第2期煤質(zhì)技術(shù)2012年3月氣化用煤均質(zhì)化探討陳家仁(煤炭科學(xué)研究總院北京煤化工研究分院,北京100013)摘要:闡述了在采用多種煤配混的情況下,氣化用煤的均質(zhì)化對(duì)移動(dòng)床、氣流床等氣化爐的操作控制和穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的影響,并探討了一些氣化用煤均質(zhì)化的具體方法。關(guān)鍵詞:氣化用煤;均質(zhì)化;探討中圖分類(lèi)號(hào):TQ54文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1007-7677(2012)02-0010-02Discussion on homogenizing of coal quality for gasificationChen Jia-renBeijing Research Institute of Coal Chemistry. China Coal Research Institute, Beijing 100013Abstract: The significant influence of coals quality on the operating control and steady operation ofed gasification andentrained flow gasification furnace is analyzed under the condition of multiple coals blending and the methods of homogenizing ofcoal quality for gasification are discussed in this paperKey words: coal for gasification; homogenizing; discussion1煤炭氣化的基本原理煤氣質(zhì)量差而少,在濕式排灰的氣化爐中,容易造成氣化爐阻力增大的麻煩。從氣化的形式來(lái)分,煤氣化技術(shù)一般分為固定在加壓碎煤氣化爐內(nèi),通常用“汽氧比”(指床(移動(dòng)床)、流化床、氣流床和熔渣池(浴)等每通入1m3氧氣所需配入的蒸汽的公斤數(shù))來(lái)調(diào)4類(lèi)。氣化本身是將結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的大分子的固體節(jié)氣化爐反應(yīng)層的適合溫度。“飽和溫度”和“汽煤變成小分子的可燃?xì)怏wCO、H2、CH4等的過(guò)程。氧比”在上述2種氣化技術(shù)中,都是需要嚴(yán)格加以對(duì)通常的煤氣化過(guò)程,也可稱(chēng)為煤的“完全氣控制的核心操作參數(shù)。而核心參數(shù)的高低都與煤的化”,其得到的最終產(chǎn)品是煤氣,剩下的是灰渣。氣化特性有關(guān),尤其是與煤的灰熔融性溫度和灰分國(guó)外有些人又把煤氣化稱(chēng)為煤的“部分氧化”含量有密切的關(guān)系。( Partial Oxidation),在煤氣化的過(guò)程中,除了煤中碳、氫等元素與氣化劑中氧進(jìn)行強(qiáng)放熱的氧化反2氣化技術(shù)對(duì)原料用煤煤質(zhì)的基本要求應(yīng)外,還要進(jìn)行吸熱的還原反應(yīng)。各種氣化技術(shù)對(duì)其所用的原料煤質(zhì)量都會(huì)有一為了使煤的氣化在所需的工況下進(jìn)行,通常氣些特定的要求,如固定床氣化技術(shù)就盡量要求用?；瘎┎捎醚鯕馀c水蒸氣按所設(shè)定的比例通入氣化爐度均勻的塊煤(如25mm~50mm的中塊煤等),內(nèi)。氧氣作為升溫的一方,同時(shí)也體現(xiàn)一個(gè)氣化爐為了在氣化爐內(nèi)維持良好的透氣性,要求煤塊有的負(fù)荷大小;而蒸汽作為氣化劑中的降溫成分,讓定的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。為此,對(duì)常壓固定床煤氣化過(guò)程保證在“和諧”的氣氛下有序地進(jìn)行。氣發(fā)生爐的原料煤煤質(zhì),專(zhuān)門(mén)制定了其“用煤技術(shù)在常壓空氣鼓風(fēng)的固定床煤氣發(fā)生爐中,常采要求”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GBT9143-2001),兩段煤用蒸汽飽和后的空氣作為氣化劑,即準(zhǔn)確地控制配氣發(fā)生爐和水煤氣爐用煤也有相應(yīng)的用煤技術(shù)標(biāo)入空氣中的蒸汽量,使氣化爐底部的燃燒帶的溫度準(zhǔn)中國(guó)煤化工不致過(guò)高,使生成的的灰渣不會(huì)結(jié)成“大疤塊”而對(duì)于CNMHG溫度較低、氣流排不出來(lái);又不致溫度過(guò)低而連小渣塊都形不成速度較高,就要求煤有較高的反應(yīng)性(活性)。流第2期煤質(zhì)技術(shù)2012年3月化床氣化爐對(duì)煤的灰分高、低,水分等都不太敏1600℃,運(yùn)行中必須添加石灰石作為助熔劑。開(kāi)感,有的氣化技術(shù)開(kāi)發(fā)商對(duì)自己公司的技術(shù)的煤種始時(shí),煤中灰分含量低,在加助熔劑的數(shù)量上,廠(chǎng)方適用范圍過(guò)分夸大,造成技術(shù)推廣時(shí)的實(shí)際麻煩。認(rèn)為不必加太多即可順利排渣,但不久因來(lái)煤中灰在目前情況下,實(shí)際上什么煤都能氣化的“萬(wàn)能氣分增高(約增加了10%),使?fàn)t內(nèi)熔渣不能順利排化爐”還不存在,每一種氣化技術(shù)在原料煤質(zhì)量的出。究其原因是因?yàn)閯⒍V的不同批次煤的灰分會(huì)適應(yīng)范圍只有寬窄之別或好壞之分。有國(guó)外流化床有10%以上的變化。所以在設(shè)計(jì)上,對(duì)于非均質(zhì)氣化技術(shù)開(kāi)發(fā)公司的專(zhuān)家認(rèn)為,適合流化床氣化技化的煤,應(yīng)該有一個(gè)能使煤質(zhì)均質(zhì)化的大煤場(chǎng)才術(shù)的煤種是氧含量在10%以上的煤,實(shí)際是次煙好。在采用殼牌公司技術(shù)的荷蘭IGCC電廠(chǎng)的進(jìn)口煤以下的低煤化度煤類(lèi)。處,就設(shè)有一個(gè)大煤場(chǎng),在該煤場(chǎng)可對(duì)各國(guó)進(jìn)口的以往人們常把近年來(lái)發(fā)展較多的高溫熔渣排灰煤先進(jìn)行煤的均質(zhì)化處理。的氣流床氣化技術(shù)稱(chēng)為“萬(wàn)能爐”,然而經(jīng)過(guò)多年從以上的工程實(shí)例中,可以清楚地看到氣化用的生產(chǎn)實(shí)踐后,人們逐漸認(rèn)識(shí)到,從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角煤均質(zhì)化對(duì)于氣化爐的生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行是多么的重度考慮還是有其一定的煤種質(zhì)量要求。如水煤漿的要GE- TEXACO氣化爐要求原料煤的灰分最好在13%4實(shí)現(xiàn)氣化用煤均質(zhì)化的具體方法以下,可以提高煤漿的可燃物含量,提高氣化爐的熱轉(zhuǎn)化效率;灰熔融性溫度FT最好能低于1350℃,煤質(zhì)均質(zhì)化對(duì)煤氣化爐的操作穩(wěn)定相當(dāng)有益,對(duì)耐火材料的壽命提高有利。高水分高灰分的劣質(zhì)但如何實(shí)現(xiàn)均質(zhì)化,最常用的辦法如南非沙索爾那褐煤無(wú)論是用干粉加料的殼牌、GSP和HTL等氣樣設(shè)置一個(gè)大的均質(zhì)化煤場(chǎng),而國(guó)內(nèi)一些大型電廠(chǎng)化爐技術(shù)也均不會(huì)帶來(lái)好的經(jīng)濟(jì)效果。設(shè)置配煤場(chǎng)的日的也是為了發(fā)電用煤的均質(zhì)化從氣化原理的分析中可以看到,在眾多煤質(zhì)指在氣流床氣化爐運(yùn)行中,通常采用加添加劑,標(biāo)中,煤的灰分多寡和煤的灰熔融溫度的高低對(duì)于使煤灰熔融性降低。煤中灰分如果增加了,就會(huì)影氣化爐的操作參數(shù)控制的影響較為突出。響到添加劑數(shù)量的變化。如果煤的灰熔融性變化不3氣化用煤均質(zhì)化對(duì)氣化爐運(yùn)行的重要性大時(shí),為保持氣化爐的順利運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)際上只要控制煤中灰分的相對(duì)穩(wěn)定即可。對(duì)于某些煤礦有洗煤廠(chǎng)在煤氣生產(chǎn)、試驗(yàn)過(guò)程中煤質(zhì)的優(yōu)劣除質(zhì)量指的也可以用洗煤的辦法解決,如神華集團(tuán)神東公司標(biāo)外,還體現(xiàn)在質(zhì)量的均勻和穩(wěn)定上。南非沙索爾各煤礦將大于13mm的塊煤進(jìn)行重介質(zhì)洗煤,使公司根據(jù)其多年的經(jīng)驗(yàn),特別強(qiáng)調(diào)用煤質(zhì)量的均質(zhì)其混煤的灰分得到控制,因其灰的特性變化不大化( Homogenize),強(qiáng)調(diào)在廠(chǎng)內(nèi)設(shè)置一個(gè)大煤場(chǎng),對(duì)于氣化、動(dòng)力用戶(hù)均十分有利針對(duì)各煤礦來(lái)煤,采用橫鋪豎切的辦法使其原料煤對(duì)于某些煤化工企業(yè),為了控制原料煤煤質(zhì),盡可能在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定,以有利于往往需要采用“配煤氣化”及配煤煉焦、燃燒等其操作參數(shù)的相對(duì)穩(wěn)定。他用煤,如湖南巴陵廠(chǎng)采用神府煤與當(dāng)?shù)孛夯旌鲜乖跉饬鞔矚饣夹g(shù)中,20世紀(jì)90年代初,德用,安徽林泉廠(chǎng)用晉城煤和神東煤混合作原料,神士古水煤漿氣化被山東魯南化肥廠(chǎng)引進(jìn)時(shí),采用棗華鄂爾多斯直接液化廠(chǎng)采用神東煤與少量烏海煤搭莊的柴里礦煤。在第一次把柴里煤送到美國(guó)蒙托貝配用于殼牌氣化爐等?？偠灾?對(duì)于煤化工企業(yè)洛的試驗(yàn)爐中做試驗(yàn)時(shí),比較順利;然而針對(duì)第二來(lái)說(shuō),如何使其混合均勻,即“用煤均質(zhì)化”則是次送去的煤進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),其運(yùn)行就造成出渣口堵塞確保氣化爐平穩(wěn)生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。的問(wèn)題,究其原因就是第二批柴里煤的灰熔融流動(dòng)溫度比第一批的高了50℃,而實(shí)驗(yàn)人員并未注意作者簡(jiǎn)介:陳家仁(1938-),男,上海人,研究員,長(zhǎng)期從事到,因而造成了操作上的麻煩。前幾年,殼牌氣化煤氣化和氣爐在我國(guó)大力推廣時(shí),安慶化肥廠(chǎng)的氣化爐用煤為yH中國(guó)煤化工CNMHG皖北劉二礦煤,劉二礦煤的灰熔融流動(dòng)溫度高達(dá)(收稿日期:2011-08-09)