五環爐在煤化工技術應用方面的綜合評價

摘 要：隨著技術的不斷革新，五環爐煤化工技術在技術改造中處于改革的風口浪尖，一直以來通過五環爐煤化工技術，創造出了不小的經濟收益和技術成果。根據大量的實驗數據，通過五環爐在煤化工方面長期運行，整理其相關的參數，可以明顯的可以得出：在進行五環爐煤化工技術改進后，設備的各項運行指標達到了、甚至超過了預定設計指標，這表明五環爐在煤化工技術改造中發揮著重大作用。隨著新型煤化工技術的開發和應用，五環爐技術的高速發展，進一步促進了國產設備的研發。僵硬的提升了整個化工產業的技術運用水平，節約了運營成本，為將來的化工生產打下良好的基礎，為當下創造出更大的利益。就當下來說五環爐技術非常適用于煤化工技術的改造，用新型的五環爐技術可以高效的完成煤化工的各項指標，達到預期的效果。

關鍵詞：五環爐;煤化工技術;技術改造

在現代化工程應用領域中煤化工技術處于舉足輕重的地位，推動煤化工技術的發展，也相當于推動現代化工程發展。就煤化工技術領域來說，其最重要的核心地位就是煤氣化技術。我國掌握煤氣化技術的核心過程經歷了很長一段時間，從發展初期在國外引進技術，到現在國內能夠自己掌握、獨立攻關相關的煤氣化技術，其中付出了無數人的心血。隨著我國工藝水平的不斷提高，研發了一系列煤化工新產品。在當前國內開發的煤氣化技術中，有航天爐、晉華爐、清華爐、東方爐、神寧爐以及五華爐等等，其中五環爐是中國五環工程有限公司與河南能源化工集團共同研制、共同開發的，與其他煤氣化技術產品相比，五環爐更為具備自主的知識產權。五環爐一經研發，就被廣泛應用于煤化工產業。最初的煤炭設計處理量為1097t/a煤，在運行成果調研中五環爐成功達到預定目標。在五環爐試運行過程中，不斷進行相應的技術改造，經過2017年五環爐經過技術改造之后，在實驗運行周期上表現出色，最長運行周期已達100天以上，滿足生產的需求。另一個方面煤化工技術是發展潔凈煤技術的核心之一，在整體氣化聯合循環技術、煤化工產品技術、新型燃料電池等領域，五環爐都有應用，運行的相關參數數據表明：五環路在其技術發展上有著特定的優勢，可以大量推廣應用，改變整個化工領域的面貌，推動煤化工技術的發展和革新。

1 五環爐的高性能

1.1 五環爐相關技術指標與預定指標的對比

在設計初期，五環爐到預定指標為碳的轉化率要達到98.5%以上，五環爐中氣體有效成分（CO和H2）要達到90%以上，預定的比氧消耗量為300m3，比煤消耗量為512kg。在實際運行的過程中，五環爐出色達到了預定目標，其中有效氣體成分高達92.5%，比氧消耗料和比煤消耗量均優于設計值。在不斷推行的技術改造中，一氧化碳和氫氣的比值也有所降低，意味著在后續的煤化工轉化工作中，受的壓力更小，轉換效率更高，能夠產生較大利益。

1.2 五環爐與其他爐型的比較

根據批量的數據結果，可以發現五環爐其他爐型相比適應進料范圍更廣，處理能力更強，適合當下煤化工技術的廣泛運營。在溫度、壓力、煤顆粒數據比較中，五環爐提供的數據遠遠超過了其他爐型的數據。這表明五環爐在技術層面上具有更高的地位，相關技術更加優化，應用性更強，實施范圍更廣。在數據中可以發現五環爐能夠承受較大范圍的溫度變化，以及較大范圍內的壓力變化，是氣化爐型中的佼佼者。

1.3 五環爐技術改造前后對比

新興發展的五環爐存在缺陷，運行一段時間后經過改造，改良了原先工藝，使得工程更加優化。原有的五環爐技術的技術是氣流床氣化工藝，采用的工藝方式為干粉氣化與濕法激冷洗滌法組合。該項技術在運行過程中，工藝問題較多。雖然該五環爐實現了濕法激冷洗滌，但是產生的成品--粗煤氣中富含大量飽和水汽，這些水汽能為下游轉換裝置節約蒸汽，雖然能夠節約資源，但是在后續運行過程中，五環爐的激冷盒上部構件空間內有一定量的積灰，合成后的成品積灰嚴重，嚴重影響了產品的質量以及工作的效率，不利于產品的生產和系統長周期的運行。經過改造后，新型五環爐的技術特點是氣流床氣化工藝，相對于原本的濕法激冷洗滌變為了飽和粗煤氣激冷洗滌。該項工藝綜合了濕法激冷的一些優點，并對它的不足和缺陷進行改良。整合優點方面產品粗合成氣中的水蒸氣含量并沒有降低，這樣就可以保證下游變化裝置水器的需求量。相對于改造之前工藝流程新型五環爐增加了合成氣壓縮機及有關合成器洗滌設備，并隨之增加了一定的設備投資費用，改良后的五環爐整體效果頗為明顯。在投入生產試運行的100天內，徹底解決了五環爐內部空間積灰問題，在運行的100天內，原有的積灰產生在激冷罐上部，改良后不影響成品質量和系統運行，彌補了先前產品積灰的缺陷。

1.4 技術改良后與Shell氣化爐的關對比

綜合數據面前可以發現，五環爐相對于shell爐工藝流程更加優化。shell氣化爐采用的是干法除灰，五環爐采用的是濕法除灰，使用濕法除灰的好處是使得煤化工黑水處理量大，減少了設備的投資以及運營維護的成本。但是shell氣化爐也有其自己的優點，由于shell氣化爐采用的干法除灰方法，黑水處理中不會帶有合成氣中的飛灰，降低了黑水處理的難度。相對于五環爐采用的水激冷卻除灰法，合成氣種很大程度上的飛灰都繼續進入黑水中，加大了黑水處理的難度，這些飛灰都需要繼續在黑水系統中進行處理。由于飛灰顆粒細，數量較多，處理起來相對繁瑣。但是就其他方面看，五環爐要比shell氣化爐更加出色。黑水中攜帶飛灰問題也是下一步五環爐技術改造中的關鍵點，相信在相應的科學技術攻關之后，五環爐的性能能夠更加出色。

1.5 五環爐長周期運行后相關展望

在五環爐長期運行以來的相關控制指標中，各項含量指標正常，達到了預期的生產目標。改良后的五環爐，適應能力強，減少了設備投資以及維護成本。五環爐有國內知識產權，專利成本較低，相對于其他氣化爐節約成本在一倍左右，更有利于投資生產。五環爐是一門新興的煤氣化工技術，擁有更加廣闊的平臺。加上它本身周期運行時間長，建設投資少，營運維護費用低相關特點使得五環爐在實際運用過程中表現的更加出色。經過長周期的運行檢查后，經過五環爐處理的煤化工煤種已經多達十余種，各項數據指標表明，有的煤種灰分含量達到20%。通過后續的煤種配比技術以及煤種處理手段，可以試燒大部分煤種，推動了我國煤化工產業試驗的進步。在目前的五環爐運行中，得出的綜合數據非常適合在我國推廣應用，相信在未來的市場上五環爐能夠占據更加穩定的地位，創造出更大的經濟效益。

2 結語

隨著科學技術的迅速發展，新材料和新技術不斷推陳出新，為了更加有效適應于生產，需要對相關的設備進行不斷的檢修維護、升級優化，將舊設備和工藝及時去除，確保煤化工產業能夠平穩優化的進行。五環爐作為新興的煤化工科學技術，需要在不斷試行過程中找到問題，進行檢修升級，不斷改良工藝，使其相關技術日益完善。目前來說煤化工產業處于轉型期，五環爐正是該轉型期的主角，把握住這個機遇，就能夠快速推動煤化工產業的發展，以及推動五環爐有關技術研發和相關產業鏈的發展進程，更好的帶動整個煤化工產業轉型，帶動產業區域就業發展，創收更高的利益，推動煤化工產業綠色、健康、可持續發展。

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作者簡介：

郭佳（1990- ），女，職稱：助理工程師，學歷：本科：單位：北京眾聯盛化工工程有限公司太原公司。