摘要：在全球能源危机的背景下，能源价格不断上涨，实现能源的综合利用，显得尤其重要。粉焦是煤炭产业生产过程中的一种附属产品，在煤炭转变的工业生产中合理利用粉焦，不仅有助于缓解能源供应压力，同时还可以更好的达到节约煤炭的目的，因此粉焦的合理利用有非常突出的价值和意义。陕煤集团榆林化学有限责任公司将粉煤热解过程中产生的粉焦通过粉焦称重螺旋输送机送到磨煤系统，经过研磨、干燥、筛选，最终送到气流床煤气化炉内完成气化反应，实现粉焦在粉煤气化装置的综合利用，不仅实现粉焦利用价值的提升，同时实现企业经济效益的改善，最终达到节约能源的目的。
关键词：能源危机,粉焦,节约煤炭,粉焦称重螺旋输送机,气化反应
0引言
我国的能源结构特点是煤炭资源相对丰富但石油和天然气资源相对匮乏因此在未来能源利用方面，煤炭仍会占据主导地位”。在高温条件下，粉煤中的有机挥发分，通过裂解和部分缩合，最终反应生成热解轻油、热解焦油、煤气、粉焦(4”)，为了充分利用粉焦，达到节约煤炭的目的，陕煤集团榆林化学有限责任公司将来自陕北区域榆林地区小保当煤矿和曹家滩煤矿的原煤和粉焦混合在一起，作为气化装置的原料经煤粉制备系统研磨、干燥,筛选出合格粒度和水分的煤粉与氧气、蒸汽在气化炉中进行不完全的高压氧化反应，生成氢气和一氧化碳为主要组分的粗合成气，为下游工艺提供原料气，系统中的高温高压黑水经三级闪蒸系统实现热量回收与综合利用，从而实现粉焦在气流床气化工业化中的应用。
1粉焦的物性
粉焦有低挥发分，低水分的特性，而且粉焦中有特低硫分，同时含有较高灰分和中高发热量，具有微黏结性，流态化，潮湿状态下有腐蚀性，释放到空气中具有易爆性，堆积密度为360~430 kg/m，颗粒密度为438~526 kg/m，表面湿度为0.19%。
2流程概述
煤粉制备系统采用负压制粉，依靠循环风机的抽力形成负压，磨煤机出口到循环风机入口负压逐渐增大。循环的热惰性气在热风炉中经燃料气加热后进入磨煤机中，对原煤和粉焦进行干燥，为保证粉煤和粉焦在气流床煤气化炉内能够在很短时间内完成气化反应，需要将原煤和粉焦在磨煤机中进行研磨、干燥、分离制出符合要求的煤粉。成品煤粉的煤质数据，如表1所示;成品粉焦的煤质数据，如表2所示;粉焦系统工艺流程简图，如图1所示.
3工艺操作
粉焦系统气密消漏完成后，投用除尘器反吹和伴热，对系统进行惰性化，使氧气体积分数小于8%。在接粉时具备两套及以上系统同时进料条件，且粉煤热解少量送粉，控制压力，以防爆破片爆破。粉焦仓称重在10~30t后，打开粉焦仓锥部流化氮截止阀2-3扣，使底部粉焦活化，防止底部堆积，不利于粉焦输送。粉焦仓称重到30t后，粉焦系统停止接粉，粉焦和原料煤(10 mm)按照一定比例进入中速辊式磨煤机被研磨和干燥，粉焦研磨粒度不合格，可能造成输送系统架桥，造成系统减负荷，对旋转分离器、磨煤机出口管线、粉煤管线弯头、煤烧嘴内部材料等易冲刷位置造成磨损，直接影响系统安全稳定运行。
为了磨煤系统稳定运行，用图1-1的工艺流程掺烧粉焦时，适当减小磨煤机顶部旋转分离器的转速，粉焦仓下的电动插板阀采取现场给予开度，当阀开度稍小时粉焦进料量不明显，开度稍大时，粉焦进料量瞬间增大，磨煤系统出现磨煤机主电机电流波动大，磨煤机进出口压差变大，磨煤系统的各项参数异常，如图2-1所示，并且整个磨煤系统的循环风量减小，现场液压油管崩开，导致磨辊正作用力减小，现场关闭电动插板阀，中控减小磨辊加载力，提升磨辊，调整旋转分离器转速，缓慢加大循环风量，加大系统负压，及时监控煤粉袋式收粉器压差及进出口压力变化情况。现场观察磨煤机振动情况，液压油管是否漏油，磨煤系统是否漏粉。中控通过粉焦仓称重及时判断粉焦进入磨煤机的量，将系统调整稳定，粉焦掺入系统时磨煤机进出口压差控制在3~4.5 kPa，当压差大于5.5 kPa时，降低粉焦掺磨量。致使现场出现磨煤机液压油管漏油情况，不仅造成一定的经济损失，还影响工厂后系统的运行，给工艺操作与工作环境带来了很大的负面影响。
对粉焦系统的工艺流程进行优化，改进后如图1-2所示。中控可以通过粉焦螺旋称重给料机的给料量控制旋转卸料阀的频率，从而控制粉焦进入磨煤系统的进料量，使系统平稳运行，进料过程中的各项工艺参数如图2-2所示，根据给煤机的负荷，煤粉袋式收粉器压差，磨煤机进出口压差以及主电机电流等，及时调整粉焦掺烧量。这种粉焦进料方式，不仅节约人力和物力，还保护环境不被散落的煤粉污染，节约了成本，使生产平稳运行。
4粉焦对粉煤气化装置的影响
粉焦在粉煤气化装置中掺烧，粉焦研磨粒度不合格，造成输送系统架桥，造成系统降负荷，并且对旋转分离器、磨煤机出口、粉煤管线弯头等易冲刷位置造成磨损，直接影响系统安全稳定运行。粉焦掺烧时对系统的磨蚀速率加快，可能会造成粉煤泄漏或工艺介质泄漏引发着火爆炸事故。粉焦掺烧可能存在碳转化率低的情况，需要通过排渣系统排出，存在渣锁斗堵渣、捞渣机负荷增加以及耙灰器负荷增加的风险。煤中高灰份会造成粗渣多，增加渣水处理的负荷，管道设备的磨损加剧，有设备、管道磨漏而停车的可能。煤质的变更致使原添加的絮凝剂量不确定，不能提前确定只能在线试验、筛选，有造成灰水悬浮物超标的可能，同时也存在设备和管道堵塞的风险。煤质的变化，导致目前所用分散剂缓蚀阻垢效果下降，系统水质变差，影响系统稳定运行。煤质不稳定，导致合成气带灰量加大，气化炉和洗涤塔的黑水排放管线有堵塞的风险，严重时会造成气化炉停车。
粉焦掺烧可以减少磨煤系统的给煤量，在高压二氧化碳或者氮气的作用下，合格的煤粉和粉焦进入气流床煤气化炉中，和氧气、蒸汽进行不完全的氧化反应，生成氢气和一氧化碳为主要组分的合成气，为下游工艺提供原料气，系统中的高温高压黑水经灰水处理系统实现热量回收与综合利用，从而实现粉焦在气流床气化工业化中的应用。
5结语
通过合理的技改后，粉焦稳定的输送到磨煤机内，系统可以稳定运行，提高了粉焦利用价值，保证气化炉使用的煤粉成分更加稳定，气化炉更加长周期运行。
参考文献
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