煤气化灰渣处理方法 Microsoft Word 文档

求助水煤浆气化对煤质的要求？1、煤质要有较高的挥发分，以便成浆灰熔点不能太高，太高要加助熔剂灰分要有限制，降低氧耗2、挥发份高容易改性，成浆性好对内水有要求，灰熔点不能太高对灰分含量及组分有要求。

3、主要是灰熔点不能太高，再就是灰渣的流动性好，否则的加入大量的助溶剂，使灰水处理系统的水硬度提高，系统结垢严重，是水煤浆加压气化装置的顽疾，另外高挥发性和低的内水含量是决定煤种成浆性的主要条件，一般内水越低成浆性越好。

4、1灰融点低，有利与气化在较低的温度下进行，有利于设备寿命的延长。

2较好的粘温特性，粘温特性好，有利于气化的排渣，稳定操作。

3反应活性，反应活性好，则反应速度快，气化效率好。

4发热量，发热量高的煤，气化效率高。

5可磨性，可磨指数高易于制浆，成浆性能好，灰分，灰分含量高，则比氧耗高，且灰渣对耐火砖的冲蚀加大，同时增大合成气的水汽比和灰水处理的负荷几种常见的煤气化方式对煤质的要求煤的主要品质灰熔点、挥发分、含水量、热稳定性、强度及硫、磷、砷、氯的含量是煤的固有特性，不同的煤其主要品质不同。

目前常用的几种煤气化方式----固定层间歇式气化、鲁奇（Lurgi）的粒煤气化、壳牌（Shell）的干煤粉气化和德士古（Texaco）的水煤浆气化对煤质各有适应性，现论述如下。

下表列出了几种常见的煤气化方式对煤质的要求：表2-1 几种常见的煤气化方式对煤质的要求指标间歇式固定层气化 Lurgi固体排渣 Shell Texaco含多喷嘴内水（AR；%） 3--4 越低越好越低越好﹤6%灰分（%：MF）﹤20% 越低越好越低越好﹤12%挥发分（%：MF）﹤8% ﹤16% 越高越好越高越好总硫（%：MF）﹤1% 越低越好越低越好越低越好磷（%：MF）越低越好越低越好越低越好越低越好砷（%：MF）越低越好越低越好越低越好越低越好氯（%：MF）越低越好越低越好越低越好越低越好热值（MG/Kg：MF 越高越好越高越好越高越好越高越好灰熔点（FT；℃）﹥1300 ﹥1350 ﹤1400 ﹤1300强度越高越好高越好热稳定性﹥85 越高越好可磨指数越高越好（1）、间歇式固定层气化为获得高的气化质量和气化强度，它要求煤的粒度均匀、反应活性好、灰分和挥发分含量小，机械强度大、热稳定性强，必须以焦炭或无烟煤作原理。

在中国山西和贵州储量最大，约占中国无烟煤总储量的80%；河南、河北、四川、青海等占20%。

目前因间歇式固定层气化煤利用率低，排水中苯、酚、焦油较难处理、污染大，世界各国几乎全部淘汰，只有中国仍大量使用。

（2）、鲁奇（Lurgi）的粒煤气化鲁奇（Lurgi）的粒煤气化技术比较成熟，在中国已有大型装置运转。

世界上应用最多的是南非萨索尔公司，有97套设备。

鲁奇煤气化有固体排渣和液体排渣两种炉型，其固体排渣炉型与间歇式固定层气化对煤质的要求类似，适合于低灰分、低挥发分、高热值、灰熔点FT﹥1350℃且要求较高的机械强度和热稳定性的无烟煤、贫瘦煤。

贫瘦煤在中国分布较广但储量较小。

同时贫瘦煤又是理想的炼焦原料，因此中国适合鲁奇（Lurgi）炉的煤炭较短缺。

（3）、壳牌（Shell）的干煤粉气化化炉。

对煤种的适应性较宽，对煤的粒度、含水量、灰分含量等指标均不敏感，但对灰熔点FT﹤1400℃的煤须加入助熔剂（石灰石）改变熔渣性能，在我国适合于壳牌（Shell）的煤种较多，但最好是高热值、低水分、低灰分、高挥发分、灰熔点FT﹤1400℃的长焰煤或气、肥煤，可以获得较好的运行质量。

（4）、德士古（Texaco）的水煤浆气化德士古（Texaco）的水煤浆气化因燃烧室为耐火砖衬里且煤在燃烧室内停留时间较短，同时如煤中灰分含量高会加速灰水系统的结垢，影响系统的长周期运行。

为获得较长的运行周期，高的产气量，低的氧耗、煤耗，长的耐火砖使用时间，要求煤具有较高的反应活性、较高的挥发分、低的灰分、低的含水量及适可的灰熔点，同时煤的成浆性要好；为保护煤气净化触媒要求煤中的有害物质（硫、磷、砷、氯）越低越好；由于受到灰溶点的限制, 德士古（Texaco）的水煤浆气化用煤相对于壳牌（Shell）的干煤粉气化用煤适应性较窄。

新型(多喷嘴) 水煤浆气化炉与德士古（Texaco）的水煤浆气化炉工艺接近,对煤质的要求相同。

水煤浆气化工艺对原料煤的要求水煤浆气化炉工艺原则上在高于灰熔点5O～100℃的温度下操作，以便于顺利排渣，根据德士古水煤浆气化厂的生产经验，水煤浆加压气化用煤选择原则应以煤的“气化性能及稳定运行性能”为主。

2．1煤的灰分含量灰分是煤中的无用形式成分，为使其能顺利地以液态形式排出水煤浆气化炉，必须将温度升至其灰熔点以上，无谓的增加了氧气消耗有资料表明，在同样的气化反应条件下，灰分每增加l％，氧耗增加0．7％～0．8％，煤耗增大1．3％一1．5％；其次灰分增加，使烧嘴和耐火砖的磨损加剧，寿命大大缩短，同时灰、黑水中的固含量升高，系统管道、阀门、设备的磨损率大大加剧，设备故障率提高。

灰分含量高对成浆性能也有一定的影响，除使煤浆的有效成分降低之外，还使煤质的均匀性变差，消弱了煤浆分散剂的分散性能，在相同的情况下，对提高煤浆浓度不利。

建议所选煤样的灰渣干基含量不高于l3％。

2．2煤的最高内水含量煤的内水含量对气化过程的主要影响表现在对成浆性能的影响，一般认为煤的内水含量越高，煤中的O／C越高，含氧官能团和亲水官能团越多，空隙率越发达，煤的制浆难度越大。

煤质对成浆性能的影响是多方面的，各影响因素之问密切相关。

煤的内在水含量越高时所制得的煤浆浓度越低，而且使添加剂的消耗、煤耗、氧耗均有一定的增加，综合技术与经济方面考虑，水煤浆加压气化原料用煤的最高内在水含量以小于8％为宜.2．3煤渣的熔融特性煤灰的熔融特性是煤的灰熔点(还原条件下)，煤的灰熔点以低于反应温度50～100℃为宜（熔融温度)。

若煤的灰熔点提高，为使气化炉顺利排渣，必须将气化炉的反应温度提高至煤的灰熔点以上，温度提高使气化炉耐火砖的寿命相应缩短(气化炉的操作温度每提高100~C，耐火砖的磨蚀速率增加2倍)，氧耗、煤耗增加。

为了降低操作温度必须加入助熔助，而助熔剂的加入会增加煤中惰性物质含量，使耐火砖磨蚀加剧，提高了制浆成本，固体灰渣处理量增加，灰渣水系统的结垢量上升。

煤的灰熔点以低于l300℃为宜，考虑到煤的气化效率及耐火砖的使用周期等方面的因素，最好的煤种灰熔点在1250～l300℃，如果原料煤的灰熔点太低，由于生产条件下煤灰的黏度降低，也会加剧对耐火砖的侵蚀，较低灰熔点的煤种可以通过配煤来解决。

挥发分多指为煤的挥发分，即将煤加热到一定温度时，煤中的部分有机物和矿物质发生分解并逸出，逸出的气体（主要是H2,CmHn,CO,CO2等）产物称为煤的挥发分。

挥发分是煤在高温下受热分解的产物，数量将随加热温度的高低和加热时间的长短而变化。

矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而降低了煤的发热量，影响了锅炉操作（如易结渣、熄火），加剧了设备磨损，增加排渣量。

煤用于炼焦时，灰分增加，焦炭灰分也随之增加，从而降低了高炉的利用系数。

下面这张气流床煤气化的典型曲线图中描述了在一定的水氧比条件下的气化温度、CO2、CH4浓度、O/C、转化率间的关系不知能否解答楼主的疑问?2．4灰的粘温特性黏度是衡量流体流动性能的主要指标，要实现气化温度下灰渣以液态顺利排出气化炉，黏度应在合适的范围之内，既要保证在耐火砖表面形成有效的灰渣保护层，又要保持一定的流动性。

根据国内外对液态排渣锅炉的研究指出，灰渣的黏度应在25～40Pa·S之间方可保证顺利排渣，水煤浆气化炉在操作温度下灰渣黏度控制在25～3OPa·S为宜。

影响灰渣黏度的主要因素是煤灰的组成，即灰成分。

煤灰的主要矿物质成分是Al2O3、SiO2、MgO等，通过调查研究表明：A12O3是灰渣熔点升高、黏度变差的主要成分。

Al2O3含量越高，煤灰的流动温度越高；A1203含量高于40％时，煤灰的流动温度大于l500℃。

MgO含量一般很少，MgO又和SiO2形成低熔点的硅酸盐。

起到降低灰融熔温度的作用。

SiO2是煤灰成分中含量最高的组分，使煤的灰熔融特性变差，黏度升高，但它与其它的组分(CaO)可以形成低熔点的物质，因而可依据其含量，在一定范围内添加CaO以消弱对灰黏度的影响。

CaO是降低灰熔点的组分，与si02形成低熔点的硅酸盐。

因而CaO 是最常用助熔剂组分，但其含量过高则析出CaO单体，反而使灰熔点升高，黏度增大。

其添加量应控制在与灰分之比为20％左右。

Fe203也是降低灰熔点及灰渣黏度的组分，因为Fe203在还原气氛下被H2或CO还原为FeO，FeO与灰渣中的Sio2和AL2O3形成低熔点的共熔物。

Fe2O3含量低于20％的煤灰，Fe2O3含量每增加l％，煤灰的软化温度平均降低l8℃。

K2O和Na20含量增高，煤灰熔融温度显著下降，每增加l％，煤灰的流动温度平均降低16~C。

2．5煤灰的焦渣特性灰渣黏度是煤灰的高温特性，是指测定煤挥发分后所残留下焦渣的特性，共分8类，序号越大粘结性越强，一般认为水煤浆加压气化工艺的原料煤结渣特性应为l～2类。

2．6煤的挥发分原料煤的挥发分代表一种煤的变质程度，变质程度越大，燃烧火焰越长，反应活性越好。

煤的内在水分与挥发分有一定的关系，当煤的挥发分在25％4-5％时内在水分最低；大于30％，随着挥发分的增加而增加；当大于40％时，增加较快；小于20％时，随着挥发分的降低而增加。

煤的变质程度越高，成浆性越差。

2．7煤的硫含量对气化操作的本身并无显著影响，但生成的煤气只要高于露点温度操作，即可避免设备腐蚀，硫含量的高低对甲醇洗工序的影响很大。

2．8煤的可磨性煤被破碎的难易程度称为煤的可磨性，不同的煤有不同的可磨性指数。

煤的可磨性直接影响磨机的选择和工况条件的确定，既影响水煤浆的产量和质量又影响磨机的消耗。

可磨性普遍采用哈特格罗夫法测定（哈氏可磨性指数HGI)，HGI越高，表示煤越易磨碎，换言之，煤越软。

可磨性好的煤实际上可以得到更多的微细颗粒，因而提高了堆积效率，易制的高浓度的水煤浆。

当HGI小于50时候，煤浆浓度急剧下降。

HGI越大，煤的成浆性越好。

2．9水煤浆配煤技术煤料的反应性、成浆性、灰熔融温度是衡量煤种适应能力的主要指标，无烟煤反应活性低，褐煤成浆性差，均不适宜于水煤浆气化，最适宜的是长焰煤、气煤等。

同时还应注意到煤灰在还原性气氛下的流动温度和粘温特性。

对煤质的一般要求如下：①主要指标：放热量达25．121MJ／kg。

越高越好；煤灰的流动温度在1300~C为宜，过高过低都不利于气化；煤中灰的含量不得高于13％，越低越好。

②次要指标：考虑到煤浆的制备、泵送特性、煤的反应活性及气化效率，则全水分含量越低越好，挥发分含量越高越好，固定碳含量适中为好，煤中有害元素硫、氯、砷等越低越好；可磨性指数越大越好。