刍议兰炭掺烧技术的应用研究

刍议兰炭掺烧技术的应用研究

王强

新疆圣雄电石有限公司，新疆 吐鲁番 838000

摘要：本篇分别介绍了兰炭掺烧步骤中所存在的问题，通过制定了具体的问题解决方案，工艺的改进和具体操作方法的不断优化，并参照掺烧的经验的总结出新的具体操作方法，以做到兰炭掺烧新技术的广泛应用。

关键词：兰炭掺烧；应用现状；工艺改进

一、引言

近些年，从某种角度来说，我们国家也十分看重生态环境保护。优质无烟煤生产逐步提上日程安排。全国生产优质煤炭产品的公司主要是晋城煤业公司为主。接连高价收购了河北、山东等地域的55家原材料尿素产品生产企业，现在年公司生产的氨醇早就超出1000万吨，这让我们国家的磷酸二氢钾大市场呈现出饱和常态，市场的竞争空前白热化。而我们国家的优质煤市场在也相当迫切，煤化工行业总价格也在不停大幅上涨，以优质煤为原材料的生产企业发展危在旦夕。从某种角度来说，我们国家在生产磷酸二氢钾产品时，对煤气的具体要求是十分高的。所用原材料在空气中不可以含有太多的含氧有机物和大量的水份，稳定性能和安全系数也要同时具备并且要求高。根据调查的结果，兰炭比其他焦炭更加稳定、更安全。目前兰炭的市场价比较低，与优质煤相比存在比较大优势。假如采取使用掺烧工艺技术还能够再进一步减低生产产品的成本，有利于最终达成节能降耗，对于我们国家产业链上下游企业的前景是非常积极的。

二、兰炭掺烧技术的概论

1. 兰炭的概述。

兰炭是由侏罗精煤块喷吹煤燃烧制成。侏罗精煤块的主要产区是神府煤田。兰炭与其他炭底材料相比较，具有输出电压电阻大、特定炭高、物理化学生物活性强和铝、硫、磷、灰分总含量高等主要优点，可在生产有色冶炼冶铁、硅锰合金等产品中，已经逐步替代了冶金焦的选用，不可替代性比较大。考虑到兰炭可代替冶金焦，它也大多作用于化工、燃气发电、钢铁冶炼等行业。

2. 兰炭的物化特征。

过去我们也称它为半焦，因为燃烧起来时会发出蓝色的火焰，现在我们改为叫它为兰炭。兰炭最基础的原材料为侏罗纪不粘煤和部分弱硬化煤。他们在经过低温状态、分馏等形式来进行处理后，会产生的含高固定炭的化合物，现在往往也在化学肥料制造、钢铁冶金等领域内来进行大范围的应用。兰炭尽管优点多，使用广泛，但兰炭硬度差，抗震性能不高，灰熔点1300度左右，特定碳率超出80%，灰分比值小于6%，含硫量小于0.3%，水份小于18%，粒度分布为20-30mm[1]。

三、兰炭掺烧技术的关键点

1. 鉴于兰炭粒径小，应当需要修改产气炉出灰口，不然的话极容易流进炉内。出灰口挡流高度应由之前320mm调正为290mm，内部挡流宽度不变，气体发生器仰角降低至50°。
2. 在原有的基础上更进一步提高输送带，改变振动筛分选粒度，保证兰炭混合均匀燃烧。
3. 控制纯白煤气发生器1．8m混燃时空距提高1．7m，并参照结合气程变化延长吹气时间。鉴于煤层提高，上下炉温降低40℃，减少了煤气产出的热量，在原有的基础上更进一步提高了原料的有效利用。

四、兰炭掺烧试验效果

在混炼兰炭的具体步骤中，制气炉操作维护方便，未出现异常现象。随着增加兰炭燃料掺混比率，燃气发生器周围环境温度从300℃逐步降至240℃，有效减低热折损，降低燃气中煤矸有明显减少，半水煤气平均出产量显然再进一步提高，在不增加制气炉数目和进炉煤量的状况下，促进了天然气供应需求程度。兰炭燃料与优质煤按1:1长方体体积比共燃时，半水煤气反应生成量可以提高15%，甲醇制烯烃吨煤耗可降至20kg，有效提高生产率，煤气炉煤矸石产量减少10%，碳含量减少18%。

五、兰炭掺烧技术的创新点

根据调查和总结可知兰炭掺烧技术具备以下几个创新点：

第一，无烟煤和兰炭具备不一样的粒径分布，这导致二者的汽化和运动速度存在显着差别。在试验的具体步骤中，我们将略大于小籽煤的粒径分布换句话讲，以20-30mm作为化学实验值，可以得到的气化反应时间非常靠近熔渣逐步形成时间；

第二，无烟煤与兰炭的长方体体积按1:1混合在一起，具体分析气化反以无烟煤作为床层反应的骨架。在气化的具体过程中，鉴于兰炭的灰分分解温度比较低，固定碳元素较高，比无烟煤高10%左右。二者比起来，块煤的灰分分解温度比较高，但成渣性更符合预期，而兰炭的灰分熔点低，汽化成渣性较差，生成的反应层较差。两者结合却相对比较稳定，产生的反作用力和汽化剂扩散的移动速度都十分均匀。其次，在汽化反应的具体步骤中，假如兰炭的比率超过一半，会降低气化层骨架的灰熔点，进而致使结渣不良好，兰炭是已然变成主导，这时候就理应需要以兰炭为主导，重新调整技术工艺，也能够调整同一单位时间内的产气量。总的来说，将兰炭与无烟煤长方体的体积依据1:1的比例进行相混合，是确保混合成功的关键。

六、掺烧现状及效益分析

6.1 掺烧后的现状

(1)兰炭混合物燃烧质量百分比达到30%后，在不提高炉数的状况下，可满足天然气供给需求程度，吨氨综合平均能耗小于1250千克。

(2)混合时空隙由粉煤炉控制的1.8m减少到1.7m，再次调整连续循环百分比，鉴于煤层能够改善和连续循环的混合时间，在原来的基础上提高了对气化层厚度的要求，在原来的基础上进一步提高了产气炉的蓄热潜力，降低了炉渣含碳量。

(3)上下烘箱温度降低40℃，减少了二氧化碳气体形成的热量，再进一步提升了原材料的有效资源利用效率。

(4)通过两种不同原料的均匀结合，使白煤完全燃尽，煤矸石合金元素进一步减少。经第多次测试，相对分子量不超过18%。

七、效益分析

粗略估算，一个年生产能力30万吨甲醇制烯烃的生产制造企业，假定公司生产一吨氨应当需要消耗掉原煤1250千克，则消耗白煤37.5万吨一年，按照30%的比率来进行混合掺烧，共混烧兰炭11.25万吨。兰炭燃料与白煤每吨的价差为150元，所以一年12个月掺入兰炭可降低产品总成本：150元/t×11.25万吨=1687.5万元。

总结：总的来说，我们国家目前处于块煤十分稀缺的常态。对常用生物质燃料掺混技术来进行更有效的研发生产和比较，使我们国家在非固定煤层煤气化技术的比较中可以得到飞速发展。，既达到了降低能源消耗的目的之一，又降低了生产成本的损耗，为产业链上下游企业的发展开辟了一条新颖独特的道路，更有利于社会经济正面发展。兰炭配煤技术的开发应用，可以看出，固定煤层汽化的进步，无论是从节约成本还是节能减排，都体现在技术业发展的必要性和优势。在原煤用量紧缺、煤种复杂多样的今天，兰炭混烧技术的为各企业的生存发展开辟了新的环境，在固定煤气化技术的中，具备相当大的市场推广价值。

参考文献：

[1]张治,康宏君,张建胜,张瑞霞.新时期我国兰炭掺烧技术的应用研究[J].内蒙古煤炭经济,2020(24):145-146.DOI:10.13487/j.cnki.imce.019080.

[2]穆晶晶.兰炭掺烧技术的研究与应用[J].石化技术,2019,26(11):213+215.

[3]辛收良.兰炭掺烧技术的研究与应用[J].化肥设计,2013,51(01):53-55.

[4]翟玉伟,刘道文,刘帅.兰炭掺烧技术的应用[J].氮肥技术,2012,33(01):14-15.

作者简介：王强，男，（1983.03.03 - ），  新疆工业高等专科学校， 城市给水排水工程 ，新疆圣雄电石有限公司，技术员。身份证号：652301198303034016