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)化對移動床、氣流床等氣化爐的操作控制和穩(wěn)定運行具有重要的影響,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;探討中圖分類號:TQ54文獻標識碼:B文章編號: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))來調(diào)4類。氣化本身是將結(jié)構(gòu)十分復雜的大分子的固體節(jié)氣化爐反應層的適合溫度?！帮柡蜏囟取焙汀捌鹤兂尚》肿拥目扇細怏wCO、H2、CH4等的過程。氧比”在上述2種氣化技術(shù)中,都是需要嚴格加以對通常的煤氣化過程,也可稱為煤的“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外有些人又把煤氣化稱為煤的“部分氧化”含量有密切的關(guān)系。( Partial Oxidation),在煤氣化的過程中,除了煤中碳、氫等元素與氣化劑中氧進行強放熱的氧化反2氣化技術(shù)對原料用煤煤質(zhì)的基本要求應外,還要進行吸熱的還原反應。各種氣化技術(shù)對其所用的原料煤質(zhì)量都會有一為了使煤的氣化在所需的工況下進行,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,同時也體現(xiàn)一個氣化爐為了在氣化爐內(nèi)維持良好的透氣性,要求煤塊有的負荷大小;而蒸汽作為氣化劑中的降溫成分,讓定的機械強度和熱穩(wěn)定性。為此,對常壓固定床煤氣化過程保證在“和諧”的氣氛下有序地進行。氣發(fā)生爐的原料煤煤質(zhì),專門制定了其“用煤技術(shù)在常壓空氣鼓風的固定床煤氣發(fā)生爐中,常采要求”的國家標準(GBT9143-2001),兩段煤用蒸汽飽和后的空氣作為氣化劑,即準確地控制配氣發(fā)生爐和水煤氣爐用煤也有相應的用煤技術(shù)標入空氣中的蒸汽量,使氣化爐底部的燃燒帶的溫度準中國煤化工不致過高,使生成的的灰渣不會結(jié)成“大疤塊”而對于CNMHG溫度較低、氣流排不出來;又不致溫度過低而連小渣塊都形不成速度較高,就要求煤有較高的反應性(活性)。流第2期煤質(zhì)技術(shù)2012年3月化床氣化爐對煤的灰分高、低,水分等都不太敏1600℃,運行中必須添加石灰石作為助熔劑。開感,有的氣化技術(shù)開發(fā)商對自己公司的技術(shù)的煤種始時,煤中灰分含量低,在加助熔劑的數(shù)量上,廠方適用范圍過分夸大,造成技術(shù)推廣時的實際麻煩。認為不必加太多即可順利排渣,但不久因來煤中灰在目前情況下,實際上什么煤都能氣化的“萬能氣分增高(約增加了10%),使爐內(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。究其原因是因為劉二礦的不同批次煤的灰分會適應范圍只有寬窄之別或好壞之分。有國外流化床有10%以上的變化。所以在設計上,對于非均質(zhì)氣化技術(shù)開發(fā)公司的專家認為,適合流化床氣化技化的煤,應該有一個能使煤質(zhì)均質(zhì)化的大煤場才術(shù)的煤種是氧含量在10%以上的煤,實際是次煙好。在采用殼牌公司技術(shù)的荷蘭IGCC電廠的進口煤以下的低煤化度煤類。處,就設有一個大煤場,在該煤場可對各國進口的以往人們常把近年來發(fā)展較多的高溫熔渣排灰煤先進行煤的均質(zhì)化處理。的氣流床氣化技術(shù)稱為“萬能爐”,然而經(jīng)過多年從以上的工程實例中,可以清楚地看到氣化用的生產(chǎn)實踐后,人們逐漸認識到,從經(jīng)濟運行的角煤均質(zhì)化對于氣化爐的生產(chǎn)穩(wěn)定運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)化對煤氣化爐的操作穩(wěn)定相當有益,對耐火材料的壽命提高有利。高水分高灰分的劣質(zhì)但如何實現(xiàn)均質(zhì)化,最常用的辦法如南非沙索爾那褐煤無論是用干粉加料的殼牌、GSP和HTL等氣樣設置一個大的均質(zhì)化煤場,而國內(nèi)一些大型電廠化爐技術(shù)也均不會帶來好的經(jīng)濟效果。設置配煤場的日的也是為了發(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行中,通常采用加添加劑,標中,煤的灰分多寡和煤的灰熔融溫度的高低對于使煤灰熔融性降低。煤中灰分如果增加了,就會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)化對氣化爐運行的重要性大時,為保持氣化爐的順利運轉(zhuǎn),實際上只要控制煤中灰分的相對穩(wěn)定即可。對于某些煤礦有洗煤廠在煤氣生產(chǎn)、試驗過程中煤質(zhì)的優(yōu)劣除質(zhì)量指的也可以用洗煤的辦法解決,如神華集團神東公司標外,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的塊煤進行重介質(zhì)洗煤,使公司根據(jù)其多年的經(jīng)驗,特別強調(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),強調(diào)在廠內(nèi)設置一個大煤場,對于氣化、動力用戶均十分有利針對各煤礦來煤,采用橫鋪豎切的辦法使其原料煤對于某些煤化工企業(yè),為了控制原料煤煤質(zhì),盡可能在相當長的一段時間內(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)的相對穩(wěn)定。他用煤,如湖南巴陵廠采用神府煤與當?shù)孛夯旌鲜乖跉饬鞔矚饣夹g(shù)中,20世紀90年代初,德用,安徽林泉廠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引進時,采用棗華鄂爾多斯直接液化廠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蒙托貝配用于殼牌氣化爐等?？偠灾?對于煤化工企業(yè)洛的試驗爐中做試驗時,比較順利;然而針對第二來說,如何使其混合均勻,即“用煤均質(zhì)化”則是次送去的煤進行試驗時,其運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。的問題,究其原因就是第二批柴里煤的灰熔融流動溫度比第一批的高了50℃,而實驗人員并未注意作者簡介:陳家仁(1938-),男,上海人,研究員,長期從事到,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大力推廣時,安慶化肥廠的氣化爐用煤為yH中國煤化工CNMHG皖北劉二礦煤,劉二礦煤的灰熔融流動溫度高達(收稿日期:2011-08-09)