粉煤组分对气化运行的影响
灰分在煤气化过程中的影响及解决方案
248研究与探索Research and Exploration ·理论研究与实践中国设备工程 2020.05 (下)1 水煤浆气化装置简介中海石油华鹤煤化有限公司气化装置采用水煤浆加压气化技术，包括制浆、气化、渣水处理三个工序。
通过多年的生产研究，技术相对纯熟，不断完善工艺流程中的细节，节约成本，提高生产质量，煤气化产业未来的发展仍有很大空间。
2 灰分和灰熔点的概念2.1 灰分的来源及组成灰分是无机物，产生于煅烧的残留物或烘干的剩余物，煤气化生产过程中的灰分，是指煤样完全燃烧后剩下的残渣。
灰分主要来自煤中的矿物质。
煤中的无机矿物质经高温灼烧后，均变为金属和非金属的氧化物及盐类。
2.2 灰熔点煤灰熔融性是指煤灰在高温下达到熔融状态时的温度。
煤灰是一种多组分的混合物，没有一个固定的熔点，可以测量一个所有组分熔融的温度范围，这个温度范围就是灰熔点。
煤样在加热中，随着温度的升高，从局部熔融到全部熔融，会伴随产生一定的特征物理状态，分别为变形、软化、半球和流动。
通常用灰锥加热法测定这四个特征物理状态对应的温度来表征灰熔点。
3 灰分对气化运行的影响3.1 热量损失根据气化炉热量衡算结果（表1）可知：每吨煤，灰渣（包括残炭和灰分）带出热量为180.01MJ，是水煤气带出热量的1/20。
这部分热量损失虽不可避免，但是，可以通过减小灰分含量控制热量损失，以保证系统积累更多的热能，灰分在煤气化过程中的影响及解决方案张强（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江 鹤岗 154100）摘要：煤气化生产工艺过程中，由原料煤和生产过程中产生的灰分，对气化系统影响较大，如何通过煤种中含有的灰分成分和比例，进而测量灰熔点等数值，更加高效稳定的进行生产，对煤气化的发展和完善有着深远的意义。
通过对气化装置运行情况的检测和实验，进行总结。
本文通过对灰分在气化系统生产运行的影响进行分析，探讨了相应的解决办法和应对措施。
关键词：煤气化；灰分；灰熔点中图分类号：TQ541 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2020）05（下）-0248-02有效改善气化系统长期以来外送粗煤气温度低的问题，从而提高水汽比和变换反应效率。
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
煤的工业分析及其对气化的影响如何？
煤的工业分析及其对气化的影响如何？各种煤，除了其外表特征不同外，更主要的是它们的工艺性能也有很大的差别。
为了合理的利用煤炭资源，对煤作出正确的评价，在工业上，我们通常采用工业分析的方法。
煤的工业分析通常包括煤的水分、灰分、挥发份和固定碳四种，它们对煤的气化影响很大，现分述于下。
（1）水份：煤的水份通常以三种状态存在。
即游离水，一般由外界条件造成，如雨、雪等，二结晶水，是组成煤的分子与水化合而成为结晶状态的水；三是吸附水，是煤本身的空隙形成毛细吸附现象所吸附的水。
一般所指煤的水份是指实验水份，即在空气干燥状态下的试料，在105℃温度下，加热一小时所放出的水份，这主要是吸收水。
这种水份的含水量与煤形成时间的长短有关系，通常泥煤和褐煤含10℃—30%的水份，而烟煤和无烟煤的水份在5%以下。
煤中水份不但对煤的运输、破碎、筛分都不利，而且煤的水份直接影响煤的发热值，还在气化中及收大量的热量，降低煤气的温度，甚至降低还原层的温度，使煤气质量变坏，CO 2含量增加。
同时在干燥层温度较低时，气化烟煤时干馏层逸出的焦油将会发生重新凝聚，而影响发生炉的透气性。
所以，一般要求煤中的水份不超过8%。
另外，由外界条件造成的游离水，特别是雨天，将严重影响煤的筛分，使大量煤末混入发生炉，使料层透气性变坏，煤气质量下降。
故要求大多数南方工厂的煤气站设置干煤棚或采取其它降低外界水份的措施。
（2）灰份：煤的灰份是指除去水份、挥发份外，一切可燃物质在一定温度（800℃上下）完全燃烧后的残留物。
煤的灰份，主要由二氧化硅（SiO 2）二氧化铝（Al 2O 3）、三氧化二铁（Fe 2O 3）、氧化钙（CaO ）、和氧化镁（MgO ）等组成。
这些矿物质由于是由燃烧得来，故与原来煤中矿特质的真实情况是不同的。
在燃烧时，它们经历了分解、脱水等过程。
煤的灰份是其原生植物的含有物及其在形成过程中外部渗透沉积而混入的。
因此，它的种类、数量以至分布状态，由于煤层所在位置，种类以及形成的不同而异。
不同粉质对煤气化处理的影响分析
不同粉质对煤气化处理的影响分析
煤气化是一种能源转化技术，它将固体煤转化为可燃气体，如CO、H2及CH4等，用于发电、加热或其他化学工业过程。
此过程对煤粉的特性有一定的要求，不同粉质的煤对煤气化过程的影响也是不同的。
首先，粒径对煤气化的影响较大。
煤的颗粒越小，表面积越大，相对的反应速率就会增加。
这也是为什么煤气化中通常要求煤的粒度小于1毫米的原因。
这样可以加快煤气化反应速率，提高煤气化效率。
其次，固定碳含量也是影响煤气化反应的重要因素。
固定碳含量越高，煤气化反应速率越慢，因为固定碳难以气化。
此外，高固定碳含量也会降低煤气的热值，使煤气化过程的能量效率降低。
光泽度和灼烧失重率也是重要的因素。
高光泽度和较低的灼烧失重率往往意味着煤的可气化性更高。
这是因为高光泽度表明煤的煤质要好，它含有较高的挥发分，因此更容易气化。
而灼烧失重率较低表明煤质稳定，更容易进行气化反应。
此外，不同的煤质类别也会影响煤气化过程。
例如，无烟煤中纯碳含量较高，因此气化反应速率较慢。
但是，无烟煤中的挥发分通常较高，这有助于提高煤气化效率。
相比之下，烟煤中的纯碳含量较低，易于气化，但挥发分含量较低，气化效率相对较低。
总之，煤的不同特性会影响煤气化过程的效率和质量。
因此，在实际应用中，需要根据煤的特性选择合适的煤粉质，以提高煤气化的效率和经济性。
关于原煤灰份对气化工艺影响的探讨
关于原煤灰份对气化工艺影响的探讨水煤浆加压气化工艺是目前世界上比较先进的煤气化工艺，它具有单炉生产负荷大，可操作性强，碳转化率高等优点。
因此这套工艺倍受国内外生产厂家的青睐，也是目前国内应用最广的第三代气化工艺。
某公司从GE公司引进了这一气化技术及关键装置，经过生产实践发现，原煤灰份是影响GE气化工艺的重要因素。
基于此，本文就原煤灰份对气化工艺影响进行了探讨分析。
标签：原煤灰份；煤浆制备系统；气化系统；排渣；管道设备；渣水处理；影响原煤灰份对GE气化工艺的影响主要表现在煤浆的制备、气化的正常运行、排渣系统的正常运转、渣水系统的处理、合成气的气体组分等方面，以下就原煤灰份对GE气化工艺的影响进行具体分析一、原煤灰份对煤浆制备系统的主要影响气化工艺煤浆制备系统采用的是棒磨机开路系统。
煤浆制备系统的主要目的就是将原煤与水及添加剂一起经过碾碎混合制备出供气化使用的合格水煤浆。
原煤的灰份高低是影响煤浆品质的一个重要因素。
由于原煤中的矿物质的比重、硬度都高于煤的比重和硬度，因此，原煤中的灰份在煤浆中大部分是以较大颗粒的形式存在，且易于沉淀。
如果使用高灰份的原煤，势必使煤浆的颗粒变粗，且稳定性、流动性变差。
在使用高灰份原煤的情况下，为了保证煤浆中适合的粒度分布就必须增加磨机钢棒的填充率，调整磨机钢棒的配比。
这样既增加了磨机的电耗，同时也加剧了磨机系统设备的磨损。
另外，在使用高灰份原煤制备水煤浆时，由于比重原因，煤浆的稳定性比较差，易于产生沉淀，长期使用这种煤浆容易因为管道内沉积物过多而造成管道堵塞。
二、原煤灰份对气化系统的主要影响煤的灰份是煤中所有可燃物资完全燃烧以及煤中矿物质在高温下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣，它们是金属与非金属的氧化物及盐类。
灰份在气化炉反应中是无用而有害的物资，无用是讲它不参与气化反应，有害是因为灰份在气化炉中被熔融是要消耗热能，及多消耗氧气和煤中可燃物，多产生一些CO2，熔渣还要冲刷，侵蚀向火面砖。
不同粉质对煤气化处理的影响分析
不同粉质对煤气化处理的影响分析【摘要】本文主要研究不同粉质对煤气化处理的影响。
在引言部分介绍了煤气化处理的意义和不同粉质的定义。
接着在正文部分分析了粉煤灰、煤粉颗粒度、煤粉燃烧稳定性、煤粉硫含量和煤粉灰分对煤气化的影响。
由此可以看出，不同粉质在煤气化过程中起着不同作用，影响着处理效果。
最后在结论部分总结了不同粉质对煤气化处理的综合影响，提出了未来研究方向建议。
通过本文的研究，可以更好地了解不同粉质对煤气化处理的影响，为相关工作提供参考和指导。
【关键词】煤气化处理、不同粉质、粉煤灰、颗粒度、燃烧稳定性、硫含量、灰分、综合影响、未来研究方向、总结。
1. 引言1.1 煤气化处理的意义煤气化是一种重要的煤炭利用技术，通过在高温条件下将煤转化为燃气，可以用于发电、炼油和化工等领域。
煤气化处理可以提高煤炭的能源利用效率，减少污染物排放，促进能源清洁化和可持续发展。
煤气化处理还可以应对煤炭资源日益紧缺的问题，有效利用煤炭资源，推动煤炭产业升级和转型。
煤气化处理对于不同粉质的煤炭有着不同的影响，不同粉质的煤炭在煤气化过程中会表现出不同的特性和效果。
研究不同粉质对煤气化处理的影响，可以为优化煤气化工艺、提高煤气化效率提供重要参考，有助于推动煤气化技术的进步和应用。
对不同粉质对煤气化处理的影响进行深入分析和研究具有重要的理论和实际意义。
1.2 不同粉质的定义不同粉质是指在煤气化处理过程中使用的不同粒度和成分的煤粉。
煤粉是煤炭粉碎后的产品，可以通过煤粉喷射到煤气化炉内进行气化反应。
不同粉质的煤粉在气化过程中会对反应速率、气化效率、产气成分等方面产生影响。
具体而言，粉煤灰是煤炭燃烧和气化后的残渣，其含量和性质影响着气化过程中的矿物组成和灰渣排放。
煤粉的颗粒度则决定了气化反应的速率和效果，颗粒度过大或过小都会影响煤气化的稳定性和产气量。
煤粉燃烧稳定性是指煤粉在气化过程中的燃烧性能，关系着气化反应的可控性和稳定性。
煤粉的硫含量和灰分含量对气化产物的硫排放和灰渣排放也有影响，需要在气化处理中加以考虑和控制。
不同粉质对煤气化处理的影响分析
不同粉质对煤气化处理的影响分析煤气化是一种将固体煤转化为可燃气体的过程，通常在高温和高压下进行。
在煤气化过程中，煤通过热解、干馏和气化等反应，产生气体混合物，主要成分包括氢气、一氧化碳和甲烷等。
不同粉质对煤气化处理的影响是一个重要的研究领域。
粉状煤是煤气化反应的原料之一，其物理和化学特性会直接影响煤气化反应的效率和产物组成。
本文将对不同粉质对煤气化处理的影响进行详细分析。
粉状煤的颗粒大小对煤气化反应过程有直接影响。
较小的颗粒可以增加煤与气体之间的接触面积，从而提高反应速率。
较小的颗粒可以缩短反应时间，提高反应效率。
颗粒过细也会增加反应过程中的传质阻力，降低反应速率。
选择合适的颗粒大小是提高煤气化反应效率的关键。
粉状煤的挥发分含量对煤气化反应过程也有重要影响。
挥发分含量高的煤在煤气化过程中能够迅速释放出大量的可燃气体，从而提高反应速率和产气量。
与此挥发分中的气体和液体组分也会对煤气化反应的产物组成产生影响。
挥发分中的烃类物质在煤气化过程中会转化为一氧化碳和氢气，从而增加产气量和产氢量。
在选择煤气化原料时，挥发分含量是一个重要考虑因素。
粉状煤的粘结性对煤气化反应也有影响。
粘结性高的煤在煤气化过程中容易形成焦炭，从而降低反应效率和产物气体的产量。
焦炭的生成不仅浪费了煤气化原料，还会对反应设备造成堵塞和磨损。
降低煤的粘结性对提高煤气化反应效率和减少设备维护成本具有重要意义。
不同粉质对煤气化处理的影响是一个综合性的问题。
粉状煤的颗粒大小、挥发分含量、粘结性和灰分含量都会对煤气化反应的速率、产气量和产物组成产生影响。
在煤气化工艺设计和煤气化原料选择中，需要综合考虑以上多个因素，以提高煤气化反应效率和产物质量。
灰分在煤气化过程中的影响及解决方案
53煤气化生产工艺过程中，由原料煤和生产过程中产生的灰分，对气化系统影响较大，如何通过煤种中含有的灰分成分和比例，进而测量灰熔点等数值，更加高效稳定的进行生产，对煤气化的发展和完善有着深远的意义。
一、粉煤气化工艺首先备煤车间将粒度小于13mm的原料煤，通过皮带将煤粉送入碎煤仓，后经给煤机并伴有一定比例的石灰石一起送入磨机中碾磨，制成合格粒度的煤粉。
通过热惰性循环气干燥后，被循环风送入煤粉袋式过滤器中分离，分离出的循环风继续提供动力，煤粉被送到粉煤贮仓中待用。
粉煤贮仓内的煤粉靠重力进入锁斗内，锁斗经过加压输送至煤粉给料罐内，再通过四条煤粉管线，从煤粉给料罐罐体，上吹式送出，通过速度计和密度计测量计算，与经过氧气预热器加热后的高压氧气，一同喷入气化炉内。
在高温高压下瞬间发生氧化反应：（C+O 2=CO 2；C+CO 2=2CO;C+H 2O =CO+H 2;C+2H 2=CH 4;CO+H 2O=CO 2+H 2;C H 4+H 2O=CO+3H 2），生成主要成分为(CO+H 2)的合成气。
气化炉反应室产生的合成气，在激冷段被压缩机K13301送来的激冷气激冷，后经输气管送往激冷罐V13305，在激冷罐内被激冷水冷却、降温和洗涤除灰。
出激冷罐V13305的合成气，进入湿洗单元洗涤、除灰、降温。
合成气经过文丘里洗涤器喷淋水侵湿后，进入湿洗塔被洗涤水进一步洗涤、除灰、降温,温度降低的合成气被送往变换装置。
合格的变换气送至下一工序。
煤粉在高温高压下燃烧形成的液态渣，经过排渣口流入渣池。
熔渣被喷淋水激冷后，固化、淬裂成碎块。
大颗粒的渣迅速下沉，至破渣机处，经过破渣机破碎，变成玻璃状细小颗粒。
小颗粒的渣通过渣锁斗，定期排至捞渣机。
由捞渣机捞出后，通过长短皮带，将渣送往渣场储存。
渣水中残余的细渣及未反应的煤粉颗经过水利旋流器旋分,通过渣浆泵送至澄清单元。
处理后的渣水再次循环利用。
煤气化工序、湿洗工序的高温灰水，通过灰水角阀节流减压后，形成气液两相流。
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粉煤组分对气化运行的影响—马世荣
粉煤组分对气化的影响有很多，我简单从以下七个方面给大家分析一下：
一：水分
煤中水分高低对粉煤磨制及输送的影响非常大。
煤中水分偏高，会显著增加磨煤单元能耗，导致粉煤在储存过程中形成架桥堵塞，给粉煤转储带来不便，粉煤输送单元通气设备的使用寿命也会大大缩短；粉煤在高水分情况下输送无法形成连续相，粉煤速度测量所需的静电也会明显减少，导致粉煤循环发生波动，给煤烧嘴的安全运行带来危害；煤中水分偏高还会导致粉煤气化的碳转化率有所降低，为保证粉煤与纯氧／蒸汽混合物之间拥有足够的接触表面积，要求粉煤的微晶结构呈细小颗粒状，而煤中水分高会导致粉煤微晶结构呈片状，会大大降低粉煤气化的碳转化率。
由此可见，Shell粉煤气化工艺要求煤中水分越低越好，原则上要求不超过10％为宜。
二：粒度大小
Shell粉煤气化工艺对粉煤的粒度大小有严格要求，一般要求小于5μm的要低于10％，大于90μm的也要低于10％。
如果粒度偏粗的过多，在粉煤加压输送过程中，就会加剧对设备管道的冲刷磨蚀，从而缩短设备管道的使用寿命。
如果粒度太粗，还会大大降低粉煤在气化炉内反应的接触表面积，导致碳转化率直线下降，相应的煤耗也会有所增加。
如果粒度偏细的过多，则粉煤较易被压实并形成架桥，给粉煤输送带来困难，同时还会导致粉煤循环不稳定，进而危及煤烧嘴的安全运行。
三：可磨性
煤的可磨性一般用哈氏可磨性指数HGI来表征，通常情况下，可磨性指数越大，表示煤越容易磨碎，反之亦然。
如果气化煤种的HGI偏低，则原煤在磨煤机中停留的时间就会延长，磨煤机的出力就会下降，磨煤机的负荷也会相应增加，磨制单位质量粉煤的成本也会上涨。
严重时，还会导致磨煤机磨制出来的粉煤粒度大小无法满足生产需要。
Shell粉煤气化工艺要求选用可磨性指数较高的煤种作为气化煤种，一般要求煤的HGI大于65，才能保证Shell粉煤气化装置的运行经济性。
四：挥发分
挥发分的高低对Shell粉煤气化炉内反应的影响并不大，因为Shell粉煤气化炉内的温度高达1400℃以上，粉煤在气化炉内停留时间非常短，只有3～5s，挥发分主导的气相反应并不是气化反应的决定性步骤，决定Shell粉煤气化炉内反应速率系为气固之间的扩散反应。
Shell粉煤气化工艺对煤中挥发分没有特别要求，但是煤中挥发分高低对磨煤单元影响非常大，煤中挥发分越高，用来维持磨煤系统惰性化的氮气量就越大，磨煤系统的运行成本就会显著升高。
另外，煤中挥发分太高，对煤的安全储存也不利，挥发分高的煤容易发生自燃，从而危及装置设备的安全运行。
Shell粉煤气化要求煤中挥发分不超过35％。
五：灰分
Shell粉煤气化工艺的重要原理之一就是“以渣抗渣”，所谓“以渣抗渣”是指利用熔融炉渣在气化炉膜式水冷壁上形成一层动态渣层，来保护气化炉內件及耐火材料，防止其承受高温热冲击及高速合成气流的冲刷磨蚀。
动态渣层还能有效维持气化炉温度，减少热损，从而对降低气化炉氧耗、煤耗，提高气化炉冷煤气效率有很大帮助。
实践证明，对于液态排渣型Shell粉煤气化炉，煤中灰分在12％～25％范围内最佳。
只有煤中灰分含量合适，才能在气化炉膜式水冷壁上形成良好渣层。
如果煤中灰分太低，就无法在气化炉膜式水冷壁上形成保护渣层，或形成渣层太薄，达不到保护气化炉内件效果。
如果煤中灰分太高，会增加Shell粉煤气化装置的能耗和物耗，相关设备仪表的寿命也会大大缩短。
六：灰熔点
Shell粉煤气化炉内温度可达1400～1700℃，通常情况下，Shell粉煤气化炉操作温度要比气化煤种灰熔点略高100～150℃。
因此，最佳的气化煤种灰熔点一般在1250～1550℃。
如果灰熔点太低，容易导致气化炉碳转化率偏低，同时气化炉膜式水冷壁上还无法实现正常挂渣，影响气化炉的安全平稳长周期运行。
对于低灰熔点煤种，可以通过配煤或添加一些高岭土等来提高其灰熔点。
如果灰熔点太高，超出Shell粉煤气化的最高允许温度，则需通过添加助熔剂将气化煤种灰熔点降至合适范围，否则就不能用Shell粉煤气化工艺进行气化。
因为超温运行会缩短气化炉的使用寿命，还会增加气化系统的氧耗及煤耗，对下游系统的热冲击也会加大。
助溶剂的具体添加量一般通过三元相图来予以确定。
七：粘温特性
粘温特性对Shell粉煤气化工艺的影响Shell粉煤气化工艺要求气化炉所产炉渣的黏度必须在25～40Pa·s，该黏度范围内的熔渣能确保气化炉膜式水冷壁上正常挂渣，保证气化炉顺利排渣。
如果炉渣黏度太高，则会导致气化炉膜式水冷壁上的液态挂渣流动速度偏慢，大量炉渣容易在气化炉出渣口处累积并形成大渣块，从而给气化炉的顺利排渣带来麻烦。
如果炉渣黏度太低，则会导致气化炉膜式水冷壁上的液态挂渣流动速度偏快，液态挂渣的厚度就会减薄，气化炉热损就会随之增加，气化炉的氧耗、煤耗也会相应增大，气化炉挂渣厚度减薄后，高速合成气流对气化炉内件的冲刷磨蚀还会加剧，严重缩短气化炉膜式水冷壁的使用寿命。
煤质变化的表现形式多种多样，具体表现在煤质各个表征参数的变化，煤质参数中任何一个发生变化，都会对Shell粉煤气化工艺造成一定的影响。
稳定的煤质对Shell粉煤气化工艺至关重要，它是装置能否长周期连续稳定运行的关键所在，也是能否实现装置运行经济性的重中之重。
而在装置实际运行时，煤质的波动是不可避免的，因此就要采取适当措施来稳定气化炉入炉煤种的煤质。
稳定煤质的措施很多，只有坚决落实这些措施，才能稳定Shell 粉煤气化炉入炉煤种的煤。