两段式煤气发生炉的气化用煤要求浅析

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1、两段式煤气发生炉的气化用煤要求浅析关键词：两段式煤气发生炉气化煤炭粒度煤质粘结性灰熔点挥发分热稳定性水分机械强度        前言：煤气发生炉作为将煤炭由固态能源转化为气态、洁净能源的主要设备，气化煤种的选择至关重要，直接关系到其整体气化效果。两段式煤气发生炉适宜气化不粘煤、弱粘煤、长烟煤等烟煤，也可以气化质量较好的褐煤，相对一段炉而言两段炉选用煤种范围较宽，但是对气化用煤的具体指标要求较严格。        1、煤炭粒度        任何一种类型的固定床气化装置，都要求入炉煤的粒度均一，满足炉内流体力学和传热传质的需要。两段炉之所以对煤的粒度要求严格，是

2、因为在炉内干馏段和气化段中的料层总高度约为6-8米，如果煤的粒度悬殊，一方面会减少床层内的间隙度、增加炉内阻力，导致气化强度下降，煤气产量降低,灰渣含炭量也会随之增加；另一方面无法保证煤得到均匀、充分干馏，影响了两段式煤气发生炉的气化效果。        在两段炉运行操作过程当中，用户往往只看重炉体结构是否完善、设备运行状态是否正常，却对气化用煤粒度情况重视不够，恰恰是这一点会直接影响到两段式煤气站的气化效果。有的煤气站入炉煤粒度甚至大于100mm，导致其运行效果很差。有资料显示：当入炉块煤中粒度小于10mm的大于20%时，两段炉的气化效率将会下降25%。  

3、      分析国内外的成功经验，结合我国的实际情况，两段炉入炉块煤的粒度要求最好控制在以下范围：        粒级范围：15～30mm；20～40mm；25～50mm；30～60mm        粒度组成：                          ＞60mm应＜5%                          60～40mm为10%                          40～20mm为70%                          20～15mm为10%                          ＜15mm

4、应＜5%        2、煤质要求         两段炉对入炉煤的粘结性、灰熔点、挥发分、热稳定性和水分等都有相应的要求。        （1）粘结性        煤的粘结性是决定该煤是否可以在两段炉内气化使用的非常重要的指标，原因在与：在干馏段内煤料受热将出现膨胀与粘结的现象，如果其粘结性较强，则会在此粘连而聚成大团块或煤饼，破坏上升载热气体的均匀分布、影响干馏效果，而且还会阻碍、甚至堵塞料层均匀下移，导致整个炉内的气化过程恶化。        反应煤在受热状态下的粘结性与膨胀性检测项目有：自由膨胀序数（CSN）、胶质层厚度（Y）值、罗加指数及煤工业分

5、析中的焦渣特征（1-8）等。        经验表明，入炉煤的粘结性，最好按表1中推荐的指标选用。        表1两段炉对煤的粘结性要求项      目推荐指标自由膨胀序数（CSN）＜2罗加指数（R.I），%＜20胶质层厚度（Y值，mm）＜10焦渣特征（1-8）＜3        煤的灰熔点是煤灰熔融特性指标，常用煤灰的软化温度ST来表示，灰熔点是判断煤在炉内气化过程中是否结渣的重要参数。单段炉通常要求ST＞1250℃；两段炉气化用煤的灰熔点应再高一些，这是从全炉的操作温度分布考虑的。为满足干馏段最适宜的反应温度450～600℃，从气化段上升的气流温度应在

6、600～700℃之间，相应地、燃烧层温度将会比单段炉高一些。例如：所选用原料煤的ST＞1300℃，气化过程中即可以满足炉内各层次反应热量需求又不会有溶渣或挂渣现象。        （3）挥发分        两段式炉体结构可降低煤气的携尘量；在干馏段内，煤中的挥发分转变为小分子烃类而析出，集中回收或提高煤气热值。所以我们希望煤中的挥发分含量相应较高，突出体现上述优越性。一般来说，煤中的干燥无灰基挥发分含量，以不低于25%为宜，而〈固定碳/挥发分〉应大于1。        （4）热稳定性        对固定床气化炉来说，煤的热稳定性是影响正常气化操作的重要因素

7、。如果煤的热稳定性较差，煤炭入炉后就会因受热而产生崩裂、破碎，这样一来就会提高炉内阻力和增加带出物的数量。在单段煤气炉中，煤入炉后骤然遇高温而迅速热分解，煤中的挥发分急速析出，会使煤块爆裂粉碎；两段炉结构干馏段高而且料层厚，入炉后的煤块是缓慢受热升温的，煤中水分和挥发分析出速度也相应较慢，不会对煤层造成太大的冲击，因此，两段炉对煤的热稳定性要求可适当放宽。例如：热稳定性较差的褐煤，也可以用于两段炉进行气化。        （5）水分        煤的水分含量高，对气化操作是很不利的，不仅蒸发其中的水分需要消耗一定的热量，使煤气热值降低，而且在贮运上和操作上会

8、带来很大不便，尤其在冬季。统计表明，两