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水煤浆与发生炉煤气的比较
发布日期：2012-03-23

水煤浆与发生炉煤气都是煤加工后的产品。但加工的方法不同，一个是物理过程，一个是化学过程，可谓是一对孪生兄弟。都可以替代燃料油，以达到节约能源和保护环境的目的。因此，二者之间的可比性很强。下面，就将二者的生产和应用做以介绍，以便让大家有个全面了解。因为没有比较，也谈不上鉴别。一、生产方面的比较 1、水煤浆是一种煤基液体燃料。其生产流程是：优质III类烟煤→洗煤→破碎→筛分→加水和添加剂→磨矿→过滤→混合→高速剪切→熟化→水煤浆→成品浆储罐。经十几道工序的物理过程而制成的。按照GB/T18855-2002《水煤浆技术条件》，其主要成份及指标为：煤粉浓度662%、煤粉粒度38-45微米、粘度1200200mpas100s-1、灰份﹤10%、硫份﹤0.5%、挥发份20~30%、发热值19.50MJ/kg、水份30%、添加剂1%、稳定期60天。按照GB/T18856-2002《水煤浆质量试验方法》，水煤浆还要做浓度、筛分、粘度、稳定性、发热值、工业分析等14个单项指标试验，以确保水煤浆的质量。这些指标将直接影响到水煤浆的性能，因此，水煤浆的生产只能在条件具备的专业厂来进行。 2、发生炉煤气是一种低热值，以一氧化碳为主要成份的洁净气体燃料。其生产过程是：是将不结焦或微结焦，粒度为30mm以下的II类烟煤或无烟煤，及少量的石灰石粉末混合均匀，在煤气发生装置中，经过氧化、还原等化学反应过程而生成的。煤中的碳转化为一氧化碳，转化率达98%以上；煤中的挥发份，成为发生炉煤气的一部分；煤中的硫，在煤气发生装置中先氧化成二氧化硫，再与石灰石（氧化钙）反应，生成硫酸钙，达到了脱硫目的；煤中的灰，在煤气发生装置中形成灰渣，通过水封槽，以湿式灰渣集中排出；煤气发生装置自身产生的低压蒸汽，通到煤气发生装置的氧化层，将干煤气转化为发生炉煤气，使其发热值达1200大卡/标立方米。煤气出口温度为450℃左右，煤气出口压力为2000Pa左右，这种压力，完全能满足从装置、经煤气管道、燃烧器、再到锅炉里雾化所需要的压力。煤焦油是煤气生产的付产品，是以气态形式出现，处理不好容易析出，堵塞管道。发生炉煤气是易燃易爆的气体燃料，煤气发生装置有可靠的水封和防暴装置。全部转化过程都是在煤气发生装置中完成的。 3、从水煤浆和发生炉煤气的生产过程可总结为： 1、）水煤浆生产的工序多、设备多、耗电量大、每吨水煤浆达1200KW、耗水量大、监测项目多，原料为优质烟煤，成本高，水煤浆中的水份、灰份、硫份，将给以后的使用带来很多麻烦，专业厂生产能形成规模，质量能保证，成本能有所降低。用户没有煤场，灰场还是有的，煤场转移到水煤浆加工厂了。 2、）发生炉煤气生产工序少、设备少、耗电量低、耗水量少、监测项目少，原料为中等烟煤或无烟煤，成本低，发生炉煤气属洁净气体燃料，将给以后的使用带来很多方便。发生炉煤气适合分散制作,用户只要有了煤气发生装置,按照使用说明书的要求，都可以生产出发生炉煤气，解决了煤气运输和储存问题。给使用带来的极大方便。但用户必须有煤场，和灰场，但其污染完全可以通过管理来解决。二、使用方面的比较（如在工业锅炉上的使用） 1、水煤浆从专业生产厂到用户，首先要解决装卸和运输问题。用户还必须有储浆罐、搅拌罐、过滤器、用水煤浆泵将其送到燃烧器雾化；由于水煤浆有30%的水，才能像油一样雾化。可是雾化后的燃烧就困难了。水煤浆雾化，还要有空气压缩机和空气罐；为了点火，还要有油泵和油箱；水煤浆燃烧需要风,还要有风机。这些条件具备后，水煤浆才能雾化；要使水煤浆及时着火燃烧，必须具备下列条件，否则水煤浆是不可能点燃的，首先将炉膛加热到一定温度，炉瞠水冷度要小点，在这种温度下，雾化的水煤浆，其水份能及时蒸发掉，也可以看作是水煤浆的二次雾化，随后，煤的颗粒开始继续升温，到挥发份析出、着火。煤粒的着火、燃烧、燃尽，整个过程都必须在煤粒悬浮的一瞬间完成，因此点火前将炉膛加热，当然，炉膛温度越高，点火越容易。这需要消耗一定的油量。待水煤浆正常雾化，再有合理的配风，就可以维持正常燃烧，当水煤浆正常着火燃烧，放出的热量就可以保持炉膛的温度，点火装置才可停止工作。由于水煤浆中有灰，锅炉设计时要防止结焦、积灰和磨损，应有吸灰器，机械除灰装置等。特别是雾化片的磨损，因其工作条件相当恶劣，磨损一定很严重，它又是雾化燃烧的关键；由于水煤浆中有硫和水，还要考虑二氧化硫的低温腐蚀和水的结露。特别是热水锅炉，因受热面表面温度低，更应该慎重。水煤浆烟气中水份含量一定很高。同时，水煤浆烟气中灰尘含量也很高，在这里，灰尘是一种干燥剂，将烟气中的水分吸收了。因此，烟气中水分含量将大幅度降低。水煤浆烟气中的灰，颗粒细小，容易被烟气携带，烟尘的原始排放高于层燃炉，因此，锅炉尾部必须有高效除尘器和脱硫装置。这无形中增大了引风机的功率。需要探讨的是： a、水煤浆中的水份达30%，锅炉效率怎么能达到85%以上。 b、辅助设备这么多，耗电又这么大，蒸气的成本是多少呢？ 2、发生炉煤气在煤气发生装置中生成后，其出口温度为400~500℃，压力在2000Pa左右，容量根据锅炉大小，布置相匹配的煤气发生装置，对4-35t/h容量的锅炉，实现了连续上煤、连续出渣、连续出煤气、锅炉可连续稳定的运行。燃烧器可用低热值多管燃烧器，发生炉煤气的自身压力，足以克服从发生炉煤气出口，经管道、燃烧器、再进入炉膛的阻力，发生炉煤气在燃烧器出口与空气均匀混合，因发生炉煤气的发热值低，点火可用轻柴油明火点燃，在炉膛里燃烧。不用担心在锅炉里结焦、积灰、磨损和二氧化硫的低温腐蚀。烟气的原始排放，达到了国家环保I类区要求。不需要锅炉尾部的除尘器和脱硫装置。以复合式管件的方式，解决了煤焦油造成管道和燃烧器的堵塞，保证了锅炉长期稳定运行。锅炉效率可85%以上。对2t/h以下容量的锅炉，煤气发生装置与锅炉为一体，实行人工操作，锅炉属间断运行，每次连续运行时间可达4~6小时，满足了用户要求，并大幅度降低运行费用。 3、从水煤浆和发生炉煤气在使用过程中可总结为： 1、）水煤浆需长途运输（北方地区在冬季运输也是一个难题），用户的辅助设备多，耗电量大、维修量大、运行费用大、水煤浆中的水、灰、硫给用户带来许多麻烦，烟气原始排放的烟尘和二氧化硫不达标，需要安装高效除尘器和脱硫装置，优点用户没有煤场，但水煤浆生产厂得有煤场，专业化生产可形成规模，保证质量，降低成本。 2、）发生炉煤气，不需运输，用户的辅助设备少、耗电量小、维修量少、运行费用少，但用户需要购买煤气发生装置。但其投资与水煤浆的除尘器，脱硫装置等相差无几，锅炉房面积也差不多，、缺点要有煤场，相对来讲，给用户带来许多方便和巨大的效益。三、发生炉煤气的应用和研究发生炉煤气在工业窑炉的应用已经很普遍了，早在二十世纪五十年代，我国就开始生产和使用。特别是在大力提倡节能、环保的今天，得到社会的共识，因它即环保又节能，能给用户带来很大效益。发生炉煤气在工业锅炉的应用，早在二十世纪五十年代，简易煤气锅炉就有环保节能的特点。这种燃烧方式是被认可的，按现在的标准看，锅炉并不完善，这是很正常的。以前研究也不深入。例如：燃烧效率能有多少？原始排放能达到什么水平？都不是很清楚。当时社会不提倡，也没有节能和环保意识。用户怕煤气有毒，操作容易爆燃，锅炉制作复杂，成本又高，因此没有得到推广。人们几乎把它忘记了。又很少有人去研究它。二十世纪九十年代末，有些城市环保部门，禁止1t/h以下的手烧煤炉在市区内使用，要求改烧油炉。用户还是听话的，拆掉煤炉换上油炉。油炉体积小，包装也漂亮，用户很喜欢。可是运行一段时间后才发现，烧油是在烧人民币，挣点钱大部份买油了，油炉被无情地抛弃了。环保部门又推荐型煤锅炉，环保问题解决了，可是锅炉出力不足。特别是满足不了生产用气的需要，用户意见很大。因接触的用户较多，印象很深刻。根据我国以煤碳为主要燃料的国情，认为研究发生炉煤气锅炉是一个方向，经过几年的研究终于成功了。在小型发生炉煤气锅炉研制成功后，才对发生炉煤气锅炉有一个重新的认识，从环保角度看，烟气原始排放达到了国家现行标准I类区的要求，从节能角度看，锅炉热效达85%以上，与老式手烧煤炉相比，热效率能提高25百分点以上，节煤达40%以上，运行费用低廉。感到出乎意料。同时发表了《发生炉煤气锅炉将成为工业锅炉理想的更新换代产品》和《推广发生炉煤气锅炉势在必行》二篇学术论文。并获得了《立式环保煤气锅炉》专利，专利号：ZL02274849.0。这种产品适用于2t/h以下的锅炉，现已转化成功并批量生产，随后又获得了《组合式环保煤气锅炉》专利，专利号：ZL03284427.1适用于4-35t/h工业锅炉，该专利已完成中试、工业试验、达到了予期效果。随后完成了样机设计、样机制作。接下来要进行安装、调试和测试，实践是检验优劣的标准，其结果指日可待。以上是水煤浆和发生炉煤气在生产和使用方面的比较，并介绍了发生炉煤气锅炉的历史和研发情况，以便交流。这仅是我个人的学术观点，有错误之处，请批评指正。附水煤浆和发生炉煤气的生产和使用情况对照图表，注：有关水煤浆技术条件及其生产和应用，引用国家水煤浆工程技术研究中心出版的《水煤浆技术推广应用经验交流会论文集》。辽宁王仕国

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