煤炭性质对气化的影响讲课稿 Word 文档

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1、煤炭性质对气化的影响﹙讲课稿﹚煤是由植物残骸经过复杂的生物化学作用和物理化学作用转变而成的，这个转变过程叫做植物的成煤作用。一般认为，成煤过程分为泥炭化阶段和煤化阶段两个阶段。不同煤种的组成和性质相差是非常大，即使是同一煤种，由于成煤的条件不同，性质差异也较大。煤结构、组成以及变质程度之间的差异，会直接影响和决定煤炭气化过程工艺条件的选择，也会影响煤炭的气化结果，如煤气的组成和产率，灰渣的熔点和粘结性以及焦油的产率和组成等。第一节煤种对气化的影响根据气化用煤的主要特征，将气化用煤大致分为以下四类第一类，气化时

2、不粘结也不产生焦油，代表性原料有无烟煤、焦炭、半焦和贫煤。第二类，气化时粘结并产生焦油，代表性原料有弱粘结或不粘结烟煤。第三类，气化时不粘结单产生焦油，代表性原料有褐煤。第四类，以泥炭为代表性原料，气化时不粘结，能产生大量的甲烷。一、气化用煤的主要特性1.无烟煤、焦炭、半焦和贫煤这类原料气化时不粘结，不会产生焦油，所生产的煤气中只含有少量的甲烷，不饱和碳氢化合物极少，但煤气热值较低。2.烟煤这种煤炭气化时粘结，并且产生焦油，煤气中的不饱和烃、碳氢化合物较多，煤气的净化系统较复杂，煤气的热值较高。3.褐煤气化时

3、不粘结但产生焦油。褐煤是变质程度较低的煤，加煤时不产生胶质体，含有较高的内在水分和数量不等的腐植酸，挥发份高，加热时不软化，不熔融。4.泥炭煤泥炭煤中含有大量的腐植酸，挥发份产率近70％左右。气化时不粘结，但产生焦油和脂肪酸，所产生的煤气中含有大量的甲烷和不饱和碳氢化合物。二、不同煤种对气化的影响1、对煤气的组分和产率的影响﹙1﹚发热值与组成发热值的概念：指标准状态下一立方米煤气在完全燃烧时所放出的热量。高发热值：燃烧产物中的水分以液态形式存在称高发热值。低发热值：水也气态形式存在称低高发热值。在各种相同的操

4、作条件下，不同的煤种所产煤气的发热值不同，组成也不同。例如，以年轻的褐煤为气化原料，所生产的煤气甲烷含量高，发热值比其他煤种都高﹙这是由于褐煤的挥发份高、变质程度低，煤气中的干馏气比例大，而干馏气的甲烷含量高，有利于甲烷的生成﹚。对于同一煤种生产的煤气，压力增大，发热值就越高。随着挥发份含量的提高，制得的煤气中二氧化碳的含量上升，在脱除二氧化碳后的净煤气中甲烷含量更高，相应使煤气的发热值提高。﹙2﹚对煤气产率的影响一般来说，煤中挥发份越高，转变为焦油的有机物就越多，煤气的产率下降。﹙1﹚对消耗指标的影响煤炭气

5、化过程主要是煤中的碳和水蒸气反应生成氢，这一反应需要吸收大量的热量，该热量是通过炉内的碳和氧气燃烧以后放出的热量来维持。所以，随着煤的变质程度加深，气化所用的水蒸气、氧气量也相应增加。另外，由于年轻煤活性好，挥发份高，有利于甲烷的生成，这样就降低了氧气耗量。需要注意的是，在不同煤种之间，表示氧和水蒸气的消耗指标时，选用不同的基准，结果差异极大。固定碳含量高、挥发份低的煤种，气化时进入气化段的碳量多，则氧和水蒸气消耗多。不同煤种的活性不同，高活性的煤有利于甲烷的生成，相应消耗的氧气少一些。煤中水分、灰分含量越高

6、，气化时消耗的热量越多，则氧耗也高。﹙2﹚煤种对其他付产品的特性和产率的影响硫化物：煤气中的硫化氢含量，主要取决于原料煤中的含硫量。含硫量高的煤，气化生成的煤气中硫化氢含量就高。氨：在通常情况操作条件下，煤中的氮约50-60％转化为氨，汽化剂中也有原料煤中的10％的氮转化为氨。因此原料煤中的氮含量越高，则煤气中的氨含量愈高。焦油和轻油：焦油产率与煤种性质有关；一般地说，变质程度较深的气煤和长焰煤比变质程度浅的褐煤焦油产率大，而变质程度更深的烟煤和无烟煤，其焦油产率却更低。第二节煤质对气化的影响一、水分含量对气

7、化的影响煤中水分存在形式有三种，包括外在水分、内在水分和结晶水。煤中的水分随煤变质程度的加深而减少，水分较高的煤，往往挥发份也高。有水分的煤在干馏阶段，煤半焦形成时的气孔率大，进入气化层能使反应速度加快，生成的煤气质量较好。另外在气化一定煤种时，其焦油和水分存在着一定的关系，水分太低，会使焦油产率下降。由于气化炉的生产能力较高煤在炉内干燥、干馏层的加热速度很快，容易使煤块破碎而引起出口煤气中含尘量增大，所以要求煤中含有一定的水分，但水分过高又会给气化过程带来不良的影响。①水分过高，增加了干燥所需的热量，从而增

8、加了氧气消耗，降低了气化效率。②水分过高，煤处于潮湿状态，易形成粉煤粘结和堵塞筛分，使入炉粉煤量增加。③入炉煤水分过高，干燥不充分，这样将导致干馏过程不能正常运行，进而又会降低气化层温度，最终导致甲烷生成反应，二氧化碳及水蒸气的还原反应大大降低，煤气质量显著降低。二、灰分含量对气化的影响将一定量的煤样在800℃的条件下完全燃烧，残余物即是灰分。可见，煤的灰分是一种废物，他在煤气化过程中也会带来有害的