煤的适应性对水煤浆加压气化的影响研究.pdf

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1、煤的适应性对水煤浆加压气化的影响研究高智武张海国刘剑(新能能源有限公司,内蒙古鄂尔多斯014300)摘要：煤的适应性直接决定了水煤浆加压气化工艺运行效果，煤的热量、灰分含量、元素、浓度及粉度等是水煤浆加压气化工艺参数的重要影响因素。本文分析了水煤浆加压气化的工艺原理及水煤浆的特性，概述了水煤浆加压技术的优缺点。关键词：固体酸法；硫酸法；氢氟酸法；综合对比1水煤浆加压气化工艺简介会减少。碳的转化率主要受到煤浆粒度大小的影响，这是因为煤浆粒度影响了煤粒在反应炉中的停留时间和气固反应时的20世纪30年代美国德士古公司开发了较为成熟的水煤浆

2、接触效率。除此之外，粒径大小还和煤浆的表面积有关，颗粒越加压气化工艺，与之前传统的碎煤加压气化工艺相比，该法的小，表面积越大，煤的气化率就越高。这些因素都是小颗粒比大热效率更高。我国在20世纪80年代初引进了德士古水煤浆加颗粒更利于气化反应的原因。压气化的工艺和生产设备，开始了煤制气的新时代。早期是应用在合成氨的生产过程中，同其他的工艺技术相比，水煤浆加水煤浆的流变性直接决定了水煤浆雾化喷燃的效果，因此压气化工艺具有装置结构简单，煤种要求范围广、生产易控制、在进行水煤浆的配制工作时，要确保煤浆的静态粘度处在相对能量利用率高等优点，成

3、为目前最具代表性的工艺方法。较大的范围内且不会产生沉淀。当煤浆处于动态时，其粘度也会降低。综上，煤浆的颗粒大小和配制方法都会影响水煤浆的这里以德士古水煤浆加压气化工艺为例，简要介绍水煤浆加压气化工艺。水煤浆加压气化工艺的主要载体为水煤浆加压粘度，从而对煤浆的气化性能产生影响。气化炉，气化炉配有烧嘴与耐火砖，整个气化炉被分割成燃烧4水煤浆加压气化技术的优势室功能区和激冷室功能区，通过气化炉的炉底排除煤渣。这种虽然加压气化的效果受到煤特性的影响，但是水煤浆加装置所带有的气流床激冷流程在实际工作中气化炉的激冷环压气化技术存在显著的优势，主

4、要如下：第一，对煤种及煤质和渣口很容易被堵塞，并且合成气带灰在运行中所带有的灰尘要求低。可以使用烟煤、焦、次烟煤等煤质，还不受煤的产地及超标，阻碍气化炉功能实现，这些技术缺失降低了气化炉的使块度大小的限制。第二，自动化程度高。加工后的煤浆可以同氧用效率，但是如今已有很多企业根据发展需要加以改进，例如气连续不断地按比例进入气化反应炉，排渣和正常操作不影响通过激冷室出口和洗涤塔等对灰尘超标问题进行优化。生产，系统运行稳定且自动化程度高。第三，单位气体所需能耗2煤的适应性对水煤浆加压气化工艺的影响少。由于生产装置的压力高，产生量大，因此产

5、品具有高压，这2.1煤的灰分及熔点对水煤浆加压气化工艺的影响就减少了后续压缩工序所需要的能耗，节省了成本。第四，产品有效成分含量高。通常情况下，加压气化产生的煤气中有效成未经处理的原料煤的灰分成分有很多，包括二氧化硅、三氧化铝、氧化钙等。原料煤中的灰分含量的增加会引起耗氧量、分(CO+H2)的含量可以占到80%左右，煤气中烃类物质含量很低，产品可以作为合成氨或甲醇生产的原料气，也可用于联合煤耗量的增加，增加了氧气及原料煤的消耗，降低了单位煤产发电项目。第五，反应温度高，转化率高。气化炉的反应温度一生的热值。例如，灰分每增加10%，耗

6、氧量就会相应的增加15%，每公斤原料煤产生的热量大约会减少3700kJ。原料煤的灰分般在1350℃，煤在经过燃烧室后成为熔融态，碳元素的转化率含量还跟燃烧和气化过程中产生的灰渣量有直接的关系，灰分可以达到96%以上。第六，清洁生产水平高，有利于保护环境。越高，灰渣量越大。当煤渣的熔点较高时，一旦出现炉内温度降由于反应温度和压力高，煤种的挥发性物质直接燃烧，不会产低，气化炉就会产生结渣现象。结合我国当前的水煤浆加压气生焦油等污染环境的废气，反应产生的废水中主要污染物是含化工艺的发展和工艺操作水平的提升，煤中灰分的质量分数NH3-N。相

7、较于其他气化方法，本法废水成分相对简单，废水<13%时能够经济稳定运行。产生量较少。2.2煤的构成元素对水煤浆加压气化工艺的影响5结语煤的构成元素主要包括碳、氢、氧、氮等，煤的含氧性主要煤的灰分、熔点、构成元素是反映煤适应能力的重要指体现在吸附能力的大小，煤的含氧官能团越少，煤的吸附性就标。能否制备出高浓度、低黏度水煤浆，满足水煤浆加压气化工越强，形成的煤浆浓度越高，但是会引起气化率的降低，能够起艺的要求，煤的适应性是关键。水煤浆的加压气化法能够显著作用的有效成分变少，会降低反应效率和热值。氮含量决定着提高煤质的适应性，因此需要相关

8、工艺人员能够合理的调整工灰水系统的pH和氨的生成。pH高能减轻对系统的腐蚀，但使艺参数，根据原料的特性，充分发挥煤浆性能对气化效果的影2+2+得水中的Ca、Mg以碳酸盐的形式引起结垢，酸度高则对管响作用。道和设备的腐蚀也很严重。过多的