配煤对催化气化工艺中煤灰烧结行为影响研究

针对易结渣煤种,研究不同配煤方式对煤灰熔融特性的影响,在催化气化工况气氛下利用压差法烧结温度测定实验装置对各煤灰进行初始烧结温度测试,并结合X射线衍射(XRD)及Factsage热力学软件计算结果表征分析煤灰的相关物理和化学变化,推测灰中矿物质间的反应及矿物的转变,研究矿物质变迁规律,揭示缓解结渣机理。结果表明,通过将高灰熔点、高硅铝含量煤种同易结渣煤种混配可缓解易结渣煤种的结渣问题,同高灰熔点煤混合可有效提高易结渣煤种灰熔点;混煤工艺不同,对灰熔点及烧结温度影响各异,这主要与催化剂在煤质上分布、催化剂存在形式不同及其与不同煤种中矿物质作用不一有关。     

高灰熔点煤灰熔融特性的可控调整研究进展

我国高灰熔点煤占煤炭储量的57%左右,直接用于气流床气化时将面临"积灰和堵渣"的问题,探索高灰熔点煤灰熔融特性的调控方法对气流床的稳定运行意义重大。主要分析了助熔剂和配煤对灰熔融温度的影响规律;并从矿物质演变机理的角度综述了助熔剂(Fe2O3,Ca O,Mg O,Na2O,K2O和复合助熔剂)、配煤和软件分析(FactSage软件热力学计算和Gaussian量子化计算)如何分析和实现高灰熔点煤灰熔融特性的可控调整;最后阐述了采用支持向量机进行煤灰熔融温度的预测存在精度高的优势。提出了寻找新型助熔剂以增强灰熔融温度调控的准确性和基于支持向量机模型建立煤灰成分与灰熔融温度的关联式,进而指导和优化气化配煤煤种和比例的选择,为高灰熔点煤的清洁高效利用提供理论支持。     

配煤对煤灰熔点的影响及灰熔点预测模型研究

针对皖北刘桥二矿煤（A）属于高灰熔点煤,无法满足Shell气化炉液态排渣的需要。考察了采用配煤技术降低煤A的灰熔点的效果,结果表明,配煤可以显著的降低煤A的高灰熔融性。使其能够满足Shell气化炉液态排渣工艺的要求。并采用最小二乘法对灰熔点与煤灰灰成分之间建立并回归了预测模型,预测模型方程表明,若能增加配煤煤灰中MgO的含量可显著降低煤灰熔点,增加配煤煤灰中CaO的含量可使煤灰熔点降低,在煤灰中SiO2和Al2O3总含量一定的条件下,高硅低铝的配煤煤灰可进一步降低煤灰熔点。同时该模型能较好地预测三种原煤配煤的灰熔点。     

高灰熔点煤的气化(Ⅰ)——助熔剂实验室研究

水煤浆加压气化虽然对煤种的适应性较强,但最适宜气化灰熔点较低的年青烟煤。对于高灰熔点煤,可以通过添加助熔剂的方法,降低灰熔点和灰粘度,使之在不太高的温度下操怍。本文介绍了助熔剂对煤灰特性和水煤浆性能的影响。     

榆林煤作湿法加压气流床气化原料的分析

榆林煤属于高发热量、低灰、低灰熔点、高还原率的优质煤;通过成浆性试验,确定了原煤的粒度分布、添加剂加入量,并测定了料浆的流变特性;分析了原料煤反应活性和煤灰特性对气化操作的影响,并估计了原料煤的气化指标;指出榆林煤是适合湿法加压气化的优良煤种。     

试验气氛对煤灰熔点测定结果的影响

煤灰熔融性(即灰熔点)不仅是评价工业用煤的重要指标,也是煤灰结渣特性的重要参数,直接影响煤的气化效果。以神华新疆化工有限公司所用红沙泉混煤和黑山混煤为例,按照《煤灰熔融性的测定方法》(GB/T 219—2008)的要求,通过改变封碳法中石墨粒的质量(即控制不同的试验气氛),探讨煤灰熔融性测定时试验气氛与煤灰熔融性之间的关系。结果表明,不同试验气氛对煤灰熔点(主要指流动温度)的影响不同,必须严格按照现场装置一样的气氛进行煤灰熔点的测定,所得数据才对工业生产具有指导意义;同时,利用煤灰熔融性变化的规律,可采用配煤、添加耐熔剂或助熔剂等方法改变或调控煤灰熔点,以满足气化工艺的要求。     

添加剂对催化气化工艺中煤灰结渣性及气化性能影响研究

煤催化气化工艺中碱金属催化剂的引入加剧了气化炉的结渣,直接影响了流化床气化炉的正常操作。煤灰的烧结特性是流化床气化炉结渣的主要影响因素之一。通过自制的压差法烧结温度测定实验装置,并结合XRD等分析表征及Factsage热力学软件模拟计算,考察了不同添加剂对煤灰烧结特性及气化性能的影响,并从矿物学角度探讨了添加剂对煤灰结渣特性及气化工艺的影响。结果表明,添加硅铝系添加剂可提高煤灰的烧结温度;相比硅系添加剂,添加高铝系添加剂对改善煤灰的烧结温度效果更明显;高铝系添加剂可作为一种高效的阻熔剂,但因在气化过程中容易同催化剂反应,导致催化剂催化性能降低,对煤的气化活性及催化剂回收率产生不利影响;添加氧化钙添加剂,煤的灰熔温度及烧结温度均增加,随氧化钙含量增加,灰熔点及烧结温度均升高,且对气化活性及催化剂回收率有良性作用;氧化钙可作为改善煤种结渣性的添加剂用于催化气化工艺中,需根据煤种性质及工艺特点确定适宜的添加量。     

添加剂对催化气化工艺中煤灰结渣性及气化性能影响研究

煤催化气化工艺中碱金属催化剂的引入加剧了气化炉的结渣，直接影响了流化床气化炉的正常操作。煤灰的烧结特性是流化床气化炉结渣的主要影响因素之一。通过自制的压差法烧结温度测定实验装置，并结合XRD 等分析表征及Factsage热力学软件模拟计算，考察了不同添加剂对煤灰烧结特性及气化性能的影响，并从矿物学角度探讨了添加剂对煤灰结渣特性及气化工艺的影响。结果表明，添加硅铝系添加剂可提高煤灰的烧结温度；相比硅系添加剂，添加高铝系添加剂对改善煤灰的烧结温度效果更明显；高铝系添加剂可作为一种高效的阻熔剂，但因在气化过程中容易同催化剂反应，导致催化剂催化性能降低，对煤的气化活性及催化剂回收率产生不利影响；添加氧化钙添加剂，煤的灰熔温度及烧结温度均增加，随氧化钙含量增加，灰熔点及烧结温度均升高，且对气化活性及催化剂回收率有良性作用；氧化钙可作为改善煤种结渣性的添加剂用于催化气化工艺中，需根据煤种性质及工艺特点确定适宜的添加量。     

配煤和添加助熔剂降低淮南煤灰熔点的实验研究

淮南矿区煤炭资源虽然富足,但按照GB/T219-2008《煤灰熔融性的测定方法》对淮南煤的煤灰熔融性测定,淮南矿区高灰分煤较多,灰熔融性温度基本都高于1500℃,无法直接用于液态排渣的气化炉。为了让淮南的高灰分煤能够应用于Texaco气化技术,本文研究了配煤和添加助熔剂对高灰熔点淮南煤煤灰熔融特性的影响。实验结果表明,配煤和添加助熔剂均能降低淮南煤灰熔点。SH煤的配煤效果要好于YM煤。添加60%的SH煤可以使得淮南煤灰熔点降至1350℃。FHD#和KZ5#助熔剂的助熔效果要好于KZ1#和KZ19#。5%FHD#和KZ5#的添加量可以使得淮南煤灰熔点降至1350℃。     

配煤对煤灰熔融特性影响的实验研究

高灰熔点淮南煤A分别与低灰熔点煤G和B按不同配比相配，制成两种配煤灰样，用5E-AFⅡ型智能灰熔点测定仪测定其在弱还原性气氛下的熔融特征温度，利用X射线衍射（XRD）分析了配煤灰样在不同温度和不同配比下矿物组成的变化．结果表明，配煤能有效改善煤灰熔融特性，配煤灰熔点与配比之间是非线性关系；高温下矿物形态的转变是导致配煤煤灰灰熔点变化的主要原因，莫来石有增高灰熔点的作用，石英与钙长石和铁橄榄石等矿物共存时，能够形成低熔点的共晶体使得灰熔点降低．     

煤灰熔融性的研究现状与分析

介绍了国内外有关煤灰熔融性研究的现状，并对研究重点进行了分析煤灰熔融 不但与煤灰化学组成有关，还与灰成分的矿物形态有关。研究表明，煤灰熔融温度与相平衡性有良好的相关性，这为研究煤灰熔融温度的控制方法，探索煤灰在高温下的变化要理提供了理论指导。     

Shell粉煤气化工艺煤灰熔融性探析

介绍Shell粉煤气化工艺中飞灰的形成过程及其特性,对煤灰的熔融性进行探析并提出稳定气化炉运行的操作建议。煤灰的熔融特性不仅与灰的成分有关,还与燃烧过程中灰中各成分之间的相互作用有关。灰熔融性温度主要取决于煤中的矿物组成、其氧化物的成分和配比及燃烧气氛等。     

Study on the ash fusion temperatures of coal and sewage sludge mixtures

The coal, sewage sludge, water and chemical additives are milled to produce coal-sludge slurry as a substitute for coal-water slurry in entrained-flow gasification, co-gasification of coal and sewages sludge can be achieved. The ash fusion temperature is an important factor on the entrained-flow gasifier operation. In this study, the ash fusion temperatures (DT, ST, HT and FT) of three kinds of coals (A, B and C), two kinds of sewage sludges (W1 and W2) and series of coal-sewage blends were determined, and the mineral composition during the ash melting process was analyzed by X-ray diffraction (XRD). The results showed that the ash fusion temperatures of most coal-sewage blends are lower than those of the coals and sewage sludges. The ashes have different mineral composition at different temperature during the heating process. It was found that the mineral composition of AW1 blend ash is located in the low-temperature eutectic region of the ternary phase diagram of SiO₂-Al₂O₃-CaO. The minerals found in BW1 blend ash are almost the same as those in B coal ash. Kyanite is detected in CW1 blend ash, which results in the ash fusion temperatures of CW1 blend ash higher than those of C coal. We found that sodium mineral matters are formed because of NaOH added to W2, which can reduce the ash fusion temperature of coal-sewage blends.     

A new approach for the prediction of ash fusion temperatures: A case study using Turkish lignites

Prediction of ash fusion temperatures by using the chemical composition of the ash has previously been conducted only with linear correlations. In this study, a new technique is presented for predicting the fusibility temperatures of ash. Non-linear correlations are developed by using the chemical composition of ash (eight oxides) and coal parameters (ash content, specific gravity, Hardgrove index and mineral matter content). Regression analyses are conducted using information for Turkish lignites. Regression coefficients and variances of non-linear and linear correlations are compared. The results show that the non-linear correlations are superior to linear correlations for estimating ash fusion temperatures.     

助熔剂对高灰熔点煤影响的实验研究

对山西两种高灰熔点煤添加不同比例的CaO和Fe2O3助熔剂后的熔融特性及其在高温下的矿物质行为进行了实验研究,用X射线衍射观察分析了不同温度下的煤灰矿物组成变化.结果表明,在弱还原性气氛下,两种助熔剂均可有效降低煤灰熔点,但不同的助熔剂对不同煤灰熔点降低的效果不同.当在煤灰中添加适量助熔剂时,煤灰熔点可达到最低,这是由于煤中矿物质在高温下与CaO,Fe2O3发生反应,最终形成低熔点共熔物,从而使得煤灰熔点下降.     

混煤燃烧过程中矿物质的形态变化及相变

引　言炉内受热面结渣被认为是电站锅炉中最难以处理的一个问题 ,特别在我国长时间内煤粉锅炉作为主要的能源供应手段 .近年来 ,国内有许多电站采用混煤燃烧的方法以适应不同的要求 ,如减少结渣和ＳＯｘ 的排放 .然而 ,实际上如果混煤中设计使用的煤和实际使用的煤特性不一样 ,混煤燃烧可能会导致严重的结渣 .对单一煤种燃烧过程中的矿物质行为已经有了广泛研究[1～ 4 ] ,但对混煤很少有研究[5,6] .本文主要研究混煤燃烧后矿物质行为特性的变化 ,并用ＸＲＤ分析矿物质形态随温度的变化 ,从矿物学的观点来解释混合煤灰熔融特性 ,以揭示混煤结…     

壳牌煤气化关键设备浅析

壳牌粉煤气化是一种先进成熟的洁净煤气技术,该技术的关键设备是由气化炉、输气管和合成冷却器三大件组成。其中气化炉又是核心。壳牌粉煤气化工艺的优点是通过煤气化关键设备-气化炉、输气管和合成气冷却器等进行安全可靠合理的配置反映出来。     

煤催化气化催化剂发展现状及研究展望

煤与气化剂(如水蒸气、CO2、H2和O2)之间的气化反应最有效的催化剂主要为碱金属、碱土金属以及过渡金属的盐类,根据其组成,详细论述了煤催化气化催化剂的特性。据研究,在气化反应中碱金属催化剂如Na、K等易与煤中矿物质如Si或Al反应致使催化剂失活,同时过渡金属易被煤中S毒化,这在一定程度上制约了煤催化气化工业化进程。论述了煤催化气化催化剂的研究方向,认为开发新型高效、低廉且易回收催化剂是有必要的。     

气化条件下煤灰熔融性研究

以CaO和Fe2O3为助熔剂,分别与7种煤样进行不同比例的混合,在气化条件下进行煤灰熔融性实验,降低煤灰熔融性温度,为生产合成气用煤的选择提供科学依据。实验结果表明,7种煤样的流动温度均能降至1400℃以下,煤灰添加CaO助熔剂时的灰熔融性温度变化比较稳定,而对Fe2O3助溶剂都较为敏感,仅在很小的含量范围内能达到最低点,而且规律性较差。     

残炭对高镁煤灰熔融特性影响机制研究

为研究残炭对高镁煤灰熔融特性的影响,选取典型宁东气化用煤——梅花井煤为原料进行了不同残炭质量分数煤灰的灰熔融温度(t_AF)测试。利用FactSage7.3热力学软件对煤灰熔融过程进行模拟计算,探究了不同残炭质量分数煤灰在一定温度区间内的矿物转变。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜结合能量色散光谱仪(SEM-EDS)分别对煤灰的矿物质组成及微观形貌进行了表征。结果表明:在煤灰熔融过程中,钙长石和辉石类矿物质在1275℃开始熔融为液相,其含量明显降低,煤灰的熔融是熔融-溶解机制;煤灰在熔融过程形成大量的低温共熔物(橄榄石、尖晶石和辉石)主导了煤灰的熔融温度,从而使得煤灰的熔融温度较低;随着残炭质量分数增加,低熔点矿物尖晶石含量急剧增加,煤灰的熔融温度呈降低趋势,这是由于氧化镁的离子势较低(3.0);在高温条件下MgO对煤灰中其他组分的作用是氧给予体,而残炭的存在能够剥夺氧化镁中的氧,从而阻止多聚物聚集,引起煤灰熔融温度降低。