粉煤加壓氣化工藝對(duì)煤質(zhì)的要求

1、粉煤加壓氣化工藝對(duì)煤質(zhì)的要求摘要：我國(guó)粉煤漿氣化工藝技術(shù)的運(yùn)行，應(yīng)用粉煤漿氣化爐，使粉煤漿加壓氣 化，得到合成氣，對(duì)其進(jìn)行加工處理，可以制備甲醇等產(chǎn)物，滿足煤化工生產(chǎn)的 技術(shù)要求，文章對(duì)粉煤加壓氣化工藝對(duì)煤質(zhì)的要求進(jìn)行了研究分析，以供參考。 關(guān)鍵詞：粉煤加壓；氣化工藝；煤質(zhì)1刖言煤氣化技術(shù)在煤化工產(chǎn)品的工業(yè)化發(fā)展過(guò)程中起著非常重要的作用，其作為 內(nèi)化工業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)，受到化工行業(yè)業(yè)內(nèi)的普遍重視，其技術(shù)也受到國(guó)內(nèi)外的關(guān) 注與研究開(kāi)發(fā)。近年來(lái)我國(guó)也推出了多種煤氣化技術(shù)，這些技術(shù)在工業(yè)中也得到 了很好的應(yīng)用。煤化工氣的主要原理就是把煤轉(zhuǎn)換成合成氣，這樣有利于化工生 產(chǎn)。煤化工氣化工藝的工藝主要是準(zhǔn)備煤

2、料、氣化、炭黑水和粗煤氣處理三種工 序，最終得到的是有一定含量的水蒸氣合成氣。2粉煤漿加壓氣化工藝技術(shù)的特點(diǎn)粉煤漿加壓氣化工藝，具有許多的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)煤質(zhì)的要求不高，能夠適應(yīng)的原 煤產(chǎn)品比較多，有利于尋找化工生產(chǎn)的粉煤漿原料，更好地使其氣化，滿足煤化 工生產(chǎn)的需求。粉煤漿氣化裝置能夠滿足合成氨，甲醇合成等工藝技術(shù)的要求， 能夠保值連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。氣化系統(tǒng)的熱利用，可以采用廢熱鍋爐和水激冷 器的方式，進(jìn)行熱能的變換，必須要額外的裝置和設(shè)備。粉煤漿加壓氣化工藝技術(shù)措施屬于清潔的技術(shù)措施，能夠降低尾氣的排放， 避免造成環(huán)境污染。缺點(diǎn)和不足是氣化率需要的煤必須是低灰的燃煤，否則需要 加助熔劑。碳的轉(zhuǎn)化

3、率比較低，有效成分低，有效氣體的消耗量大。氣化爐的耐 火磚使用壽命短，工藝噴嘴需要及時(shí)進(jìn)行維修或者更換，給粉煤漿氣化工藝技術(shù) 措施的實(shí)施，帶來(lái)嚴(yán)重的危害。在粉煤漿加壓氣化工藝技術(shù)實(shí)施過(guò)程中，優(yōu)選合 適的耐火材料作為氣化爐的耐火磚，延長(zhǎng)氣化爐的使用壽命，優(yōu)選合適的低灰的 煤作為粉煤漿的原材料，保證達(dá)到預(yù)期的氣化效果。3煤質(zhì)影響氣化的主要因素3.1水分煤中的水分包括外水和內(nèi)水。附著在煤顆粒外表面和較大毛細(xì)孔內(nèi)的水是外 水，比較容易除去，吸附在煤顆粒中較小的毛細(xì)孔內(nèi)的水分是內(nèi)水，在室溫條件 下比較難以除去。如果原料煤的外水含量過(guò)高，循環(huán)氣濕度易超標(biāo)，在袋式過(guò)濾 器和循環(huán)管線中容易發(fā)生部分水冷凝，造成

4、堵塞和腐蝕；并且增加磨煤系統(tǒng)的動(dòng) 力和燃料消耗，降低了系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。因?yàn)樵谀ッ焊稍镞^(guò)程中，為了維持循環(huán) 惰性氣體的濕度，以防發(fā)生冷凝，有20%左右的放空量，將煤中揮發(fā)出的水分帶 出循環(huán)系統(tǒng)，以達(dá)到干燥粉煤的目的。當(dāng)煤的水分增加時(shí)，必須增加循環(huán)氣體的 放空量，這樣由放空氣帶出的熱量損失增加（放空氣溫度100110C）。同時(shí)為了 維持磨煤和干燥系統(tǒng)的溫度必須增加熱風(fēng)爐的燃料氣量，循環(huán)風(fēng)機(jī)的循環(huán)風(fēng)量也 必須增加，增加了電耗。煤的內(nèi)水含量越低越好。因?yàn)閮?nèi)水含量較高時(shí)，造成入 爐水分增加，將消耗較多的熱量，使氧耗和煤耗增加，合成氣有效成分下降。3.2灰分3.2.1氧耗和煤耗增加在生產(chǎn)過(guò)程中，灰分是以液

5、態(tài)順利排出爐外的，灰分越高，熔化灰渣所消耗 的熱量越多，就需要更多的碳和氧發(fā)生燃燒反應(yīng)放出更多熱量，以維持氣化爐的 熱量平衡，勢(shì)必增加氧耗和煤耗，同時(shí)合成氣的有效成分下降。資料研究表明，在同樣的氣化條件下，灰分每增加1%,氧耗增加0.7%0.8%，而煤耗增加1.3%1.5%，煤的發(fā)熱量降低370kJ/kg。3.2.2設(shè)備管道和閥門(mén)磨損增加灰分的增加還會(huì)使渣水系統(tǒng)黑水和灰水的固含量增加，使設(shè)備管道和閥門(mén)磨 損增加，系統(tǒng)的故障率上升，同時(shí)加劇了設(shè)備管道的結(jié)垢堵塞。如：氣化爐和洗 滌塔黑水管線，渣鎖斗循環(huán)泵及其進(jìn)出口管線等，常常因?yàn)槟p泄漏而停車(chē)。停 車(chē)清理垢片和堵塞的次數(shù)明顯增加，降低了系統(tǒng)的開(kāi)工

6、率。3.3煤的物化性3.3.1發(fā)熱值發(fā)熱值是評(píng)價(jià)煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一。它與煤的成因、煤化程度、煤巖組成、 煤中的礦物質(zhì)、水分含量及其風(fēng)化程度有關(guān)。熱值越高，單位煤產(chǎn)生的有效氣體 量越大，煤耗越低，因此應(yīng)盡量選用高熱值煤。3.3.2煤的化學(xué)活性煤的化學(xué)活性是影響氣化的重要指標(biāo)，煤的化學(xué)活性主要和煤的變質(zhì)程度、 灰分組成、粒度、孔隙率、比表面積等有關(guān)。一般情況下，隨著煤化程度的加深 活性降低。其次，煤中的礦物質(zhì)的含量和組成也影響煤的活性，礦物質(zhì)含量越高， 碳含量越低，活性越低。3.4灰熔點(diǎn)粉煤氣化爐是液態(tài)排渣，由于采用先進(jìn)的水冷壁，氣化溫度可操作范圍較寬， 可在14001700C之間，操作溫度一般高

7、于灰熔點(diǎn)50100C。如果采用灰熔點(diǎn) 較高的煤，將會(huì)產(chǎn)生以下不利的影響：為了實(shí)現(xiàn)氣化爐的順利排渣，勢(shì)必需要 提高操作溫度，將造成氧耗和煤耗增加，合成氣中的CO2含量增加，有效成分下 降。操作溫度提高后，水冷壁的蒸汽產(chǎn)量增加，使氣化爐熱損失增加。同時(shí)激 冷室的熱負(fù)荷增強(qiáng)，液位波動(dòng)劇烈，易造成后工段不穩(wěn)定。所以，選用灰熔點(diǎn)低 于1400C的煤種較合適。3.5煤的灰渣的粘溫特性灰渣的粘溫特性是指熔融灰渣的粘度與溫度的關(guān)系。粘度是衡量流體流動(dòng)性 能的重要指標(biāo)，灰渣粘度的高低決定氣化爐能否順利排渣，這就要求煤的灰分在 氣化爐的操作溫度下有一個(gè)合適的粘度指標(biāo)，既要保證熔融的灰渣有一定的流動(dòng) 性，避免排渣不

8、暢導(dǎo)致渣口堵塞，又要求粘度不能過(guò)低，流動(dòng)性太強(qiáng)，導(dǎo)致水冷 壁向火面的渣層過(guò)薄，熱損失增加；同時(shí)也加劇了粗合成氣對(duì)水冷壁的沖刷，使 水冷壁的壽命縮短。粉煤加壓氣化工藝要求氣化溫度下灰渣的粘度在2540Pas 之間。4我國(guó)粉煤漿氣化工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨著粉煤漿氣化工藝的不斷完善，解決粉煤漿加壓氣化的問(wèn)題，提高合成氣 的品質(zhì)，滿足各種煤化工生產(chǎn)的需要。德士古煤化工氣化工藝技術(shù)措施，是先進(jìn) 的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)措施之一，具有廣闊的發(fā)展前景。粉煤漿氣化工藝技術(shù)向著潔凈 化、高效率的方向發(fā)展，不斷降低生產(chǎn)過(guò)程中的各種能量消耗，降低粉煤漿氣化 生產(chǎn)的成本，提高煤化工企業(yè)生產(chǎn)的效率。不斷完善粉煤漿氣化工藝，研制和改

9、 造生產(chǎn)設(shè)備，降低對(duì)環(huán)境造成的污染。改變以往的將煤種變?yōu)樗樾碱w粒，然后制 備粉煤漿的方式，開(kāi)發(fā)制漿設(shè)備，將煤的研磨過(guò)程精細(xì)化，降低粉煤漿生產(chǎn)的成 本，提高制漿的效率。不斷研究和開(kāi)發(fā)高效、低能耗的制漿設(shè)備，降低制漿過(guò)程 中的電能消耗。國(guó)家的粉煤漿研究中心自主研發(fā)了選擇性粗磨和超細(xì)磨結(jié)合起來(lái) 的制備粉煤漿的方式，達(dá)到降低了制漿成本，提高了粉煤漿氣化的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)語(yǔ)從技術(shù)角度來(lái)講，粉煤加壓氣化技術(shù)可以適合多種煤質(zhì)，但是從裝置的可操 作性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)說(shuō)，對(duì)煤質(zhì)有以下要求：內(nèi)水不能大于8%，外水越低越好?；?分應(yīng)在12%20%之間，灰熔點(diǎn)最好在1300C以下，可磨性在65以上，1400C 時(shí)灰渣粘度在2540Pas之間，反應(yīng)活性較好，熱穩(wěn)定性較差，煤的硫含量、氯 含量越低越好。參考文獻(xiàn)張蕾.論煤的適應(yīng)性對(duì)水