煤气中水分含量升高带来的危害及改进措施VIP专享VIP免费

煤气中水分含量升高带来的危害及改进措施丹小忠弓朝红（中国铝业山西分公司煤气分厂，山西河津043304）摘要：作为氧化铝焙烧炉的燃料，煤气中水分含量升高不仅使煤气热值降低，焙烧炉热效率下降，而且增加了水、电等各项消耗，同时大量的冷凝水对环境造成污染；生产实际中通过对各项技术指标的控制和对冷却水、冷却设备的优化改进可以有效降低煤气中水分含量。关键词：终冷温度；冷却水；比表面积；饱和状态中国铝业山西分公司煤气分厂于1992年正式投产，现有TG-3MI型煤气发生炉22台，生产混合发生炉煤气，气化原料为阳泉和晋城无烟块煤，煤气热值为5.2~5.6MJ/Nm3，日供气量为120万m3，主要是为氧化铝2#、3#焙烧炉提供工业燃气。炉出煤气经双竖管、洗涤塔和电除尘后，由排送机加压送至4公里以外的氧化铝2#、3#焙烧炉。氧化铝焙烧炉是把AI(OH)3焙烧成产品氧化铝的热工设备，在焙烧过程中，影响氧化铝产量和质量的主要因素是焙烧温度，而煤气热值的稳定与否对焙烧温度影响很大。近几年来，随着我厂发生炉低负荷、满料层运行方式的实行，干煤气热值基本稳定在5.45MJ/Nm3左右，但受到设备、循环水、环境温度等多种因素的影响，煤气中水分含量一直偏高，而且冬夏两季波动很大，造成煤气热值波动，影响焙烧炉的正常生产，下面就煤气中水分含量升高带来的危害及相应的改进措施做具体的分析。1、煤气中的水分过多带来的危害煤气中水分过多带来的危害是多方面的，主要表现在：1.1随着煤气中水分含量增加，相应干煤气的体积就减小，造成排送机的输送能力降低，增加设备电耗。1.2由于煤气要经过3公里的长距离输送，加上沿途地势不平，如果管道中的冷凝水不能及时排放，会造成以下不利影响：①用户煤气压力波动；②在寒冷的冬季造成排水器冻裂，增加检修费用；③管道班经常抽水，浪费大量人力、物力。1.3煤气中的水分是多种成分的混合物，含有水、焦油、酚、氰化物等，大量的冷凝水通过沿途水封排出，造成环境污染。1.4由于大量水蒸汽被煤气带走，造成生产大量亏水，双竖管、洗涤塔循环水系统经常补充新水，增加新水消耗。1.5造成焙烧炉的热效率降低。焙烧炉的热效率与炉子温度有关，因而亦与煤气的理论燃烧温度有关，由于水蒸汽是惰性气体，不能燃烧，所以随着煤气中水分含量增加，煤气热值降低，理论燃烧温度也就降低，从而造成焙烧炉炉温下降，为了保证正常的焙烧温度，就必须延长加热时间，最终导致煤气用量增加，焙烧炉的热效率降低。２、原因分析炉出煤气经双竖管、洗涤塔冷却降温后，煤气中的水蒸汽含量达到了此时温度、压力条件下的饱和状态，在压力一定的情况下，煤气中的水分含量随温度的升高而增加，由于我厂洗涤塔出口煤气压力基本稳定，所以洗涤塔出口煤气温度（即终冷温度）升高是造成煤气中水分含量升高的主要原因。煤气中水分含量与温度的关系见表1。表1温度，℃20242832364046水分含量，g/Nm319.1024.2631.2639.7350.2863.2789.12我厂洗涤塔出口煤气温度设计为20℃～30℃，目前冬季可以达到设计要求，春、秋两季都超过30℃，夏季高达45℃左右，远大于设计要求，要减少煤气中水分含量升高带来的各种危害，就必须尽可能的降低洗涤塔出口煤气温度。影响洗涤塔出口煤气温度的因素有以下几个方面：2.1发生炉炉出温度发生炉炉出温度是煤气冷却前的初始温度，因此炉出温度与终冷温度有着最直接的关系。我厂自2006年实行发生炉满料层、低负荷运行方式以后，炉出温度的波动大大减少，波动幅度由以前的300~400℃降低到200℃以内，但炉出温度仍处于350℃~550℃之间。2.2冷却水温度冷却水温度越低，所能带走的煤气热量就越多，对降低煤气温度就越有利。我厂双竖管、洗涤塔冷却水系统采用各自闭路循环供水。双竖管循环水回水经平流沉淀池逐级沉淀、冷却后，汇集到竖管泵房集水池，由于焦化系统占用了一部分平流沉淀池，散热面积减少，造成竖管上水温度偏高，夏季温度高达70~80℃；洗涤塔循环水回水经辐流沉淀池、初步冷却后，由热水泵打至10米高的冷却塔进行冷却，由于冷却塔布水器清理不及时，加之3台冷却塔风机经常检修，不能正常运行，造成洗涤塔上水温度偏高，夏季温度高达30~35℃。2.3...