半水煤气中CO2偏高的原因分析与建设

半水煤气中CO2偏高的原因分析与建设据查，自大修技改以来，半水煤气中CO2一直偏高，就本年度3月份之前，基本上都在18%以上，经过造气炉夹套的改造和改进操作方法以后，5月份基本维持在15.6～17.8之间，现在仍然只能控制在15.5～16.8之间，偶尔能控制在14.8～15.5之间，据了解，广西厂的半水煤气中CO2在同样燃煤的工艺条件下能控制在12.5～13.8之间；比我们低3个百分点，CO2的偏高，增加了压缩机多做无用功，电耗也就增高；经过近几个星期的跟踪调查、分析以及工艺操作现状的详细了解，半水煤气中CO2跑高的主要原因来自于三个方面。一、石灰质量差，特别是石灰中的不溶颗粒物（实际上就是没有完全烧透的石头碳酸钙），夹杂在煤球中，进入煤气炉后，一方面热稳定性差，煤球易炸裂，阻力增加，带出物多；而且小颗粒的石头遇高温锻烧氧化，把煤气炉当成了石灰窑，燃烧过程中当然要产生大量的CO2；导致半水煤气中CO2含量偏高，初步分析，此原因可能导致CO2上升1-1.5%。解决建议：1、从石灰源头抓起，严把石灰进场质量关，对不合格的石灰勒令整改或拒收；2、对石灰的验收增加堆比重测算，超出规定比重范围的视为不合格（理论上需2.2吨石头烧制1.0吨石灰）；3、适当提高石灰化灰堆积高度（1.2～1.5m），确保化灰过程中能够高温激化，化灰彻底；4、设法将石灰中的颗粒物筛分掉；二、变压吸附脱碳工艺和操作的影响；该脱碳自投用以来，原料气损失较大，特别是H2、N的损失（其中N的损失较严重）；导致脱碳后净化气中H2/N比严重失调，要保证后续合成气的H2/N比正常，造气就得提高N气（通常N都在20%以上）；要获得足够的N气，只有通过上、下加N和增加回收吹风气来实现；在加N或回收过程中，大量的空气进入（即大量的O2气入炉），在燃烧反应中就会增加CO2的生成，从而导致半水煤气中CO2跑高；从造气操作以及合成反应数据来看，事实的确如此，只要半水煤气中CO2稍低（≤15%），合成H2就高；变压吸附脱碳投用以来，合成循环H2涨得较快，多数时间都在要求造气压H2提N以致造气在生产中被动加N或回收，使CO2居高不下，同时也使压缩机打废气增多，电耗才高；初步分析，此原因可能导致CO2上升1.5～2%；解决的建议：1、脱碳操作并非不可调，没有引起足够的重视，应适时根据气体流量、压力以及出口净化气CO2微量进行吸附时间调整，这就要求操作必须认真、精心，既要保证CO2的微量合格，又要尽可能的增加吸附时间，减少放空时间，以达到减少H2、N损失；2、真空泵应保证抽吸力足够大，此处不宜以节电为名少开泵，因为此处节电，还不如压缩机少打1%的CO2，真空泵抽吸力加大，解析快速，一方面可以增加吸附时间，二方面可以使吸附剂解析彻底，活性更好；3、严格保障各气动伐门的气密性，减少内漏，减少H2、N的损失，N损失少了，造气人为补N就少，CO2才能降低。三、造气工艺技术操作及炉体结构；1、工艺技术操作上，炉温波动，碳层不稳，气化层厚度不足，蒸气入炉分配不均，压力和温度变化大，可能导致气化不好，还原反应多，CO2上升；2、炉体夹套可能还偏高，操作中汽包液位过高，存在冷壁效应，炉内气化层外边缘温度低，气化反应不好，CO2生成多；解决建议：1、应适时依据煤种变化，及时调整碳层高度以及循环时间；严格控制好上、下行温度（一般上行280～350℃，下行230～300℃）；2、精心操作，确保加料均匀，确保入炉蒸汽压力稳定（关键在各炉合理分配周期）；3、严格精准控制夹套液位，一则可以保证自产蒸汽质量，确保入炉蒸汽温度在230℃以上；二则可以帮助恒定炉温，减少夹套外壁温度波动，减少边缘冷壁效应，促进气化正反应，减少CO2的生成；4、遇后工段要求变化时，调整工艺应微调，特别是要求压H2提N时，要尽量用足上加N，少用下加N和回收吹风气，避免气质变化大。2013年6月9日关于生产煤球用石灰的调研情况6月5日，组织了原料、造气、石灰化灰管理等相关人员前往石灰矿点进行实地调查，针对目前存在的石灰质量问题，查找原因，分析研究，寻求解决办法，调研情况如下：一、平桥石灰厂的情况：1、矿石外表颜色较杂，细看夹杂物比较多，且块状很不均匀，大的有15～20cm，小的只有3～5cm；在烧制中，成熟肯定不均；2、采用的燃料煤是粉煤，而且煤质较差；3、据现场了解，大约1.7吨石头烧制1.0吨石灰；很显然根本没有烧透，理论上需2.2吨石头才能烧出1.0吨石灰；考虑到杂质、水份等因素，至少需2.0吨石头烧制1.0吨石灰；4、烧制技术不稳定，不够成熟，先后已换了几波人，还在摸索之中，质量难保；5、出料方法是每隔3小时左右出一次，出料前先打冷风把燃烧面上移，然后出料3车；6、出料皮带上筛子太短而且又陂，对炉灰筛不彻底；二、银兴石灰厂的情况：1、矿石颜色块状基本均匀，均在10-15cm,有石英石条纹；2、燃料煤用的小子煤，表面看煤质还可以；3、现场取熟石灰化灰试验，有部分烧制过火的需要有一定的温度的热水才能迅速化解，化开后的石灰粘性较好；4、现场取了相同体积的石头和熟石灰称重对比；石头重量2.4kg，石灰1.1kg，接近他们所报告的2.0吨石头烧制1.0石灰，而且烧过火的也比较多；5、出料方式为24小时出一次，而且出料是以出完窑底冷藏段的石灰为止，认为此出料方法比较合理；6、该厂的技术和管理上感觉比较稳定和成熟；7、出料口皮带处的筛子也较短，对炉灰筛分也不彻底；三、鸿利石灰：1、矿石杂物少，但块状不均，甚至有粉状的较多；2、该厂的石灰是钡盐厂石灰窑的下脚料，而且感觉大块的被别的单位选用，是该厂员工承包回收废料，从废料中筛分出来给我们；3、石灰中夹杂煤碴较多，石灰块状较小，如果没有夹碴，看上去还算好的石灰，烧得也比较透；综上所述：1、石灰质量总体不太好的原因在于矿石先天杂质多，内含石英石或其它矿物质多；2、平桥石灰厂技术上还不够熟练，矿源杂质多，且块状不均，燃料煤不够好，石灰烧不透，是目前我们石灰中颗粒物最多的来源；3、银兴厂的石灰，技术上相对成熟，质量相对稳定，建议作为石灰主流；4、鸿利的石灰，粉多夹炉碴多，需精选才能使用。2013年6月9日