呂博宇 王雷

摘要：在我國現(xiàn)實(shí)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的技術(shù)過程中，工業(yè)汽化爐的實(shí)際運(yùn)營方式是在將煤種進(jìn)行轉(zhuǎn)變操作的過程中，為實(shí)時考察灰含量及助溶劑對氣流床粉煤汽化爐性能的影響，而在實(shí)際汽化爐的模型中，通過相應(yīng)的入爐氧煤比和蒸汽煤比的對應(yīng)操作中，對實(shí)際的灰含量進(jìn)行有效控制。此次就灰含量及助熔劑對氣流床粉煤氣化爐性能的現(xiàn)實(shí)影響進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：灰含量；助溶劑；氣流床粉煤汽化爐性能；影響

引言：

在現(xiàn)實(shí)的煤質(zhì)變化中，相應(yīng)開展的燃燒設(shè)備的實(shí)際操作、物資消耗都會對實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生影響。在氣流床粉煤汽化爐的實(shí)際運(yùn)行過程中，煤種的更換和添加助溶劑的比例調(diào)整中，都會對實(shí)際煤的灰分組成和含量帶來影響并造成煤質(zhì)出現(xiàn)性質(zhì)的波動?？梢哉f，灰分組成決定了灰的熔融特性，在進(jìn)一步影響汽化爐運(yùn)行溫度的同時，操作人員通過對汽化流程進(jìn)行的參數(shù)調(diào)整；也是在保證灰分含量增加，煤的熱量降低，增加灰渣熱損失，也是對汽化爐整體的設(shè)備消耗進(jìn)行一定影響。文章通過研究平衡模型對汽化爐的工藝開展內(nèi)容和影響，對實(shí)際灰含量及助熔劑對氣流床粉煤氣化爐性能的影響進(jìn)行考察。

1 平衡模型的內(nèi)容

文章以平衡模型作為汽化爐性能工藝開展和技術(shù)操作參數(shù)，在對應(yīng)構(gòu)建C、H、O、N、S（碳、氫、氧、氮、硫）五個微量元素的過程中，通過將其進(jìn)行平衡化學(xué)方程式和實(shí)際元素的化學(xué)組合，對CO、CO2、H2O、N2、H2S、COS、CH4等合成組進(jìn)行汽化爐出口溫度的計算。

這里注意：Yi為組分的摩爾分?jǐn)?shù)；P為氣化壓力；Te為氣化爐出口溫度。

在現(xiàn)實(shí)的能量平衡方程式中，通過計算煤熱值、水蒸氣焓、氧氣焓、氮?dú)忪?，對汽化爐中實(shí)際的合成氣熱值、合成氣顯熱、未反應(yīng)碳熱損失、灰渣熱損失、副產(chǎn)蒸汽焓和汽化爐熱損失進(jìn)行對應(yīng)數(shù)值的求解。在考慮穩(wěn)定性的過程中，按照以上內(nèi)容進(jìn)行現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)的計算，也是保障在實(shí)際實(shí)踐過程中，相關(guān)數(shù)據(jù)能對后期進(jìn)行模型設(shè)計的改良、完善。為此，在實(shí)際的模型運(yùn)行計算中，就要考慮到以下幾個方面：

1.1 物性參數(shù)

煤熱值的計算是通過Boie進(jìn)行關(guān)系式計算。對汽化爐內(nèi)部的氣體混合物焓值的偏差函數(shù)計算中，使整體系數(shù)能在對應(yīng)公式中進(jìn)行求值。

1.2 碳轉(zhuǎn)化率

其直接反映的是汽化爐總體性能的指標(biāo)，在對煤粒徑和反應(yīng)情況中，對爐型、設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作條件進(jìn)行氣流床粉煤氣化在內(nèi)部溫度達(dá)到一千三百攝氏度的過程中，實(shí)際的氣化反應(yīng)以擴(kuò)散控制為主，對實(shí)際的煤粉粒徑在100微米以下的直徑中，對灰分和氣固之間的熱質(zhì)傳遞進(jìn)行參數(shù)的提取。

1.3 助溶劑

助溶劑是對高灰熔點(diǎn)的煤種進(jìn)行灰質(zhì)熔融特性的改變，也是確保汽化爐正常運(yùn)行的關(guān)鍵。即通過加入助溶劑后的顱內(nèi)分解，對爐內(nèi)的物料性質(zhì)進(jìn)行熱能的平衡。

1.4 灰分焓值

煤種進(jìn)入氣化爐后，其中的煤灰的礦物質(zhì)會發(fā)生分解、熔融、汽化、凝聚等系列的物理化學(xué)變化，而設(shè)備內(nèi)部就相當(dāng)于一個還原性的介質(zhì)環(huán)境，而實(shí)際的汽化爐內(nèi)部的灰分吸熱也是固態(tài)到熔融態(tài)再到液態(tài)的吸熱相變過程中，對實(shí)際的灰分焓值進(jìn)行計算。

2灰含量及助溶劑對氣流床粉煤氣化爐性能的影響

工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)發(fā)展中，氣流床粉煤氣化爐已經(jīng)成為我國企業(yè)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)活動開展的關(guān)鍵設(shè)備，其具備的性能也成為設(shè)備操作運(yùn)行的重要參考指標(biāo)，而在實(shí)際研究灰含量及助溶劑對汽化爐性能影響分析中，我們也認(rèn)識到其對現(xiàn)實(shí)工業(yè)發(fā)展起到的重要意義。

2.1 灰含量對氣流床粉煤氣化爐性能的影響

在實(shí)際進(jìn)行的灰含量變化對氣化爐運(yùn)行性能的影響研究過程中，首先就要對其爐內(nèi)的奇特元素進(jìn)行控制，即在進(jìn)入氣化爐的氧氣和粉煤流量的性質(zhì)不變時；對入爐粉煤中的灰含量進(jìn)行變量的考慮，而這樣的研究方式，用專業(yè)術(shù)語來表達(dá)也就是“控制變量法”。無論煤灰量出現(xiàn)較低和較高的數(shù)量變動中，其實(shí)際的影響趨勢能在相關(guān)控制方法中，使其實(shí)際發(fā)展趨于相同。在低灰量的煤種介質(zhì)變化中，煤種的灰含量發(fā)生變化的過程中，其整體的設(shè)備溫度呈現(xiàn)增長趨勢，煤的高位熱值也會在無灰干基元素的過程中出現(xiàn)減少。反之，高灰量煤也是，而兩者之間的區(qū)別就在于變化的幅度和走勢的不同。除此之外，在相同的氣化溫度中，灰含量的增加，也會使氧煤的比例相應(yīng)減少，有效氣產(chǎn)率降低的過程中，煤耗會出現(xiàn)增長，比氧耗也會增加；為此，我們也總結(jié)出低灰量和高灰量煤影響規(guī)律是統(tǒng)一的，不同之處也是實(shí)際的展現(xiàn)幅度的不同。

在灰含量增加的環(huán)節(jié)中，灰渣熱損耗也會增加，在有效氣產(chǎn)率減少的過程中，也會對冷煤氣的運(yùn)行效率進(jìn)行降低。即在氣化操作溫度條件不變的情況下，灰含量的增加，會使有效氣產(chǎn)率和冷煤氣效率進(jìn)行降低，并對煤耗和比氧耗進(jìn)行相應(yīng)增加。這里我們需要注意隨著灰含量的增加，氣化溫度也會出現(xiàn)明顯的上升。在其氣化溫度比灰熔點(diǎn)低時，爐內(nèi)的液體排渣效果不強(qiáng)。為此，在保障氧碳比的氣化溫度處于正負(fù)十五至二十七攝氏度的階級中，對其氣化操作的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，也是有效保障氣化爐正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

2.2 助溶劑對氣流床粉煤氣化爐性能的影響

煤種的現(xiàn)實(shí)灰熔點(diǎn)中，助溶劑是調(diào)節(jié)和改變汽化爐操作溫度的重要因素，在灰分組成和比例出現(xiàn)變化的過程中，也會對汽化爐現(xiàn)實(shí)的性能進(jìn)行影響。以助溶劑在對應(yīng)恒定的爐內(nèi)性能和消耗中，對其實(shí)際的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行現(xiàn)實(shí)操作和數(shù)據(jù)整合，也是在固定汽化爐內(nèi)的溫度比灰熔點(diǎn)的文帝高出一百攝氏度的過程中，能在實(shí)際實(shí)踐的過程中，將其數(shù)據(jù)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)比在全面設(shè)備運(yùn)行情況的現(xiàn)實(shí)考慮中，進(jìn)行熔融點(diǎn)位的提升和灰熔點(diǎn)的降低。

同時，實(shí)際助溶劑的加入量也會對爐內(nèi)的氣化消耗產(chǎn)生影響，即在溶劑含量增加的過程中，煤耗和氧耗會出現(xiàn)下降；為此，我們也得出，在實(shí)際助溶劑的添加過程中，操作人員要根據(jù)實(shí)際設(shè)備運(yùn)行情況和生產(chǎn)需求進(jìn)行用量的控制，也是在有效降低氣化操作溫度的同時，提高有效氣產(chǎn)率和降低能耗的核心。不同的煤種的灰熔點(diǎn)會在助溶劑的加入后產(chǎn)生變化，而實(shí)際的發(fā)展生產(chǎn)趨勢會不會出現(xiàn)不可控的情況，也是研究人員和操作人員通過長期反復(fù)的實(shí)踐進(jìn)行結(jié)論定義。

結(jié)束語：

綜上所述，在工業(yè)化汽化爐的煤種操作中，灰渣產(chǎn)生的熱損失會在入爐煤高位熱量比例和灰含量、煤熱值中得到體現(xiàn)。而不同的煤種在對應(yīng)的入爐氣化中存在灰分含量差，而在氣化溫度保持均衡的過程中，相關(guān)的灰含量也會隨之增加，在有效氣產(chǎn)率和冷煤氣效率對應(yīng)降低的過程中，煤耗和比氧耗也會隨之增加；為此，添加適量的助溶劑也是有效降低氣化爐操作溫度和煤耗氧耗的關(guān)鍵舉措。

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