煤质黏温特性对Shell煤气化的影响.pdf

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1、工艺管理煤质黏温特性对Shell煤气化的影响刘贵宾张欢欢马海腾（河南开祥化工有限公司，河南三门峡472300）摘要：黏温特性是黏度随温度变化而变化的性质，煤质黏度直线上升，灰渣流动性减弱，则会导致大量的熔渣在气化炉温特性的好坏决定Shell气化炉能否顺利排渣和挂渣，是Shell煤出渣口处累积，轻则会在渣口及渣池内形成大渣块，造成排渣气化入炉煤质选择判断的一项重要指标。本文对煤质的黏温困难，影响顺利排渣。重则渣块堵塞排渣口，造成系统停车。特性的影响因素进行了分析，提出了Shell煤气化对黏温特性的2.3侵蚀耐火材料损坏内件要求，对黏温特性对Shell煤气化的影响进行了综合的分析。煤质的黏温

2、特性差，为保证顺利排渣，这就需要提高温度关键词：黏温特性；Shell煤气化；灰渣成分；黏温特性曲线来降低黏度。但炉膛温度的提高，会使炉壁渣黏度降低，渣流Shell煤气化属于第二代煤气化技术，以煤粉为原料，采用动性变强。导致气化炉膜式水冷壁固定渣层厚度减薄，熔渣因气流床加压气化、液态排渣的形式。煤质的变化对Shell煤气化流动速度过快而失去对水冷壁的保护作用，无法实现“以渣抗［1］装置的稳定运行有直接影响，保证入炉煤质符合要求，才能确渣”。造成耐火材料的侵蚀，同时高速合成气流对气化炉内件保装置的稳定运行。煤质的黏温特性是Shell煤气化入炉煤质的冲刷磨蚀还会加剧，严重缩短气化炉膜式水冷壁的

3、使用选择判断的一项重要指标，它是指煤的灰分在不同温度下熔融寿命。时，液态灰渣所表现的流动性。是黏度与温度之间的关系特图1混煤的灰渣粘温特性曲线征，黏度指数高，说明黏度随温度变化小，其黏温特性好。1煤质黏温特性的影响因素1.1煤灰渣组成影响煤质黏温特性主要因素是煤灰渣的组成，煤灰渣主要成分为Si、AI、Ca、Fe、Mg、Na、K、Ti、S、P等元素的氧化物及其盐类。其中Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O属碱性组分，SiO2、Al2O3、TiO2属酸性组分。酸性组分与碱性组分的比值为酸碱比，一般而言，比值增大，煤的灰熔融性温度升高，黏度增大，反之降低减小。通过研究得知SiO2、A1

4、2O3、CaO、Fe2O3是影响煤质黏温特［2］性的主要因素。SiO2含量高灰渣黏度就高，但对灰熔点的影响是不确定性的。原因是SiO2在煤灰中主要以非晶体存在，在2.4增加氧耗煤耗降低有效气体含量高温情况下易与金属氧化物和非金属氧化物生成低温共熔体，因煤质黏温特性差，为顺利排渣，就需要提高O/C，以提高使灰熔点降低。当SiO2含量较多时，会有游离的SiO2存在，致使气化炉温度，降低灰渣黏度。这样就导致需要更多的O2与C反灰熔点升高。A12O3对灰渣黏度影响不大，但因A12O3有牢固晶应生成CO2来提供热量，导致气化炉的氧耗、煤耗增大，热效率体结构，熔点较高，在煤灰熔融过程中起骨架作用，所

5、以煤灰中随之降低。并造成粗合成气中CO2含量升高，有效气体成分［3］A12O3含量越高，煤灰熔点越高。CaO属于碱性氧化物，有降CO+H2含量降低，不利于气化炉的经济运行。低黏度的作用，但因自身为一种高熔点氧化物，又能与其它矿3结语［4］物质形成低温共熔体，所以灰熔点随煤灰中CaO含量的增加煤质黏温特性的研究，对Shell气化炉选择入炉煤质提供了先降低后升高。煤灰中的Fe2O3含量越高，一般情况下灰渣的黏一定的参考依据，为气化炉能够顺利排渣和挂渣提供了保障，度及灰熔点就越低。同时，因煤灰成分复杂，各组分含量变化降低系统氧耗与煤耗提高有效气体成分提供了帮助，减少了设较大，因而煤质的黏温特性

6、与煤质成分间存在一种不确定的数备的侵蚀与磨损，有效延长了气化炉的使用寿命。但由于煤质量关系，具体的还要借助黏温特性曲线来作为参考。成分的复杂性，单从煤质的成分对黏温特性进行判断存在一定2煤质黏温特性对Shell煤气化的影响的局限性，不能准确、直观地表现其关系，难以准确指导实际工2.1Shell煤气化对黏温特性的要求作，需要借助黏温特性曲线进行综合判断。煤质黏温特性的好坏是气化炉长周期稳定运行的关键，参考文献：Shell煤气化工艺要求入炉煤质的最佳灰渣黏度范围为2-25Pa·［1］刘闯,马海腾.二元混煤在Shell煤气化中的应用[A].第九［5］s，操作温度为1400℃-1700℃，以保证

7、气化炉顺利的排渣和挂届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C]，2014.渣，不出现堵渣及耐火材料侵蚀现象，同时具有较高的碳转化［2］李德侠,周志杰,郭庆华,于广锁.榆林煤灰熔融特性及黏率。这就使得Shell煤气化入炉煤质的黏度随温度变化小，灰渣温特性[J].化工学报，2012(01).温度在1400℃-1700℃范围时，灰渣黏度保证在2-25Pa·s的范［3］戴爱军,杜彦学,谢欣馨.煤灰成分与灰熔融性关系研究围内。图1所示是我公