淺析生物質(zhì)氣化-有機載體爐閃爆的原因及對策

摘要：生物質(zhì)氣化-有機載體爐應用于精細化工裝置單元，以導熱油為中間循環(huán)介質(zhì)供應裝置精餾單元取熱，導熱油供熱控制指標 275℃-285℃，在工藝指標滿足的條件下，有機熱載體爐向生產(chǎn)裝置正常供熱的情況下，氣化爐會出現(xiàn)閃爆的現(xiàn)象，針對當前情況，系統(tǒng)排查可能存在原因，對其進行改造，通過對生物質(zhì)氣原料質(zhì)量把控、增加溫度感應器、調(diào)整氣化爐鼓引風比例、適當調(diào)整灰盤頻率，做到減少及最終不發(fā)生閃爆的目的。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)，氣化，載體爐，閃爆，原因

1 概述

生物質(zhì)氣化-有機載體爐是一種新型應用于中小型生產(chǎn)裝置組合工藝，是以生物質(zhì)為原料，通過干燥、分解、氧化、還原等復雜的熱化學反應生成一氧化碳、甲烷、氫氣等可燃氣體，通過風機送入鍋爐燃燒器在有機載體爐中點燃后燃燒，有機載體爐通過熱輻射和熱對流將 熱量傳遞導熱油作為中間循環(huán)介質(zhì)供熱供暖。

2 生物質(zhì)氣化爐氣化原理及流程

2.1生物質(zhì)氣化爐氣化原理

生物質(zhì)氣化的原理是利用空氣中的氧氣或者含氧物做氣化劑，在高溫條件下通過熱化學反映將生物質(zhì)中可燃的部分轉(zhuǎn)化為可燃氣的過程。生物質(zhì)氣化時產(chǎn)生的氣體，主要有效成分為 CO、H2 和 CH4 等，稱為生物質(zhì)燃氣。氣化和燃燒過程是密不可分的，燃燒是氣 化的基礎(chǔ)，氣化是部分燃燒或缺氧燃燒。實際上，氣化是為了增加可燃氣的產(chǎn)量 而在高溫狀態(tài)下發(fā)生的熱解過程。生物質(zhì)的揮發(fā)分含量一般在 76～86%，生物質(zhì)受熱后在相對較低的溫度下就能使大量的揮發(fā)分物質(zhì)析出。

2.2生物質(zhì)氣化爐氣化流程

2.2.1氣化爐流程圖

2.2.2流程圖簡介

首先將生物質(zhì)原料粉碎，30mm-80mm（越小氣化效果越好）然后通過物料機傳送帶送入氣化爐，依次經(jīng)過干燥、熱解、氧化、還原遂產(chǎn)出可燃氣，過經(jīng)凈化器、汽水分離器后通過引風機送入熱載體爐內(nèi)燃燒取熱。

3 當前存在的問題

物質(zhì)氣化爐為中低溫常壓操作，以生物質(zhì)木片為原料，氣化效率為 72%，消耗生物原料 3.75t/h，產(chǎn)氣量輸出功率 1080×10 4Kcal/h（1080 萬大卡），額定產(chǎn) 氣量 8250m3/h，與生物質(zhì)氣化系統(tǒng)配套的有機載體爐設(shè)計熱負荷 800 萬大卡，爐膛溫度指標 600℃-750℃，所需可燃氣量較大，氣化爐運行負荷較大，有時出現(xiàn)閃爆現(xiàn)象，存在安全運行風險。因有機熱載體爐是由燃煤鍋爐改造，因此在工藝及取熱上與正常的燃氣鍋爐有差異，取熱效果不是太理想，造成氣化爐和熱載體爐超負荷運作，導致氣化爐出現(xiàn)閃爆現(xiàn)象，針對當前情況從以下幾點分析：

3.1生物質(zhì)氣化原料問題

燃料規(guī)格要求：該生物質(zhì)原料以木柴為主，呈木片顆粒狀，長度 30mm-80mm，含水率為 15～20%，灰分≤5%。對現(xiàn)場進行取樣、外觀觀察，原料質(zhì)量參差不齊，有時來料大小勻稱，有時來料又長又短，最長可達一米，這樣進入爐內(nèi)容易造成爐內(nèi)卡料，引起斷層，導致塌方，最后出現(xiàn)閃爆現(xiàn)象。

3.2鼓引風配比不當

因為要根據(jù)生產(chǎn)的需要而相應的調(diào)整產(chǎn)氣量，因此要對鼓引風頻率做出相應的調(diào)整，若鼓風未能與引風配比正常，導致負壓偏大，容易抬高燃燒區(qū)火焰，引起閃爆。

3.3風道堵塞

因為我們采用的是下風式通風，若長時間停留風從風眼處吹入，在風眼處積灰未及時清理，時間一長，容易堵住風道口，導致負壓變大，灰盤水倒吸，最終爐內(nèi)燃氣回流燃燒，引起閃爆。

3.4燃燒層過高或者火層燒偏

正常情況下火層在氧化區(qū)，若灰盤排灰不及時抬高火床的高度，或者火床燒偏，造成一邊火焰較高，則容易引起上層燃氣區(qū)燃氣點燃，引起閃爆。

3.5員工的粗心大意及相關(guān)業(yè)務(wù)能力的不足部分員工的粗心大意及未按照操作規(guī)程及時上料，按時排灰，還有職業(yè)技能的欠缺，經(jīng)驗不足，一味的相信儀表、儀器，導致部分異常情況不能做到預判，最終導致事故的發(fā)生。

3.6冷卻水不足

氣化爐本體外層為冷卻水循環(huán)降溫，避免燃氣溫度過高，正常燃氣出口溫度在 80～100 度，若冷卻水不足容易造成出口溫度異常，容易閃爆。

4 改進措施

現(xiàn)在保證生產(chǎn)裝置正常生產(chǎn)的情況下，對以上情況分析與確認的基礎(chǔ)上，提出并制定了防止閃爆的措施，主要從以下幾點改進。

4.1把控原料質(zhì)量，杜絕長料爛料

通過加大原料取樣頻次，堅決制止不合格原料入廠，確保原料各項指標都在范圍內(nèi)。并加大巡檢力度，及時挑出不合格原料。

4.2提高員工的操作技能及擔當意識

通過技能培訓，加強員工的操作技能，并通過獎懲制度，增強員工的意識，時刻注意設(shè)備的運行，不斷積累工作經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整，少犯錯，不犯錯，將問題解決在萌芽狀態(tài)。

4.3在爐體相應位置安裝熱傳感器

因氣化爐只在燃燒層安裝了四個熱感應器，只能監(jiān)控到爐體內(nèi) 80～120cm 寬溫度的變化，因此無法準確判斷燃燒層是否過高或者燒偏。于是此在后期的改造中，應在干燥區(qū)及熱分解區(qū)也安裝熱傳感器，這樣可以直觀的感受到火床的高低。

4.4加強巡檢力度，杜絕冷卻水不足等現(xiàn)象的發(fā)生

認真做好巡檢，重點區(qū)域重點巡查，對鼓風機、引風機、灰盤及來料等認真檢查，并對風道積灰及時清理。

綜上所述：通過以上的改進，彌補我們工作中的不足，使我們在今后的工作中避免相同的事故發(fā)生。

參考文獻

[1]龔優(yōu)軍. 關(guān)于生物質(zhì)鍋爐技術(shù)現(xiàn)狀與存在的問題分析.2015.第 12 期

[2]李軍. 探究生物質(zhì)鍋爐技術(shù)現(xiàn)狀與存在問題.2017，第 000 卷.第 27 期.

作者簡介：王文（1900 -），男，漢族，助理工程師，陜西華浩軒新能源科技開發(fā)有限公司，從事石油化工技術(shù)工藝及設(shè)備維護管理工作;E-mail：888888888@qq.com 。