《中国重型装备》 ＣＨＩＮＡ ＨＥＡＶＹ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ Ｎｏ．３ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０１４ 煤转气技术在沥青搅拌设备上的应用 刘 波李自光 （长沙理工大学，湖南４１０００４） 摘要：介绍了煤转气发生装置的工作原理及煤转气搅拌设备的结构和工艺流程。在实际应用中与传统的 搅拌设备对比，煤转气搅拌设备具有突出的节能效益与环保优势，为今后煤转气技术的发展提供了参考。 关键词：煤转气；搅拌设备；应用 中图分类号：ＴＱ５４ 文献标志码：Ａ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｔｏ Ｐｉｔｃｈ Ｍｉｘｅｒ Ｌｉｕ Ｂｏ，Ｌｉ Ｚｉｇｕａｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｃｏａｌ ｇａｓｉｉｃａｔｉｆｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ａｎｄ ｍｉｘｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｌｏｗ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅ－ ｓｃｒｉｂｅｄ．Ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍｉｘｅｒ，ｃｏａｌ ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｉｘｅｒ ｗａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒｏｍｉ— ｎｅｎｔ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｂｅｎｅｆｉｔ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｄｖａｎｔａｇｅ，ｗｈｉｃｈ ｏｆｆｅｒｅｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｃｏａｌ ｇａｓｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈ— ｎｉｑｕｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌ ｇａｓｉｉｃａｔｉｆｏｎ；ｍｉｘｅｒ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｎ ｍ ９ ８ 目前用于我国公路建设的沥青混合料搅拌设 ２所不。 备加热骨料的燃料主要是重油、煤粉。但是在重 油和煤粉燃烧的过程中存在很多问题，不利于生 产和环保。新开发的煤转气技术运用在沥青搅拌 灰渣层是提供氧化层所需的物质，为氧化层 反应奠定基础，其作用有两点：第一是保证出渣装 置安全运转，第二是使空气与煤气冷热交换；氧化 层为煤气化过程主要发生区域之一，其主要目的 是将从灰渣上来的氧与碳发生反应产生二氧化碳 设备上，将煤炭转化为清洁无污染的气体加热骨 料，既降低了生产成本，又符合我国当前节能减排 的要求 １煤转气技术及发生装置 煤转气过程也叫煤炭气化，是一种加热过程。 从而放出大量的热量；还原层的主要作用是将二 氧化碳与水蒸气还原成ＣＯ、Ｈ，等可燃气体；还原 层生成的可燃气体在干馏层热量下降，被干馏出 来，经过干燥层干燥的气体就是煤气了。产生的 具体是指在特定的设备内对煤加热加压，让煤中 有机质与气化剂发生一系列复杂的物理、化学反 煤气经过除尘设备被送到燃烧器，通过电子打火 坞Ｈ 应，将固体煤转化为ＣＯ、Ｈ 、甲烷等气态产物。 燃烧是煤与气化剂之问的主要化学反应。由于反 应过程需要较高的温度，并且保持连续、快速进 行，一般是采用煤中的碳与气化剂中的氧发生燃 烧反应，为气化过程提供充足的热量。 安装在搅拌设备上的单段式煤气发生装置采 用的是水煤气。水煤气的生产过程是将煤从炉顶 放人，在下落的过程中在高温作用下发生化学反 应，产生煤气。图１是单段式煤气发生装置装配 结构图。 １一灰盘传动机构２一涡轮机构３一灰盘 ４一炉底水封５一风帽６一水套７一炉门 ８一液位计９一蒸汽包１０一打钎孔 １ ｌ一上料架１２一钟罩１３一卷扬机１４一放散阀 １５一除尘装置１６一蒸汽阀１７一风量调节阀 １８一炉底风机１９一煤气截止阀 ２０一燃烧器２１～风量调节阀２２一燃烧器风机 图１ 单段式煤气发生装置装配结构图 收稿日期：２０１３—１１—０４ Ｆｉｇｕｒｅ １ Ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｓｅｃｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ｃｏａｌ ｇａｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ 根据煤气发生装置发生化学反应的特点，将 装置内部从下到上分为６层，分别为灰渣层、氧化 层、还原层、干馏层、干燥层、空层。料层分区如图 作者简介：刘波（１９８８一），男，在读研究生，研究方向为工程机械 产品优化，现代筑养路机械设计。 ２３ Ｎｏ．３ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０１４ 《中国重型装备》 ＣＨＩＮＡ ＨＥＡＶＹ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ ３基于煤转气技术的搅拌设备工程实际应用 燥层 湖南某机械公司对沥青搅拌设备进行了煤转 气改造，所生产的ＭＱＢＨ－４０型搅拌设备是我国首 台煤转气强制间歇式沥青混合料搅拌设备。其烘 干加热系统采用的是节能环保的煤转气加热技 术，打破了传统的燃料加热方式，利用煤转气技术 将煤转化为气体燃料进行燃烧，从根本上解决了 煤炭燃烧污染大，使用成本高的问题。根据该设 备在公路养护系统实际生产晴况，１台拌合设备生 产沥青混合料约为１．６万Ⅱ屯／年，四种燃料类型的 图２煤气发生装置料层分区示意图 Ｆｉｇｕｒｅ ２ Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｇａｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ 拌合设备年能耗总量对比见表１，四种设备生产１ 吨沥青混合料所需要的成本与效果对比见表２。 从表１得出，沥青搅拌设备使用煤转气的节 能效益巨大。通过表２得出，使用煤转气作为燃 料具有耗能低、节能环保、燃烧效率高等特点。所 以该技术在沥青搅拌设备上的运用是可行的，符 合我国“资源节约型，环境友好型”可持续发展的 特点。 ４结论 ｍａｔｅｒｉａｌ ｌａｙｅｒ ｚｏｎｉｎｇ 点燃对骨料进行加热、烘干。在此过程中释放的 大量热量也为保持炉体的温度提供热源，而且在 转化为气的过程中，煤中的硫、粉尘得到了脱除， 在排放尾气过程中，污染物得到了有效控制。 ２煤转气沥青搅拌设备的结构与工艺流程 ２．１ 煤转气搅拌设备的主要结构 煤转气搅拌设备主要由冷集料机、煤气发生 装置、除尘系统、燃烧系统、干燥搅拌系统、沥青保 温罐、电控系统、热料提升装置组成。 煤转气技术运用在沥青混合料搅拌设备上改 变了以往燃烧重油或煤粉的燃烧不充分、使用成 ２．２煤转气搅拌设备的工艺流程 煤转气沥青搅拌设备的工作流程如下：首先， 本大、能耗高、燃烧效率低、环境污染大等缺点。 通过煤气化技术，使煤的利用率显著提高，节约了 资源，保护了环境，优势明显，具有长远的社会效 益和经济效益。 表１ 四类燃料设备年能耗值 Ｔａｂｌｅ １ Ａｎｎｕａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｕｒ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｆｕｅｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ 将煤炭放入炉体内，点火，使炉体内发生化学反 应，产生煤气。将不同级配的冷骨料放入冷骨料 仓，通过皮带输送机构送入提升机构。提升机构 把冷骨料放到烘干滚筒里面，煤气除尘后通过燃 烧器燃烧加热冷骨料。烘干滚筒正反转，当加热 燃料 能耗总量 总量／ｔ 当量煤／ｔ 总量／ｋＷｈ 量煤量／ｔ 当量煤 ／ｔ ６３０．２ １ Ｏ５１．９ 到符合沥青搅拌的温度的时候，加入沥青与矿粉 在搅拌缸里面搅拌。在搅拌均匀后成品料被放到 二次提升机构里，再被提升到成品料储料仓。整 个工艺流程全部由电控系统控制，实现一次成型 成品料。 类型 燃料消耗 折算成 电消耗 折算成当 总能耗量 重油 柴油 煤 １１３ ９９．４ ２４５．２ ５６２．８ ９９７．７ ５７ ９４０ ５７ ４３０ ６７．４ ５４．２ 煤转气 １９３．８ ｌ９３．８ ２５４．２ ５９ ６６０ ６２ ７４０ ５６．１ ５９．３ ２４９．９ ３ｌ３．５ 表２ 四种燃料设备生产成本与效果对比 Ｔａｂｌｅ ２ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｏｆ ｆｏｕｒ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｆｕｅｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ 煤转气成套设备 燃料燃烧充分性 烟气粉尘污染程度 混凝土质量 每吨混合料消耗燃料／ｋｇ 每公斤燃料价格／元 每吨混合料消耗成本／元 同 低 达到国家标准 ８～ｌ０ ０．８ ６．４～ｌＯ 燃煤粉成套设备 低 严重 沥青被酸化，未达到国家标准 １３～ｌ７ ０．８ １０．４～ｌ３．６ 燃重油成套设备 燃柴油成套设备 一般 严重 达到国家标准 ７．５～９．５ ４．３ ３２．３～４０．９ 商 低 达到国家标准 ６．５～８．５ ７．２ ４６．８—６１．２ （下转第２７页） ２４