煤炭性质对气化的影响：5、硫分含量对气化的影响.
第三章煤炭性质对气化的影响
化工艺》
3-1 煤种对气化的影响
气化用煤的种类对气化过程有很大的影 响，煤种不仅影响气化产品的产率与质 量，而且关系到气化的生产操作条件。 所以，在选择气化用原料的种类时，必 须结合气化方式和气化炉的结构进行考 虑，也要充分利用资源，合理选用原料 。
化工艺》
3-1 煤种对气化的影响
焦油组成和产率的影响
焦油产率与煤种性质有关：一般 地说，变质程度较深的气煤和长焰煤 比变质程度浅的褐煤焦油产率大，而 变质程度更深的烟煤和无烟煤．其焦 油产率却更低。
化工艺》
3-2 煤质对气化的影响
水分对气化的影响 灰分对气化的影响 挥发分对气化的影响 硫分对气化的影响 粒度对气化的影响 灰熔点及结渣性对气化的影响 其他性质对气化的影响
结论：气化用燃料中硫含量应是越低越好
化工艺》
3-2 煤质对气化的影响
五、粒度对气化的影响
为了控制煤的带出量，气化炉实际生产能力有一个 上限，对移动床加压气化而言，粉煤带出量不应超过入 炉煤总量的1%，为限制2mm的煤粒不被带出，炉内上 部空间煤气的实际速度最大为0.9～0.95m／s。
气化炉内某一粒径的颗粒被带出气化炉的条件是 ：气化炉内上部空间气体的实际气流速度大于颗粒 的沉降速度。气化炉上部空间的气流速度用下式计 算：
对发 热值 和组 成的 影响
对煤 气产 率的 影响
一般来说，煤中挥发分越高，转变为 焦油的有机物就越多，煤气的产率下 降。 此外，随着煤中挥发分的增加，粗煤
气中的二氧化碳是增加的，这样在脱 除二氧化碳后的净煤气产率下降得更 快
化工艺》 三、不同 煤种对气化的影响
对消 耗指 标的 影响
不同煤 种消耗 指标的 规律
浙江大学——煤的元素分析及其意义
煤的元素分析及其意义煤炭中所含元素较多，但是主要是由有机质所组成，主要含有氮、硫、氧、氢以及碳五大类，碳、氧、氢占据了9 5 %以上，氮的含量约占1%~2%，硫的含量约占0.1%~10%。
煤炭中的碳是主要元素，主要是以六碳环形式存在，而少量的碳且是以碳酸盐及二氧化碳的形式存在，相比之下碳含量要高过任何元素。
氢和氧主要以结晶水形式存在于煤炭之中。
氮是煤炭之中唯一全部按照有机状态形式存在的元素，在煤结构中主要以氮杂环的形态存在，主要来自于成煤植物中的蛋白质，不同的原始成煤物质生成的煤其氮含量不同，腐泥煤中的氮含量往往比相同变质程度的腐植煤高，这是因为藻类等低等植物含氮量比高等植物高。
硫的含量随着煤炭沉积条件不同发生改变，煤炭中含硫量总趋势属于海陆交替相沉积煤，含硫量相对比较高。
煤炭中硫分按照有机硫、无机硫以及少量的元素硫的形式存在。
煤炭中的无机硫可以划分成硫铁矿硫和少量的硫酸盐硫两种，有机硫可以划分成脂肪硫和芳香硫两种。
当煤炭变质程度（又称碳化程度）不断加深，煤炭中的碳含量也就会随之而增高，例如褐煤中的含碳量(C daf)达到了70 %～8 0 %，无烟煤炭中含碳量达到了9 0 %～98 %，煤炭中的氢含量会随之降低，如褐煤的氢含量(H daf)为5％～6％，而无烟煤中氢的含量却只有1％～3％。
因此元素分析是煤炭科学分类重要的指标之一。
元素分析还能够用作核对、计算和煤炭中其他的特征密切相关的指标，比如煤炭发热量、水分等，通过元素分析能够估计与预测煤炭中的苯抽出物与低温干馏产物等。
而且对于工业而言，将煤炭作为燃料进行热工计算时，还要将煤炭元素作为计算基础，从而计算出燃烧产物和热平衡，比如计算燃烧中的烟气量。
气化工业之中，还要依据元素分析计算出煤炭气化之时物料平衡。
不同的元素组分不但能够体现出煤炭变质程度，还能够体现出煤炭具备的不同性质，比如氧含量高、碳含量低的煤，粘结性比较差，而且发热量也比较低。
例如含碳量较高而含氢量较低的煤炭，必定具备较深的变质程度。
第二章 煤气化原理
一、煤种对气化影响
煤是由植物残骸经过复杂的生物化学作用和物理化学作 用转变而成的。这个转变过程叫做植物的成煤过程。煤 的形成需二亿年，可用煤化度来表示煤的化学成熟程度。
煤气化生产技术
二、气化用煤分类
第一类，气化时不黏结也不产生焦油，代表性原料有无 烟煤、焦炭、半焦、贫煤； 第二类，气化时黏结并产生焦油，代表性原料有弱黏结
碳的燃烧热为34069.6kJ/kg
煤气化生产技术
三、煤气平衡组成的计算
2.以水蒸气为气化剂 （1）碳与水蒸气反应的化学平衡
反应生成的CO、CO2和H2能继续与碳或水蒸气反应
煤气化生产技术
三、煤气平衡组成的计算
上述反应中有吸热反应，也有放热反应。反应（2-2）、 （2-4）、（2-5）、（2-9）的平衡常数分别表示为：
煤气化生产技术
第二章 煤气化原理
煤气化主要包括以下四个过程： 1．煤的干燥 2．煤的干馏 3．煤的热解
4．氧化和还原反应
煤气化生产技术
第一节 煤气化方法
1
气化技术
2
地面气化技术的分类
煤气化生产技术
一、气化技术
1.地面气化 将煤从地下挖掘出来后再经过各种气化技术获得、煤气 的方法称地面气化。 2.地下气化
三、煤气平衡组成的计算
根据方程(a)、(b)解得CO、H2的组成分别为：
又已知
由式（2-34）可得
煤气化生产技术
第三节 煤的性质对气化的影响
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
煤气化生产技术
煤种对气化影响 气化用煤分类 不同煤种对气化的影响 水分含量对气化的影响 灰分含量对气化的影响 挥发分对气化的影响 硫分对气化的影响 粒度对气化的影响 燃料的灰熔点和成渣性对气化的影响 煤其他性质对气化的影响
煤制气(技能)
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《煤炭气化工艺》
二、煤炭气化方法
二、 地面气化技术分类
入炉的煤块粒度
粉煤炭气化 块煤炭气化
其
他
分
类
移动床气化
燃料在炉内状况
沸腾床气化 气流床气化
熔融床气化
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《煤炭气化工艺》
二、煤炭气化方法
三、 工业煤气分类
定义：以空气为气化剂生成的煤气。
空气煤气
主要成分： N2，CO，CO2，H2。 特点：热值低，主要作为化学工业原料，煤气发动机燃料等。
定义：以空气和适量水蒸气为气化剂生成的煤气。
工 业
混合煤气
主要成分： N2，CO，H2，CO2。 特点：工业上一般用作燃料。
煤
定义：以水蒸气为气化剂生成的煤气。
气
水煤气
主要成分： H2，CO，CO2，N2。 特点：H2和CO含量达85％以上，一般用作化工原料
半水煤气
定义：以水蒸气加适量的空气或富氧空气为气化剂生成的煤气 主要成分： H2，CO，N2，CO2。
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《煤炭气化工艺》
四、气化用煤-煤质对气化的影响
六、 燃料的灰熔点和结渣性对气化的影响
煤炭气化时的灰熔点有两方面的含义，一是气化炉正常操作时， 不致使灰熔融而影响正常生产的最高温度，另一个是采用液态排渣的气 化炉所必须超过的最低温度。灰熔点越高，灰分越难结渣，相反，则灰 熔点越低，灰分越易结渣。
当煤气用做燃料时，要求甲烷含量高、热值大，选用挥发分较 高的煤做原料；当煤气用做工业生产的合成气时，一般要求使用低挥 发分、低硫的无烟煤、半焦或焦炭，因为变质程度浅(年轻)的煤种， 生产的煤气中焦油产率高，容易堵塞管道和阀门，给焦油分离带来一 定的困难，同时也增加含氰废水的处理量。
原料煤对固定床气化的影响
原料煤对固定床气化的影响原料煤的性质对气化过程影响很大。
固定床气化对煤的选择尤为严格。
1．水分煤中水分含量随煤的碳化度而异。
无烟煤和烟煤含水多在5％以下。
次烟煤和褐煤含水约10％～30％。
煤中水分和挥发分含量有关，随挥发分降低而降低。
气化用煤含水量越低越好，一般要求不超过8％。
煤中水分高，会增加气化过程的热损失，降低煤气产率和气化效率，使消耗定额增加。
有资料认为：若灰分含量不超过10％，则允许水分含量达到35％。
但必须有足够高的燃料层，使原料在进入气化区时得到充分预热。
2．挥发分固定床气化制合成气时挥发分含量以不超过6％为宜。
因为挥发分经干馏后进入煤气，焦油和其他烃类凝结后易堵塞管道，处理相当困难。
而其中的甲烷等不凝性气体会增加压缩工序的功耗。
3．化学活性化学活性是指煤与气化剂中氧、蒸汽、二氧化碳及氢的反应能力。
化学活性高有利于气化过程，可以提高气体质量和增加气化能力。
由于可以降低气化温度而降低氧耗，在回收吹风气时可以提高气化效率。
煤的化学活性对不同的气化剂有一致的趋向。
通常以二氧化碳还原系数DCO2 表示。
4．灰分及灰熔点灰分的组成多为钙、镁、铁的碳酸盐，钾、镁等的硅铝酸盐，钙、镁、铝、钠、钾等的硅酸盐、硫酸盐及硫化物、钠盐及氧化亚铁等。
气化用煤灰分越低越好，一般控制在16％以下。
煤灰的化学组分和灰熔点密切相关。
常用下式估算灰熔点：T1=19Al2O3+15(SIO2+Fe2O3)+10(CaO+MgO)+6(Fe2O3+Na20+K2O)分子式表示灰分的百分含量去掉百分号。
一般要求灰熔点T2在1250℃以上。
在生产中常用通人过量蒸汽的方法防止灰分烧结。
5．固定碳是气化燃料的有效成分。
一般要求固定碳在60％以上。
6．硫分煤中的硫分为有机硫、单质硫、硫化物和硫酸盐四种形态。
气化时硫变成硫化氢和有机硫存在于煤气中，对设备会产生腐蚀。
作为合成气硫化物会引起后工序触媒中毒。
所以要求煤中硫越低越好。
7．热稳定性热稳定性是指在高温下燃料保持原来粒度大小的性质，对气化工艺影响很大。
煤质对气化的影响PPT33页
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
煤质对气化的影响
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
煤炭气化原理
煤炭气化原理煤炭气化是一种将固体煤转化为可燃气体的过程。
在这个过程中，煤被加热到高温，然后与水蒸气或氧气反应，产生可燃性气体。
这些气体可以被用作能源或化学原料。
一、煤的组成及其影响1. 煤的组成煤是一种有机物质，由碳、氢、氧、硫和少量的杂质组成。
它的主要成分是碳，占据了其总质量的50%到90%。
其他元素的含量相对较低。
2. 煤的影响由于不同类型和等级的煤具有不同的组成和结构，因此它们对于气化过程会产生不同的影响。
高灰分和挥发分含量较低的煤通常比较难以气化。
另外，硫和灰分等杂质也会降低气化效率并增加环境污染。
二、煤的预处理为了提高气化效率并减少环境污染，需要对原始煤进行预处理。
1. 破碎首先需要将原始煤进行粉碎，以便于后续的处理。
煤可以通过机械破碎或化学方法进行分解。
2. 脱水接下来需要将煤中的水分去除，以便于气化过程。
这可以通过加热和压缩等方法实现。
3. 脱硫由于硫会降低气化效率并产生环境污染，因此需要对煤进行脱硫处理。
这可以通过物理或化学方法实现。
三、气化过程在预处理完成后，原始煤被送入气化反应器中进行气化反应。
在这个过程中，煤被加热到高温并与水蒸气或氧气反应，产生可燃性气体。
1. 煤的加热首先需要将煤加热到高温。
这可以通过外部加热或内部反应器加热来实现。
2. 氧化反应如果使用的是氧气作为反应剂，则会发生完全氧化反应：C + O2 → CO2H2 + 1/2O2 → H2OS + O2 → SO23. 水蒸汽反应如果使用的是水蒸汽作为反应剂，则会发生部分氧化和还原反应：C + H2O → CO + H2C + 2H2O → CO2 + 2H2S + H2O → H2S + 1/2O24. 反应产物的处理在反应结束后，需要对产生的气体进行处理。
这可以通过冷却、净化和压缩等方法实现。
四、气化产物的用途气化产物可以被用作能源或化学原料。
1. 能源气化产物可以被用作燃料，例如燃气发电和城市燃气供应。
2. 化学原料气化产物中的一些成分可以被用于生产化学品，例如合成氨、合成甲醇和合成油等。
煤质对气化工艺的影响
SiO2/AL2O3对操作窗口的影响
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硅铝比：2.3 硅铝比：2.0 硅铝比：1.2
Fe2O3对排渣（Tliq）的影响
灰中Fe2O3在强还原性气氛中会发生1气42-液530 相反 应被H2、CO还原成纯铁析出，降低灰中Fe2O3含 量，升高Tliq，导致渣流动性不稳定。
根据运行经验：入炉煤灰中Fe2O3含量小于12%， 对渣流动性影响较小，尚不会影响气化炉稳定运行。
CaO对操作窗口的影响
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随着CaO含量 的升高，操 作窗口变窄
Shell气化入炉粉煤质量标准
序号
项目
1 灰中SiO2/Al2O3比
2
灰中Fe2O3含量
3
灰熔点FT
4
全水分Mt
5
灰分Aad
6
硫8
氯Cl+氟F
9
挥发分Vdaf
单位
-
%(m/m) ℃
%(m/m) %(m/m) %(m/m)
%(m/m) %(m/m)
合格范围
1.7-2.7
≤11242-530 1350-1450
混配煤的可磨指数可以按混配比例加权计算出来。运行经验表明， 可磨指数不同的原料煤混配后可以将可磨指数调整到40-170，满足中速 磨煤机稳定运行的工艺要求。
粒度
粒度对煤粉反应活性的影响
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SHELL煤气化采用高温气化，气体在炉内
停留时间较短，所以气固之间的扩散反应是
控制碳转化率的重要因素，因而对煤粉的粒
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三、煤质对气化的影响
固定碳对气化的影响 硫分对气化的影响 粒度对气化的影响 反应性对气化的影响 黏结性对气化的影响 机械强度和热稳定性对气化的影响
单击此处编辑母版标题样式 第三节 原料煤对气化工艺的影响
三、煤质对气化的影响
1、煤在Байду номын сангаас化时，其中80％～85％的硫以H2S和 CS2的形式进入煤气当中。 硫分对气 化的影响
2、煤气用于燃料时，燃烧后大量的SO2会排入 大气，污染环境 3、用做合成原料气时，使得合成催化剂中毒，
结论：气化用燃料中硫含量应是越低越好