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煤氣發(fā)生爐在很多個地區(qū)也許已經(jīng)被環(huán)保所禁止，包括山西地區(qū)燒礬土的以及在遼寧地區(qū)燒鎂砂的，但我們今天分享的文章是之前煤氣發(fā)生爐在輕燒鎂豎窯上的應(yīng)用案例。

菱鎂礦(M gCO3)是提取氧化鎂質(zhì)產(chǎn)品和金屬鎂的主要原料。遼寧菱鎂礦儲量最為豐富，占全國的85.6%，而其中又以鞍山地區(qū)的海城菱鎂石資源最多、最優(yōu)。由于資源的便利，海城地區(qū)的各類菱鎂礦煅燒窯類型豐富，數(shù)量較多，其中包括：輕燒鎂窯、中檔重?zé)V窯、高檔重?zé)V窯、鎂磚燒成隧道窯、電熔鎂窯和電熔鎂砂電弧爐等近2000多座。

輕燒鎂窯在菱鎂礦煅燒窯中的比重為最大，現(xiàn)階段輕燒鎂窯所使用的燃料生成設(shè)備主要為半水煤氣爐及小型煤氣發(fā)生爐，這兩種設(shè)備主要存在以下缺點：燃燒效率低、煤氣供給不穩(wěn)、煤氣壓力波動大、使用壽命短、占地面積大等，同時還存在輕燒鎂窯的生產(chǎn)效率低、能源消耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重、經(jīng)濟效益低等問題。

1 工藝特點

兩段式煤氣發(fā)生爐用于輕燒鎂窯的工藝流程見圖1。

該工藝的特點是使用了兩段式煤氣發(fā)生爐，兩段式煤氣發(fā)生爐比一般的單段爐增加了一個干餾段，采用弱黏結(jié)性煙煤為原料制取干餾煤氣和氣化煤氣相混合的雙重煤氣，原料煤入爐后在爐子上段進行低溫干餾，生成熱值較高的低溫干餾煤氣，煤被干餾變成熱半焦落入下段進行氣化。爐底通入空氣、水蒸氣與半焦炭反應(yīng)生成下段發(fā)生爐煤氣，其溫度為600~700℃，為上部煤的干餾提供熱源。

上段煤氣離開煤氣爐經(jīng)過上段煤氣凈化系統(tǒng)，除去煤氣攜帶的焦油，下段煤氣經(jīng)下段煤氣凈化冷卻系統(tǒng)，降溫后與上段煤氣混合?；旌虾蟮拿簹馔ㄟ^煤氣深度凈化冷卻系統(tǒng)進行深度處理，除去煤氣中的細小塵埃和部分焦油，并冷凝出含酚廢水和少量輕油，經(jīng)煤氣增壓機系統(tǒng)送至用氣點，從用氣點分出幾條分管道，每個分管道連接一座輕燒鎂豎窯，如φ3.2 m的煤氣發(fā)生爐可以拖8座產(chǎn)量為7萬t/a輕燒鎂豎窯，而以往的小型煤氣發(fā)生爐只能是一拖一的形式。

2工藝要求

2.1原料特性

煤氣發(fā)生爐作為將煤炭由固態(tài)能源轉(zhuǎn)化為氣態(tài)、潔凈能源的主要設(shè)備，氣化煤種的選擇至關(guān)重要，直接關(guān)系到其整體氣化效果。兩段式煤氣發(fā)生爐適宜氣化不黏煤、弱黏煤、長煙煤等煙煤，也可以氣化質(zhì)量較好的褐煤，相對一段爐而言兩段爐選用煤種范圍較寬，但是對氣化用煤的具體指柄要求較嚴(yán)格。

兩段爐對入爐煤的黏結(jié)性、灰熔點、揮發(fā)分、熱穩(wěn)定性和水分等都有相應(yīng)的要求，見表1。

2.2 燒嘴選用

輕燒鎂煅燒有嚴(yán)格的工藝要求，其對燒嘴的選擇性較強。輕燒鎂豎窯中的傳熱情況是復(fù)雜的，各帶情況各不相同。燒結(jié)鎂砂的主要成分為MgO，雜質(zhì)成分為SiO2、Al203、Fe203 、CaO等，主要礦物組成為方鎂石。大部分的耐火材料其導(dǎo)熱率都是隨著溫度的增加而增加，但是方鎂石的導(dǎo)熱率卻是隨著溫度的增加而減小。

燒嘴對輕燒鎂豎窯的燒成品質(zhì)及產(chǎn)量有很大影響，如果選擇內(nèi)混型燒嘴，局部高溫明顯，可以導(dǎo)致輕燒鎂豎窯爐箅子處燒成較快，溫度的增加又使得方鎂石的導(dǎo)熱率減小，不易于熱量向上傳遞，料層燒成高度大大降低。燒嘴混合越好，溫度越高，局部高溫越明顯，傳熱阻力就越大。而且由于熱量在爐箅子處的積聚，使得燃燒室的溫度越來越高，甚至損壞爐箅子及爐墻。由此可見輕燒鎂窯的熱交換過程中，對流換熱占重要地位，因此提高氣流速度與接觸面積能顯著提高輕燒鎂豎窯的熱交換速度，所以選擇燒嘴時要選擇大流速、外混型的燒嘴，單位時間內(nèi)才能燒出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，合適的產(chǎn)量。

3應(yīng)用效果

經(jīng)過兩年來的實殘證明，兩段式煤氣發(fā)生爐用在輕燒鎂窯上是完全可行的，具有很高的推廣價值，無論是經(jīng)濟效益還是環(huán)境效益都取得了顯著成效。

3.1經(jīng)濟效益

根據(jù)對海城市光大高純鎂砂有限責(zé)任公司、海城市牌樓鎂礦公司、岫巖滿族自治縣萬寧礦業(yè)有限公司改造的實踐證明，改造后每座輕燒鎂窯經(jīng)濟效益增加明顯。見表2(改造前為一臺簡易發(fā)生爐拖帶一座輕燒鎂豎窯，改造后為一臺兩段式煤氣發(fā)生爐拖帶8座輕燒鎂豎窯，表中改造后的一些參數(shù)為平均值)。

由表可以計算：

每座窯每年的純利潤=1704x365=621960元

8座窯的每年純利潤=8x621960=4975680元

每臺兩段式煤氣發(fā)生爐及附屬設(shè)備的平均一次總投資為195萬元。一般情況下對于全年連續(xù)生產(chǎn)的企業(yè)來說，需要建設(shè)兩臺煤氣發(fā)生爐，實現(xiàn)一備一用，其總投資為390萬元。

可以計算出改造投產(chǎn)后連續(xù)生產(chǎn)10個月即可收回投資。

3.2環(huán)境效益

輕燒鎂窯的粉塵污染非常大，企業(yè)要想長遠發(fā)展，必須升展節(jié)能減排，改造落后的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，企業(yè)才能實現(xiàn)環(huán)境效益最大化。

兩段式煤氣發(fā)生爐經(jīng)過旋風(fēng)除塵器、旋風(fēng)除焦油器、電捕焦油器、電捕輕油器等環(huán)保設(shè)備處理后，其煤氣成分要比簡易發(fā)生爐潔凈得多，就煤氣發(fā)生爐本身來說，每年煙塵排放減少120t，SO2排放減少310t。而且輸送的煤氣量及壓力都是可控的，給窯配風(fēng)的鼓風(fēng)機采用變頻調(diào)節(jié)，如此就可以調(diào)節(jié)輕燒鎂豎窯的正壓在合理范圍，降低了窯內(nèi)顆粒物及粉塵的排放，監(jiān)測表明，降塵較治理前下降50%，總懸浮顆粒物下降38%。

4 結(jié)論

(1)兩段式煤氣發(fā)生爐應(yīng)用于輕燒鎂豎窯是一種比較先進的治理輕燒鎂行業(yè)的有效途徑和理想方案，通過在輕燒鎂豎窯上的實踐應(yīng)用獲得了較佳的經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益。

(2)兩段式煤氣發(fā)生爐具有運行比較穩(wěn)定、使用壽命長、自動化程度高、一拖多窯、煤氣質(zhì)量好、節(jié)省燃料、燒成料層高等優(yōu)點。

(3)兩段式煤氣發(fā)生爐還具有一次性投資較高，回報周期相對較長等缺點。即便如此，從長遠的經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益來看，其推廣價值還是相當(dāng)高的。