，當(dāng)達(dá)到煤氣的爆炸上限時(shí)，煤氣中氧的體積百分?jǐn)?shù)為12％～13.5%（即煤氣中的空氣體積百分?jǐn)?shù)達(dá)60％左右）時(shí)才能形成爆炸性氣體。而正常生產(chǎn)情況下，煤氣中空氣量不可能達(dá)到如此高的程度，因此煤氣中氧體積百分?jǐn)?shù)低于1％的控制指標(biāo)可以適當(dāng)放寬。對(duì)于發(fā)生爐煤氣及水煤氣，當(dāng)煤氣中空氣的體積百分?jǐn)?shù)達(dá)到30%左右（即煤氣中氧體積百分?jǐn)?shù)達(dá)到6％以上）時(shí)才能達(dá)到爆炸極限。以爆炸極限范圍最寬的水煤氣為例，如果控制煤氣中氧的體積百分?jǐn)?shù)≤3%，相當(dāng)于煤氣中空氣的體積百分?jǐn)?shù)≤14.3%，這時(shí)距離其爆炸上限（空氣體積百分?jǐn)?shù)為29.6%）還相當(dāng)遠(yuǎn)，還有相當(dāng)大的緩沖空間。因此，從爆炸極限角度分析，控制煤氣中氧的體積百分?jǐn)?shù)≤3％應(yīng)該是安全的。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，控制煤氣中氧的體積百分?jǐn)?shù)低于1％很難進(jìn)行操作，許多企業(yè)采用氧的體積百分?jǐn)?shù)≤1%時(shí)切斷電源的控制程序，故經(jīng)常發(fā)生斷電停車事故，影響后續(xù)工序的正常生產(chǎn)。隨著工藝、設(shè)備及控制技術(shù)的發(fā)展和操作人員素質(zhì)的提高，相當(dāng)一部分企業(yè)能夠控制煤氣中的氧體積百分?jǐn)?shù)≤1%。如何保證這一界限在實(shí)際生產(chǎn)過程中不超限對(duì)于我單位來說操作難度極大。一旦操作不當(dāng)將造成因煤氣含氧量過高而發(fā)生電捕焦油器停車事故發(fā)生。

2 尋找問題的原因

由于直立爐在技改大修時(shí)由于工期短、任務(wù)重砌筑磚無法達(dá)到質(zhì)量要求，出現(xiàn)了負(fù)公差大、耐磨性差等缺陷，投產(chǎn)后造成漏氣、脫皮、熔洞等現(xiàn)象，出現(xiàn)被迫停產(chǎn)進(jìn)行修補(bǔ)，再加之直立爐已生產(chǎn)運(yùn)行了八個(gè)年頭已達(dá)到直立爐后期生產(chǎn)，爐體的氣密性降低，運(yùn)用修補(bǔ)和抹補(bǔ)方法提高爐體氣密性，由于爐體氣密性低就會(huì)造成空氣和火道燃燒廢氣吸入爐內(nèi)從而造成煤氣氧含量高。我們針對(duì)直立爐實(shí)際狀況從直立爐的制氣原理工藝出發(fā)提出如下思路：

①通過調(diào)節(jié)使直立爐上層爐溫提高，增加炭化室上層壓力。

②提高單爐壓力，減少空氣吸入量。

③提高火道吸力，使炭化室與燃燒室壓力差增加，減少燃燒室廢氣進(jìn)入炭化室。

3 具體實(shí)施過程

3.1 實(shí)現(xiàn)上層爐溫的提高，眾所周知燃燒有三個(gè)要素：可燃物、助燃物和溫度，在可燃物不變的情況下如果改變了溫度就可以燃燒狀態(tài)，我們從這一思路出發(fā)如果可以降低助燃物的預(yù)熱溫度就能使上層上移，達(dá)到上層爐溫提高的目的。再有根據(jù)直立爐爐體結(jié)構(gòu)若降低助燃物（空氣）預(yù)熱的溫度也可以達(dá)到目的，我們采用減少空氣流動(dòng)的距離和時(shí)間的辦法對(duì)三層空氣預(yù)熱道進(jìn)行多次調(diào)整得到了滿意的效果，預(yù)熱溫度由原來的750℃降為600℃，使上層平均爐溫提高30℃～50℃。再進(jìn)一步提高上層爐溫我們還采取了增加火道吸力，使火層繼續(xù)上移，經(jīng)反復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)和調(diào)節(jié)吸力由原來的-98Pa增加至-108~-118Pa，通過以上措施的實(shí)施使直立爐上層平均爐溫提高了80～100℃，由于溫度的提高使單爐產(chǎn)氣量由原來的150m3/h增加到175m3/h同時(shí)火道中燃燒廢氣的吸入量也大為降低。

3.2 調(diào)整單爐壓力，我們把單爐壓力由原來的0~10Pa調(diào)整為5~10Pa。最大程度降低由于爐體老化造成空氣吸入量大的影響，從后來的煤氣氧含量化驗(yàn)報(bào)告中分析得出氮?dú)夂脱鯕獾暮慷驾^先前有所降低，這說明通過調(diào)整單爐壓力達(dá)到了減少空氣吸入量的目的。

從表2的各組數(shù)據(jù)的對(duì)比中可以看出通過實(shí)施上述措施后單爐產(chǎn)氣量明顯增加，煤氣氧含量得到降低，可以滿足電捕焦油器的實(shí)際需要。實(shí)踐證明可以使電捕焦油器穩(wěn)定運(yùn)行。

4 由此帶來的經(jīng)濟(jì)效益

通過對(duì)工藝指標(biāo)的合理調(diào)整此次革新達(dá)到了降低氧含量的目的，使氧含量能夠穩(wěn)定在1%以下從而提高了煤氣的質(zhì)量，再有由于單爐產(chǎn)氣量由原來的160m3/h增加到175m3/h，這樣就帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

5 存在的問題及推廣應(yīng)用前景

為確保電捕焦油器正常運(yùn)行我們對(duì)原生產(chǎn)工藝進(jìn)行了大膽的革新，革新的效果是明顯的，不但使煤氣的質(zhì)量大大提高而且由此帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和更為可觀的社會(huì)效益。我們?cè)谡{(diào)整工藝過程中力求實(shí)現(xiàn)少投入、高產(chǎn)出、低污染，與此同時(shí)還要重視設(shè)備運(yùn)行管理，使電捕焦油器的使用效率得到保證。我們加強(qiáng)了設(shè)備的管理，健全了運(yùn)行管理制度，教育操作人員要嚴(yán)格按操作規(guī)程作業(yè)，時(shí)刻密切注視各種工藝指標(biāo)的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除各類故障，定期進(jìn)行檢查和維護(hù)，使事故消除在萌芽狀態(tài)。

然而由于直立爐生產(chǎn)中人工操作的比例還相當(dāng)大，在日常操作中稍有不慎就會(huì)造成工藝參數(shù)的變化，從而影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，所以規(guī)范職工操作行為顯得尤為重要，另外隨著大同煤礦集團(tuán)公司煤炭工業(yè)的飛速發(fā)展，煤炭深加工的地位將會(huì)越來越重要，而煤炭干餾、汽化又是基礎(chǔ)，為許多化工產(chǎn)品的合成提供著重要的原料，我們今后在工藝技術(shù)上還有待進(jìn)一步優(yōu)化，我們將致力于不斷完善各項(xiàng)技術(shù)革新，為企業(yè)的煤化工事業(yè)做出貢獻(xiàn)。