王志剛

摘 要：通過(guò)焦化廠煉焦系統(tǒng)的一次限產(chǎn)，探討分析焦?fàn)t煤氣熱值下降的原因，提出相應(yīng)的解決辦法，避免煤氣熱值下降給后續(xù)冶煉系統(tǒng)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣；熱值；可燃成分；爐頂空間溫度

1 異常情況過(guò)程簡(jiǎn)介

2015年中國(guó)人民抗日戰(zhàn)爭(zhēng)暨世界反法西斯戰(zhàn)爭(zhēng)勝利70周年紀(jì)念活動(dòng)期間，因環(huán)保壓力，9月1日開(kāi)始某焦化廠響應(yīng)某市應(yīng)急預(yù)案實(shí)行悶爐限產(chǎn)。結(jié)交時(shí)間逐步延長(zhǎng)到40h以上。9月4日開(kāi)始逐步恢復(fù)生產(chǎn)，9月8日恢復(fù)到正常水平。其間，后續(xù)用戶都有不同程度的減產(chǎn)停產(chǎn)。

2 焦?fàn)t煤氣的取樣成分分析及比較

經(jīng)煤氣取樣化驗(yàn)分析（參見(jiàn)表1），悶爐后焦?fàn)t煤氣熱值逐漸下降，到9月2日明顯下降。焦?fàn)t煤氣中的最主要成分之一甲烷最低值只有標(biāo)準(zhǔn)值的55%，氫氣含量最低值只有標(biāo)準(zhǔn)值的77%。由于兩個(gè)高熱值的成分少，焦?fàn)t煤氣熱值最低值只有 12222kJ/m3（正常值為17 228kJ/m3）。

3 焦?fàn)t煤氣熱值下降的原因分析

正常情況下：從每個(gè)炭化室逸出的焦?fàn)t煤氣的組分是隨結(jié)焦時(shí)間的不同而不同的，但因煉焦操作是一個(gè)連續(xù)過(guò)程，所以整座焦?fàn)t發(fā)生的焦?fàn)t煤氣的組分基本上是穩(wěn)定的，不會(huì)有太大變化。但如果煉焦生產(chǎn)操作發(fā)生異常，不能正常按計(jì)劃出焦、裝煤，其焦?fàn)t煤氣組成和發(fā)生量也會(huì)隨之發(fā)生變化。

現(xiàn)在，我們就從悶爐限產(chǎn)的情況來(lái)分析一下：

（1）因悶爐限產(chǎn)，不對(duì)焦?fàn)t進(jìn)行出焦和裝煤的操作，導(dǎo)致焦?fàn)t煤氣在炭化室內(nèi)停留的時(shí)間延長(zhǎng)，致使焦?fàn)t煤氣中的高熱值成分（如苯族烴、酚等）發(fā)生進(jìn)一步分解，變相增加了焦?fàn)t煤氣的發(fā)生量。同時(shí)，因爐頂空間溫度的升高，碳?xì)浠衔锖苋菀追纸?，使煤氣中的低熱值的CO含量增加，而高熱值的H2、CH4含量減少。煤氣中的 CO含量較高，苯族烴類含量偏低，由于苯族烴類的熱值高于CO，所以焦?fàn)t煤氣熱值呈下降趨勢(shì)。

（2）在悶爐期間，調(diào)整不好碳化室會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓現(xiàn)象，加上焦?fàn)t老化，爐頂空間溫度的升高爐墻石墨被燒掉，就會(huì)使燃燒室壓力高于碳化室，就會(huì)有大量的燃燒廢氣由燃燒室流入碳化室。其次，因爐門等處密封不嚴(yán)碳化室吸入空氣，使得部分焦?fàn)t煤氣在炭化室內(nèi)燃燒，這也會(huì)導(dǎo)致炭化室內(nèi)的溫度升高，同時(shí)焦?fàn)t煤氣被燃燒廢氣沖淡，使氮?dú)夂投趸嫉暮匡@著增加，熱值下降。換句話說(shuō)：焦?fàn)t煤氣中的可燃成分遇到氧氣燃燒掉了一部分，變成了低熱值的一氧化碳和廢氣、水等，導(dǎo)致煤氣中有效成分的含量進(jìn)一步降低，氮?dú)夂投趸嫉暮吭黾印谋?中的煤氣分析數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)：二氧化碳和氮?dú)夂砍掷m(xù)升高。

（3）在悶爐期間，碳化室焦炭到了成熟后期，煤氣發(fā)生量急劇減少。

4 在該市取消環(huán)保應(yīng)急預(yù)案后，焦化廠迅速組織恢復(fù)生產(chǎn)，并采取以下措施迅速提高焦?fàn)t煤氣熱值

（1）適當(dāng)降低煤氣風(fēng)機(jī)吸力，提高各焦?fàn)t集氣管壓力，從而使碳化室壓力高于燃燒室，杜絕燃燒室廢氣進(jìn)入煤氣外送系統(tǒng)。

（2）提高裝煤量，強(qiáng)化裝平煤操作，降低爐頂空間高度，從而達(dá)到降低爐頂空間溫度的目的，減少焦?fàn)t煤氣中各高熱值組分在碳化室的分解。

（3）組織人員采取各種措施封堵焦?fàn)t爐體、爐門等，減少因密封不嚴(yán)進(jìn)入系統(tǒng)的空氣。

（4）逐步提高爐溫，縮短結(jié)焦時(shí)間到正常水平，提高煤氣發(fā)生量。

采取如上幾項(xiàng)措施后，焦?fàn)t煤氣的發(fā)生量、熱值迅速恢復(fù)到正常狀態(tài)，如表2所示。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)焦?fàn)t煤氣熱值下降情況的分析，可以得出如下結(jié)論：

煉焦系統(tǒng)出現(xiàn)異常，不能正常出焦和裝煤時(shí)，要及時(shí)對(duì)煤氣熱值進(jìn)行認(rèn)真分析比對(duì)，及時(shí)調(diào)整焦?fàn)t加熱制度和壓力制度，保持爐頂空間溫度不高于850℃，保持炭化室為正壓，避免炭化室由加熱系統(tǒng)竄入廢氣和由于爐門等處密封不嚴(yán)而吸入空氣；恢復(fù)生產(chǎn)后應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的措施，焦?fàn)t煤氣的發(fā)生量、熱值會(huì)很快恢復(fù)。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣衛(wèi)剛.焦?fàn)t煤氣熱值下降成因分析與探討[J].冶金動(dòng)力，2012，（4）：24-25.

[2]陳玉村，錢虎林，邱全山，等.降低7.63m 焦?fàn)t爐頂空間溫度的方法[J].燃料與化工，2010，（6）：12 -14.