煤氣化技術廣泛用于化工、化肥、玻璃、建陶等行業(yè),具有廣闊的應用前景。煤氣化可分為固定床、流化床、氣流床技術。1958年Ф1980 mm土生土長的常壓固定床間歇煤氣發(fā)生爐在我國誕生,發(fā)展到現在,Ф2800 mm已廣泛應用于化工、化肥等中小企業(yè),各種爐型近9000臺。可見,常壓固定床間歇氣化技術在國內化肥、化工企業(yè)中仍占主導地位,造就中國特色50年的歷史。流化床、氣流床適合規(guī)模大的裝置,是發(fā)展的長遠目標和遠景規(guī)劃。
1 固定床間歇氣化爐的發(fā)展
固定床間歇氣化煤氣發(fā)生爐從1958年的Ф1980 mm開始,逐步擴徑到Ф2260mm、Ф2400 mm、Ф2600 mm、Ф2800 mm五個規(guī)格。它們的基本結構一樣,即半水夾套鍋爐,原設計高度為1845㎜,擴徑改造過程中,在原水夾套設計基礎上加高300~900㎜不等。直筒型上爐體為內砌耐火材料,采用人工手動加焦(煤),后改為半自動到全自動加焦(煤)。Ф1980~Ф2400 mm這幾種爐持續(xù)使用近35年,現在仍然有一些小企業(yè)在用。Ф2600 mm系列爐20世紀90年中期已開始改造,近10年使用后改為Ф2800 mm,已達到極限。這種半水夾套鍋爐煤氣發(fā)生爐稱為第一代煤氣爐(下簡稱Ι爐)。
21世紀初,化肥、化工迅猛發(fā)展,各企業(yè)不斷擴大規(guī)模,本著投資少,見效快,減少占地的原則,在直筒爐的基礎上,改為外直內錐的錐形煤氣發(fā)生爐。稱為第二代煤氣爐(下簡稱Ⅱ代爐)。
2003年,國家對煤礦規(guī)范管理,關閉一部分小煤礦,從此煤價逐年攀升。使以煤為原料的企業(yè)利潤空間越來越小,不少企業(yè)不得不改變原料路線,用本地煤、劣質煤或用無煙沫制各種型煤。然而這些劣質煤氣化帶來的問題多,如爐況易惡化,不穩(wěn)定。為適應這些煤種的氣化需求,第三代煤氣發(fā)生爐孕育而生,即全水夾套爐或復合煤氣爐(下簡稱Ⅲ代爐)。
2 三種爐型近年來經典改造過程
2.1 Ⅰ代爐
這是我國建國初期移置了部分UGI工藝技術、結合國家的狀況而設計的爐型。剛開初對原料的要求比較苛刻,要求是高溫冶金焦,且粒度為25~75㎜。中期改為優(yōu)質山西晉城無煙塊煤。煤氣爐運行較穩(wěn)定,氣量和氣質都很好(負荷輕)。后期隨著各企業(yè)規(guī)模擴大,煤炭緊張,改燒劣質煤,一些設備改造不匹配,沒有系統(tǒng)性改造,暴露的問題就多了。爐況不穩(wěn)定,易惡化,“二差”、“三高”、“一....