煤氣化灰渣處理方法Microsoft文檔

1、1、煤質(zhì)要有較高的揮發(fā)分，以便成漿 灰熔點不能太高，太高要加助熔劑 灰分要有限制，降低氧耗2、揮發(fā)份高容易改性，成漿性好對內(nèi)水有要求，灰熔點不能太高對灰分 含量及組分有要求。3、主要是灰熔點不能太高，再就是灰渣的流動性好，否則的加入大量的 助溶劑，使灰水處理系統(tǒng)的水硬度提高，系統(tǒng)結(jié)垢嚴重，是水煤漿加壓氣 化裝置的頑疾，另外高揮發(fā)性和低的內(nèi)水含量是決定煤種成漿性的主要條 件，一般內(nèi)水越低成漿性越好。4、1灰融點低，有利與氣化在較低的溫度下進行，有利于設(shè)備壽命的延長。 2較好的粘溫特性，粘溫特性好，有利于氣化的排渣，穩(wěn)定操作。3反應(yīng) 活性，反應(yīng)活性好，則反應(yīng)速度快，氣化效率好。4發(fā)熱量，發(fā)熱量高的

2、 煤，氣化效率高。5可磨性，可磨指數(shù)高易于制漿，成漿性能好，灰分， 灰分含量高，則比氧耗高，且灰渣對耐火磚的沖蝕加大，同時增大合成氣 的水汽比和灰水處理的負荷幾種常見的煤氣化方式對煤質(zhì)的要求煤的主要品質(zhì)灰熔點、揮發(fā)分、含水量、熱穩(wěn)定性、強度及硫、磷、砷、 氯的含量是煤的固有特性，不同的煤其主要品質(zhì)不同。目前常用的幾種煤氣化方式-固定層間歇式氣化、魯奇（Lurgi）的粒煤氣化、殼牌（Shell）述如下。下表列出了幾種常見的煤氣化方式對煤質(zhì)的要求：表2-1幾種常見的煤氣化方式對煤質(zhì)的要求指標間歇式固定層氣化Lurgi固體排渣Shell內(nèi)水（AR； %）灰分（： MF）揮發(fā)分（： MF）總硫（： M

3、F）磷（： MF）砷（： MF）氯（： MF）3-4越低越好越低越好20%越低越好越低越好8% 16%越高越好1300 1350 1400Texaco含多噴嘴6%85越高越好可磨指數(shù)越高越好（1）、間歇式固定層氣化為獲得高的氣化質(zhì)量和氣化強度，它要求煤的粒度均勻、反應(yīng)活性好、灰 分和揮發(fā)分含量小，機械強度大、熱穩(wěn)定性強，必須以焦炭或無煙煤作原 理。在中國山西和貴州儲量最大，約占中國無煙煤總儲量的80%；河南、 河北、四川、青海等占20%。目前因間歇式固定層氣化煤利用率低，排 水中苯、酚、焦油較難處理、污染大，世界各國幾乎全部淘汰，只有中國 仍大量使用。（2）、魯奇（Lurgi）的粒煤氣化魯奇（

4、Lurgi）的粒煤氣化技術(shù)比較成熟，在中國已有大型裝置運轉(zhuǎn)。世 界上應(yīng)用最多的是南非薩索爾公司，有97套設(shè)備。魯奇煤氣化有固體排 渣和液體排渣兩種爐型，其固體排渣爐型與間歇式固定層氣化對煤質(zhì)的要 求類似，適合于低灰分、低揮發(fā)分、高熱值、灰熔點FT 1350且要求 較高的機械強度和熱穩(wěn)定性的無煙煤、貧瘦煤。貧瘦煤在中國分布較廣但 儲量較小。同時貧瘦煤又是理想的煉焦原料，因此中國適合魯奇（Lurgi） 爐的煤炭較短缺。（3）、殼牌（Shell）的干煤粉氣化殼牌（Shell）的干煤粉氣化工藝的原料煤為粉煤，用高壓氮氣輸入氣化 爐。對煤種的適應(yīng)性較寬，對煤的粒度、含水量、灰分含量等指標均不敏 感，但對

5、灰熔點FT 1400的煤須加入助熔劑（石灰石）改變?nèi)墼阅?，在我國適合于殼牌（Shell）的煤種較多，但最好是高熱值、低水分、低 灰分、高揮發(fā)分、灰熔點FT 1400的長焰煤或氣、肥煤，可以獲得較 好的運行質(zhì)量。（4）、德士古（Texaco）的水煤漿氣化德士古（Texaco）的水煤漿氣化因燃燒室為耐火磚襯里且煤在燃燒室內(nèi) 停留時間較短，同時如煤中灰分含量高會加速灰水系統(tǒng)的結(jié)垢，影響系統(tǒng) 的長周期運行。為獲得較長的運行周期，高的產(chǎn)氣量，低的氧耗、煤耗， 長的耐火磚使用時間，要求煤具有較高的反應(yīng)活性、較高的揮發(fā)分、低的 灰分、低的含水量及適可的灰熔點，同時煤的成漿性要好；為保護煤氣凈 化觸媒要求煤

6、中的有害物質(zhì)（硫、磷、砷、氯）越低越好；由于受到灰溶 點的限制，德士古（Texaco）的水煤漿氣化用煤相對于殼牌（Shell）的干 煤粉氣化用煤適應(yīng)性較窄。新型（多噴嘴）水煤漿氣化爐與德士古（Texaco）的水煤漿氣化爐工藝接 近,對煤質(zhì)的要求相同。水煤漿氣化工藝對原料煤的要求水煤漿氣化爐工藝原則上在高于灰熔點5O100的溫度下操 作，以便于順利排渣，根據(jù)德士古水煤漿氣化廠的生產(chǎn)經(jīng)驗，水煤 漿加壓氣化用煤選擇原則應(yīng)以煤的“氣化性能及穩(wěn)定運行性能”為 主。21煤的灰分含量灰分是煤中的無用形式成分，為使其能順利地以液態(tài)形式排出水 煤漿氣化爐，必須將溫度升至其灰熔點以上，無謂的增加了氧氣消 耗有資料

7、表明，在同樣的氣化反應(yīng)條件下，灰分每增加1%,氧耗增 加0. 7%0. 8%,煤耗增大1. 3% 1. 5%；其次灰分增加， 使燒嘴和耐火磚的磨損加劇，壽命大大縮短，同時灰、黑水中的固 含量升高,系統(tǒng)管道、閥門、設(shè)備的磨損率大大加劇,設(shè)備故障率 提高?；曳趾扛邔Τ蓾{性能也有一定的影響,除使煤漿的有效成 分降低之外,還使煤質(zhì)的均勻性變差,消弱了煤漿分散劑的分散性 能,在相同的情況下,對提高煤漿濃度不利。建議所選煤樣的灰渣 干基含量不高于13%。2.2煤的最高內(nèi)水含量煤的內(nèi)水含量對氣化過程的主要影響表現(xiàn)在對成漿性能的影響,一 般認為煤的內(nèi)水含量越高，煤中的O/C越高，含氧官能團和親水官 能團越多

8、,空隙率越發(fā)達,煤的制漿難度越大。煤質(zhì)對成漿性能的 影響是多方面的,各影響因素之問密切相關(guān)。煤的內(nèi)在水含量越高 時所制得的煤漿濃度越低,而且使添加劑的消耗、煤耗、氧耗均有 一定的增加，綜合技術(shù)與經(jīng)濟方面考慮，水煤漿加壓氣化原料用煤 的最高內(nèi)在水含量以小于8為宜.23煤渣的熔融特性煤灰的熔融特性是煤的灰熔點（還原條件下），煤的灰熔點以低于 反應(yīng)溫度50100為宜（熔融溫度）。若煤的灰熔點提高，為使氣 化爐順利排渣，必須將氣化爐的反應(yīng)溫度提高至煤的灰熔點以上， 溫度提高使氣化爐耐火磚的壽命相應(yīng)縮短 （氣化爐的操作溫度每提 高100C,耐火磚的磨蝕速率增加2倍），氧耗、煤耗增加。為了降 低操作溫度必

9、須加入助熔助，而助熔劑的加入會增加煤中惰性物質(zhì) 含量，使耐火磚磨蝕加劇，提高了制漿成本，固體灰渣處理量增加， 灰渣水系統(tǒng)的結(jié)垢量上升。煤的灰熔點以低于1300為宜，考慮到 煤的氣化效率及耐火磚的使用周期等方面的因素，最好的煤種灰熔 點在12501300,如果原料煤的灰熔點太低，由于生產(chǎn)條件下煤 灰的黏度降低，也會加劇對耐火磚的侵蝕，較低灰熔點的煤種可以 通過配煤來解決。揮發(fā)分多指為煤的揮發(fā)分，即將煤加熱到一定溫度時，煤中的 部分有機物和礦物質(zhì)發(fā)生分解并逸出，逸出的氣體（主要是 H2,CmHn,CO,CO2等）產(chǎn)物稱為煤的揮發(fā)分。揮發(fā)分是煤在高溫下受 熱分解的產(chǎn)物，數(shù)量將隨加熱溫度的高低和加熱時

10、間的長短而變化。礦物質(zhì)燃燒灰化時要吸收熱量，大量排渣要帶走熱量，因而降 低了煤的發(fā)熱量，影響了鍋爐操作（如易結(jié)渣、熄火），加劇了設(shè)備 磨損，增加排渣量。煤用于煉焦時，灰分增加，焦炭灰分也隨之增 加，從而降低了高爐的利用系數(shù)。下面這張氣流床煤氣化的典型曲線圖中描述了在一定的水氧比條件下的氣化溫度、CO2、CH4濃度、O/C、轉(zhuǎn)化率間的關(guān)系不知能否解答樓 主的疑問？T”|皿2印頷】任 8/Ojwn L- BAfiOCATION TEHFiPAlPC gPCIiir *:明T“1U XXIMiAS EFFIOENDT P?INT 囪 11KHrl OFERFTqii FCTfTHim be user

11、 f凸中 Piatn connpdl 1ACTUM CUFMS FFOEtT DEFChtEHT24灰的粘溫特性黏度是衡量流體流動性能的主要指標，要實現(xiàn)氣化溫度下灰渣以 液態(tài)順利排出氣化爐，黏度應(yīng)在合適的范圍之內(nèi)，既要保證在耐火 磚表面形成有效的灰渣保護層，又要保持一定的流動性。根據(jù)國內(nèi) 外對液態(tài)排渣鍋爐的研究指出，灰渣的黏度應(yīng)在2540Pa S之間 方可保證順利排渣，水煤漿氣化爐在操作溫度下灰渣黏度控制在 253OPa S為宜。影響灰渣黏度的主要因素是煤灰的組成，即灰 成分。煤灰的主要礦物質(zhì)成分是A12O3、SiO2、MgO等，通過調(diào)查 研究表明：A12O3是灰渣熔點升高、黏度變差的主要成分

12、。A12O3 含量越高，煤灰的流動溫度越高；A1203含量高于40%時，煤灰的 流動溫度大于1500。MgO含量一般很少，MgO又和SiO2形成低 熔點的硅酸鹽。起到降低灰融熔溫度的作用。SiO2是煤灰成分中含 量最高的組分，使煤的灰熔融特性變差，黏度升高，但它與其它的 組分(CaO)可以形成低熔點的物質(zhì)，因而可依據(jù)其含量，在一定范圍 內(nèi)添加CaO以消弱對灰黏度的影響。CaO是降低灰熔點的組分，與si02形成低熔點的硅酸鹽。因而CaO 是最常用助熔劑組分，但其含量過高則析出CaO單體，反而使灰熔 點升高，黏度增大。其添加量應(yīng)控制在與灰分之比為 20%左右。 Fe203也是降低灰熔點及灰渣黏度的

13、組分，因為Fe203在還原氣氛下 被H2或CO還原為FeO, FeO與灰渣中的Sio2和AL2O3形成低熔點 的共熔物。Fe2O3含量低于20%的煤灰，F(xiàn)e2O3含量每增加1%,煤 灰的軟化溫度平均降低18。K2O和Na20含量增高，煤灰熔融溫 度顯著下降，每增加1%,煤灰的流動溫度平均降低16C。25煤灰的焦渣特性灰渣黏度是煤灰的高溫特性，是指測定煤揮發(fā)分后所殘留下焦渣 的特性，共分8類，序號越大粘結(jié)性越強，一般認為水煤漿加壓氣 化工藝的原料煤結(jié)渣特性應(yīng)為l2類。26煤的揮發(fā)分原料煤的揮發(fā)分代表一種煤的變質(zhì)程度，變質(zhì)程度越大，燃燒火 焰越長，反應(yīng)活性越好。煤的內(nèi)在水分與揮發(fā)分有一定的關(guān)系，當

14、 煤的揮發(fā)分在254-5時內(nèi)在水分最低；大于30，隨著揮發(fā)分 的增加而增加；當大于40時，增加較快；小于20時，隨著揮發(fā) 分的降低而增加。煤的變質(zhì)程度越高，成漿性越差。27煤的硫含量對氣化操作的本身并無顯著影響，但生成的煤氣只要高于露點溫 度操作，即可避免設(shè)備腐蝕，硫含量的高低對甲醇洗工序的影響很 大。28煤的可磨性煤被破碎的難易程度稱為煤的可磨性，不同的煤有不同的可磨性 指數(shù)。煤的可磨性直接影響磨機的選擇和工況條件的確定，既影響 水煤漿的產(chǎn)量和質(zhì)量又影響磨機的消耗?？赡バ云毡椴捎霉馗窳_夫法測定（哈氏可磨性指數(shù)HGI）, HGI越 高，表示煤越易磨碎，換言之，煤越軟?？赡バ院玫拿簩嶋H上可以 得到更多的微細顆粒，因而提高了堆積效率，易制的高濃度的水煤 漿。當HGI小于50時候，煤漿濃度急劇下降。HGI越大，煤的成漿性越好。29水煤漿配煤技術(shù)煤料的反應(yīng)性、成漿性、灰熔融溫度是衡量煤種適應(yīng)能力的主要 指標，無煙煤反應(yīng)活性低，褐煤成漿性差，均不適宜于水煤漿氣化， 最適宜的是長焰煤、氣煤等。同時還應(yīng)注意到煤灰在還原性氣氛下 的流動溫度和粘溫特性。對煤質(zhì)的一般要求如下：主要指標：放 熱量達25. 121MJ / kg。越高越好；煤灰的流動溫度在1300C為宜， 過高過低都不利于氣化；煤中灰的含量不得高于 13，越低越好。 次要指標：考慮到煤漿的制備、泵送特性、煤的反應(yīng)活性及氣化 效率