两段式煤气发生炉运行故障分析及环保治理技术

两段式煤气发生炉运行故障分析及环保治理技术

武文龙

（河南中美铝业有限公司，河南  郑州  452477）

摘  要：本文立足于煤气发生炉的应用状况及特点，对煤气发生炉故障发生的原因及排除措施了研究和分析，希望能够为企业的发展提供参考。                      关键词：煤气发生炉，工作原理，重要性，故障 。                   

引言

煤气发生炉以其供热自动化、环保洁净、运行可靠、减少能耗等优点成为了化工、轻工、冶金、机械、建材、耐材等行业的宠儿，不仅有利于提高行业产品的质量及劳动生产率，而且能够降低能耗及生产成本、保护周边环境，为企业带来可观的经济效益和社会效益。因此，有必要对煤气发生炉的工作原理及故障产生的原因进行分析，针对排查出来的故障隐患，制定切实可行的排除方案，确保煤气发生炉的正常运行，从而促进这些行业的快速发展。

一、煤气发生炉的应用及特点概述

目前，国家大力提倡节能减排，高耗能、高污染企业将被停工。使用煤气发生炉可以节省5%的煤炭，有效降低生产成本，实现节能减排的目标。因此，煤气发生炉的使用成为业界不二的选择。第三，使用煤气发生炉可以有效提高产品品质。小能量烧嘴嘴由于煤气发生炉的应用得到普及，烧嘴的科学布置有利于对窑内温度进行有效控制，制品哪些部位需要多高的温度，加热的程度如何，都能够得到控制，从而避免了传统工艺烧嘴布置的不合理性，既提高了煤炭热力龙的效力，又生产出了高质量的产品。第四，有利于针对不同的产品，使用不同的制气技术。

二、煤气发生炉常见故障影响分析

1、发生炉热运行情况

发生热运行情况是煤气发生炉常见的首要故障，具体表现为炉内温度过高，会发生煤气自然、烧断钢钎等现象，所产出煤气一氧化碳含量降低，二氧化碳含量上升。出现这种情况，就要采取有力措施，打碎熔渣，转动灰盘将熔渣挤出煤气发生炉，如果在煤气发生炉运行过程中无法打碎熔渣，就必须停车将熔渣处理。

2、发生炉冷运行情况

发生冷运行情况是煤气发生炉常见的第二个故障，与热运行相对，煤气发生炉在运行过程中也有可能出现冷运行情况，具体表现为炉内温度过低，钢钎探测不出氧化层，煤气中水分含量较高、一氧化碳含量低等现象。解决这个故障的主要做法是降低炉内蒸汽的含量，采取措施升高氧化层。

三、两段式煤气发生炉污染环节和治理措施

3.1 废气

两段式煤气发生炉虽然本身不排放含二氧化硫废气，但所产煤气经燃烧后废气中二氧化硫浓度较高。当煤中含硫量2%时，未进行脱硫的煤气燃烧后烟气浓度高达 3958 mg/m3，即使煤中含硫量只有 0.2%，煤气燃烧后烟气浓度也将达到 396mg/m3。

表 1 不同含硫量煤气化后煤气中 H2S 含量以及燃烧后烟气SO2浓度

煤气发生炉生产过程产生的废气还包括煤炭储存、转运、筛分、加煤等过程中产生的粉尘污染，酚水收集储存过程中的酚挥发以及煤气发生炉在点火运行期间和应急停送气时排放的少量含煤气废气，这些废气通过强化无组织排放管理，一般可以得到有效控制。

3.2 废水

两段式煤气发生炉废水主要为煤气在冷却过程中产生的含酚废水。含酚废水中污染物成份复杂，含有酚、氰化物、氨氮、硫化物、焦油等，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。

3.3 固废

两段式煤气发生炉固废主要包括煤气旋风除尘过程中产生的煤灰，电捕焦收集的焦油以及煤气化后产生的煤渣。煤灰和煤渣属于一般固废，应建设密闭的堆场进行暂存，并作为建筑材料的原材料外售；焦油属于危险固废，应做好暂存池的防渗

措施，避免污染地下水，并交由有相应危废处理资质的单位处理。

3.4 噪声

煤气发生炉噪声污染源主要为风机和水泵，源强在 80-

90dB(A)，在做好减震、消声、隔声等措施后，影响较小。

四、 煤气脱硫的主要方法

4.1 氧化铁法

氧化铁脱硫以 TF 型脱硫剂应用最多，该种脱硫剂脱硫效率

较高，并可以进行塔内再生。氧化铁脱硫和再生反应过程如下：

（1）脱硫过程

2Fe(OH)3+3H2S → Fe2S3+6H2O；Fe(OH)3+H2S → Fe(OH)2+S+2H2O；Fe(OH)2+H2S → FeS+2H2O

（2）再生过程

2Fe2S3+3O2+6H2O → 4Fe(OH)3+6S；4FeS+3O2+6H2O → 4Fe(OH)2+4S

4.2 活性炭法

活性炭脱硫主要是利用活性炭催化和吸附 , 活性炭的催化活性很强 ,H2S 气体的活性炭的催化下的氧化反应气体在少量的氧气 , 反应简单的物质吸附在活性炭表面。脱硫设施运行 , 当活性炭饱和吸附脱硫剂 , 脱硫效率明显下降 , 当活性炭饱和吸附脱硫剂 , 必须重新生成。基于活性炭的吸附再生材料 , 年代在正常压力下 , 开始融化时 ,190℃ ,440℃升华成气体 , 所以一般使用 450 - 500℃左右的过热蒸汽再生活性炭脱硫剂、脱硫剂的温度时增加到一定程度 , 从活性炭和硫单质硫沉淀流入硫沉淀池 , 水冷后形成固体硫磺。

4.3 栲胶法

栲胶法脱硫是以纯碱作为吸收剂，以栲胶为载氧体，以

NaVO3 为氧化剂。其脱硫及再生反应过程如下：

①吸收：在吸收塔内粗煤气与脱硫液逆流接触，粗煤气中硫化氢与脱硫液中碱作用被吸收；②析硫：在反应槽内硫氢根被高价金属离子氧化生成单质硫；③氧化剂再生：Na2V4O9+2 栲胶（氧化态）+2NaOH+H2O → 2NaVO3+2 栲胶（还原态）；④ 载氧体再生：栲胶（还原态）+O2( 空气中）→栲胶（氧化态）+H2O。

4.4   888 法

888 法和栲胶法都是以纯碱作为吸收剂，只用于脱硫催化氧化剂 , 其他设备和过程是完全相同的。888 系脱硫剂酞箐和有机化合物 , 是各种金属离子为中心大家庭的有机金属化合物总称。

从成本考虑，H2S 含量小于 500 mg/m3 时，相同的脱硫效率要求下，干法脱硫和湿法脱硫成本基本相当，但是随着 H2S 含量增加，干法脱硫成本要明显高于湿法脱硫成本。

五、 酚水处理

5.1 作为煤气发生炉气化剂

在煤气发生炉旁边安装酚水蒸发器，将酚水分离出焦油、杂质后送入蒸发器内，利用煤气炉水套产生的高温高压蒸汽对酚水进行加热，将酚水加热至适合温度，经泵加压雾化与空气混合后送至煤气炉底部作为气化剂。在发生炉内 1100-1200℃高温下，将酚等有害物质在还原环境下可完全分解为 CO 和 H2。

5.2 配制水煤浆法

水煤浆是由 65%~70% 的煤粉、30%~35% 的水和 0.5%~1% 的分散剂和稳定剂经过球磨、搅拌而制成的浆状流体燃料。在用水煤浆作为燃料的企业，可将酚水替代部分水掺入到水煤浆中，水煤浆的燃烧温度一般为 1100-1300℃，在此温度下污水中的酚及其它有害有机物质剧烈地燃烧分解成 H2O 和 CO2，然后随燃烧烟气排入大气中，从而达到治理酚水的目的，其机理与焚烧法相同。

5.3 蒸发排放法

利用煤气发生炉下段煤气余热（温度 450-500℃）将酚水蒸发、汽化后通过烟囱高空排放，酚水中酚类及其他污染物质最终排入大气环境

六、 结语

因此，我们必须高度重视煤气发生炉的故障种类以及故障产生的原因，并针对煤气发生炉的故障原因，制定得力措施，认真加以解决。只有这样，才能 大限度地发挥煤气发生炉在经济建设中的巨大作用，推动企业的全面进步。

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作者简介：武文龙（1981年），男，陕西绥德人，河南中美铝业有限公司质量管理部业务主管，主要从事氧化铝生产、大宗原材料进厂验收、铝土矿验收工作  。曾从事多年两段式煤气发生炉煤气制造车间业务主管主要负责煤气发生炉日常运行检修、维护保养管理工作