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1、水煤浆气化工艺对原料煤的要求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5O100C以上的温度下操作，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。 21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0708，煤耗增大13一15；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
2、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。 22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OC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. 23煤渣的
3、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50100C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100C，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1250l300，如果原料煤的灰熔点太低，由于生产条
4、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。 24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2540PaS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253OPaS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
5、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
6、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16C。 25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l2类。 26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254-5时内在水分最低；大于30，随着挥发分的增
7、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。 27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。 28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
8、于50时候，煤浆浓度急剧下降。HGI越大，煤的成浆性越好。 29水煤浆配煤技术l21 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：主要指标：放热量达25121MJkg。越高越好；煤灰的流动温度在1300C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。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。 配煤的理论依据：所选用煤种的放热量在2200MJkg以上，并且放热量高的与放热量低的搭配，使煤的发热量达2512MJkg以上；成浆性、灰分等指标达到水煤浆气化技术的最低要求；采用不同煤种的混配以改变煤灰组成降低灰熔融温度，即：将煤灰组分中MgO、Fe203、K20、Na20含量高的煤与灰熔融温度较高的煤混配来降低灰熔融温度。
