煤灰中矿物组成分析

Texaco气化技术是目前世界开发最成功的一种煤气化技术。由于Texaco气化炉要求煤灰熔融温度低于1350℃，而高灰熔点煤不能直接用于液态排渣的Texaco气化炉，本文通过研究煤灰中的矿物组成，来寻找通过工艺调节降低煤灰熔融性温度的方法。     

CFB锅炉掺烧水煤浆气化细渣的研究和运行分析

目前我国煤化工行业多年持续发展使得国内煤气化系统细渣处理量高速增加。气化细渣经真空带式或板框过滤机过滤后含水率普遍达到40%～60%,干基残碳质量分数通常在18%～50%。煤气化细渣的无害化处理和资源化利用已成为当前国内外煤化工行业亟待解决的痛点。以水煤浆气化细渣的特性为基础，从气化细渣的残碳(热值)、含水率、掺烧比例和混合燃烧特性等方面研究了水煤浆气化细渣对掺烧的影响。陕煤集团渭化公司水煤浆气化炉气化细渣经过深度脱水干化后含水率降低到28%,输送简单方便，与原料煤掺混后混合燃料的流动性不会造成堵煤断煤，调整混合燃料的含水率和热值等满足CFB锅炉要求后，对锅炉换热效率和运行寿命影响不大。针对气化细渣掺烧进CFB锅炉的运行情况进行分析，掺烧后锅炉运行参数如床层温度、烟气氧含量、排烟温度、床层差压等变化不大；烟气中SO₂,NO_x质量浓度未剧烈变化，不会影响到锅炉脱硫脱硝系统。掺烧前锅炉飞灰含碳量在10%～20%,掺烧后降低到5%～10%,证明合适的掺加量对燃烧有促进作用。气化细渣掺烧后，由于其灰分较原料煤高，进入烟道的飞灰总量将增加，在掺烧比例&...     

蒸汽煤比等因素对循环流化床煤气化过程的影响

以空气和水蒸气为气化剂,在循环流化床煤气化热态试验台上进行了神华、龙口和大同煤的气化试验,研究了蒸汽煤比和煤种对气化过程的影响。试验结果表明:随着蒸汽加入量的增加,床温和煤气热值下降,碳转化率基本保持不变,冷煤气效率基本保持不变或略有下降;龙口煤在加煤速率为10.08kg/h时取得了最高的冷煤气效率值53.96%,而神华煤在加煤速率为6.4kg/h时取得了最高的冷煤气效率值43.98%;煤的活性越高,可以取得的煤气化效率越高,煤气化炉的处理能力也越大。     

基于混料试验设计优化煤气化复配助熔剂

为降低安徽淮南煤气化过程中煤灰熔融温度,解决高灰熔融温度煤在液态排渣气化炉的应用问题,利用混料试验设计对1号(钙基助熔剂)、2号(镁基助熔剂)和3号(铁基助熔剂)3种煤气化复配助熔剂进行优化,并以煤灰流动温度为评价指标,优选出所选助熔剂的最佳复配条件,并建立数学回归模型。结果表明:回归模型得出的煤灰流动温度预测值与试验实测值相差在20℃以内;通过混料试验设计,3种助熔剂的质量分数分别为0、0.47和0.53时,对所选煤样的助熔效果最佳,且数学回归模型预测结果与验证试验结果一致。     

晋城无烟煤灰熔融温度的助熔调控方法研究

研究晋城无烟煤用于液态排渣气化工艺时灰熔融温度的适应性及其助熔调控方法,可为其液态排渣气化技术的现场应用提供基础支撑。选取晋城10个矿区的无烟煤,探究煤灰化学组成及酸碱比等参数对晋城无烟煤灰熔融温度的影响,采用添加碱性助熔剂或掺配高碱性氧化物含量煤的方式研究晋城无烟煤的助熔调控方法。结果显示:晋城无烟煤灰熔融温度高的原因在于灰组分中酸性氧化物含量高(80%～90%)、碱性氧化物含量低(9%～18%)、酸碱比高(4.6～7.6);煤灰熔融流动温度均在1 500℃以上,需添加石灰石类的碱性助熔剂或掺配高钙煤以用于晋城无烟煤的液态排渣气化技术。添加石灰石和配煤的实验显示:在晋城无烟煤中添加2%～4%的石灰石或掺配40%的神木煤即可将流动温度降低至1 400℃以下,从而满足液态排渣气化技术对晋城无烟煤灰熔融温度的要求。     

气流床煤气化过程中氯元素的迁移特性

采用神府煤的多喷嘴对置式水煤浆气化装置与采用安徽煤的Shell煤粉气化装置为对象,通过对煤灰、气化生成灰渣以及废水中氯元素含量的分析以及热力学分析,研究气流床煤气化过程中氯元素的迁移特性。研究结果表明：采用神府煤的多喷嘴对置式水煤浆气化装置中,煤中氯元素主要进入废水中,约为88.81%;采用安徽煤的Shell煤粉气化装置中,进入废水中的氯元素为43.03%,存在于粗渣和飞灰中的氯元素分别为34.93%,15.42%;氯元素主要在煤热解过程中释放出来,释放量与最终废水中的氯元素所占比例基本相当;气化温度和进料形态（水煤浆或煤粉）能显著影响产物中氯元素的存在形式,HCl气体的比例随气化温度的升高而降低,水煤浆气化比煤粉气化产物中含有更多的HCl气体;采用安徽煤的Shell煤粉气化装置,Na,K,Cl元素在飞灰中相对富集,这使得最终排放的废水中氯元素的量减少。     

配煤降低陕北煤灰熔点研究

配煤是降低高灰熔融性煤灰熔点的有效手段之一。本文选用低灰熔点的神木西沟煤(A煤样)按一定比例与高灰熔点的延安车村二号矿煤(B煤样)和神木永兴沟煤(C煤样)相配,研究了配煤对煤灰熔融特性的影响,利用X射线衍射(XRD)和电镜扫描(SEM)考察了配煤煤灰中矿物种类及外貌的变化。试验结果表明,A煤样分别在B煤样和C煤样中添加60%和10%时可以使配煤的软化温度(ST)1350℃,满足气化炉液态排渣的要求;配煤灰熔点的改变不是两种单煤灰熔点简单的加和而是非线性的。     

浅析气化指标对煤气化工艺的影响

介绍了煤在固定床气化炉灰渣层、氧化层、还原层、干馏层中发生的变化,及煤灰熔融性、结渣性、煤的反应性和抗碎强度等各气化指标对煤气化工艺的影响。     

准东高钠煤气化过程中Na的迁移转化规律

针对新疆准东煤由于碱金属Na含量高而无法直接利用问题,基于0.25 t/d高碱煤热化学转化试验台,利用电感耦合等离子体-原子发射光谱（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）以及扫描电镜-能谱（SEM-EDX）等先进检测手段,分析了准东高钠煤在循环流化床不同煤气化温度下碱金属Na的迁移转化特性,同时借助FactSage6.1化学热力学平衡计算软件,理论分析了碱金属Na的析出形式。研究结果表明：随着煤气化温度的升高,底渣中碱金属Na的含量降低,而飞灰中碱金属Na的含量增加;煤气化底渣中的Na主要以钠的硅铝酸盐形式存在,飞灰中的钠主要以NaCl形式存在,并含有少量硅铝酸钠;准东高钠煤在循环流化床煤气化试验时未发生失流现象,底渣和飞灰未发现熔融态;煤中Cl在煤气化过程中对金属壁面有腐蚀作用。     

入炉煤质量对气化产率和经济效益的影响

<正> 0 前言 哈尔滨气化厂是以哈尔滨煤炭公司长焰块煤为原料,采用加压气化工艺生产城市煤气的坑口煤气厂。设计日产煤气160万m~3,年需50～6.3mm粒级煤71.38万t。 投产以来,原料煤灰分指标很难达到设计要求,为此我们必须分析入炉煤性质对气化影响。 1 气化炉用煤质量要求 哈尔滨气化厂加压气化炉对原料煤煤质要求:灰分(A_d)小于26％,限下率小于3％,水分(M_d)小于9％     

准东高碱煤气化过程中碱金属赋存形态迁移转化

利用循环流化床煤气化试验、三步萃取分析和X射线衍射（XRD）分析,对新疆准东煤田的天池木垒煤（TC）中碱金属钠和钾的赋存形态进行了研究,初步获得了天池木垒煤中不同赋存形态钠和钾的转化规律。研究结果表明：钠在天池木垒煤中主要以水溶形式存在,钾主要以不溶形式存在;在煤气化过程中,以有机形式和水溶形式存在的钠易挥发到煤气中,不溶钠总含量增加,且主要存在底渣中,飞灰中钠和钾主要以水溶形式存在;煤气化温度升高,更多水溶钠和酸溶钠挥发至煤气中,同时有更多不溶钠生成;尾部煤气温度降低,煤气中钠会以水溶钠和酸溶钠的形式凝结;通过XRD可以确定天池木垒煤中主要有,NaCl,Na2SO4和K3Na(SO4)2等水溶钠,不溶钠则以硅铝酸盐矿物形式存在且经过煤气化后,有更多硅铝酸盐生成,而会挥发进入煤气,在固态样品中无法检测到。     

我国气化用煤煤质评价指标体系构建研究

不同气化工艺、不同气化炉型对煤质的要求不同,若选择不当,会导致煤气化装置生产指标下降甚至不能正常运行。因此,本文通过实地调研我国煤化工企业的技术发展现状,详细收集和分析了气流床粉煤气化炉、气流床水煤浆气化炉、流化床气化炉和固定床气化炉对配煤煤质的要求,结合有针对性的采样测试分析工作,对比现有评价指标存在的不足并进行补充和完善,更新了原有气化用煤煤质指标要求,首次建立起一套符合中国目前国情的气化用煤煤质评价指标体系。     

徐州马庄煤矿煤炭地下气化试验研究

在徐州马庄煤矿煤炭地下气化试验过程中,研究了地下气化炉盲孔式电点火工艺,气化通道正、反向火力渗透互换燃烧贯通技术,并对混合小Ｕ型炉、双火源燃烧气化工艺方案进行了研究。指出了急倾斜煤层无井式地下气化煤气热值的发展变化规律。试验结果表明,急倾斜无井式地下气化盲孔式电点火工艺,气化通道正,反向火力渗透互换贯通技术是可行的,煤气热值随煤气流量的增加而升高,并趋近于一稳定值,双火源气化工艺可提高气化炉的温度     

煤灰熔融性对气化用煤的影响

以实验室所评价的气化用煤样为依据,采用添加不同助熔剂或添加不同灰融熔性的煤以改变煤灰熔融性,讨论了煤灰融熔性对液态排渣气化用煤的影响.结果表明,添加助熔剂或添加不同灰融熔性的煤可以改变煤灰熔融性,同时应根据实验确定助熔剂的种类及添加量、掺配煤种及掺配比例.     

煤炭地下气化气化工作面径向扩展探测研究

地球物理方法可以实现燃空区的间接探测,而钻孔探测可以更直接地获得燃空区样品,深入了解地下气化工况及燃空区形貌。依托煤炭地下气化现场试验工程,采用直接钻孔探测及取样,对获取的煤、岩、焦、渣样品进行了元素分析及灰分分析,采用XRD,SEM-EDS对其矿物质组成进行了表征。研究结果表明,高活性褐煤煤层空气气化,气化面的径向扩展宽度小于17 m。在沿主气化通道径向扩展4 m附近,煤层经历了高温气化反应并伴随高温特征矿物质的生成,气化后煤层残炭约为10%,煤层的气化引起了上覆盖岩层的松动与坍塌;距离气化通道径向扩展17 m位置,接近气化传热的边缘,只有上部煤层受到热的影响,煤层顶板未发生变形;在此基础上绘制了燃空区综合形貌图。     

彬县煤在鲁奇气化炉中的试烧

介绍了彬县煤在鲁奇气化炉中试烧的全过程.试烧结果表明,彬县煤作为鲁奇气化炉的煤源是可行的,但粗煤气出口温度、灰锁温度较高,较不易操作;相对于义马煤,租煤气中CO含量提高约5%,CH4略有降低,有效气(CO+H2)含量占61.2%.其副产物焦油、中油产率略低于义马煤.     

3种煤焦的CO2气化反应特性及动力学模型

为探索不同煤种的气化反应特性及其动力学,以神木煤、新疆准东煤和印尼加里曼丹岛煤3种煤质差异较大的低阶煤为原料,在水平管式炉上制备了3种煤样的900 ℃快速热解煤焦,并采用热重分析仪考察了3种煤焦的非等温和等温气化特性,用分布活化能模型和随机孔模型拟合了煤焦的CO2气化反应速率与碳转化率间的关系。研究结果表明：煤焦的非等温气化反应活性和等温气化反应活性存在一定的差异,气化温度、煤种及煤灰分中的碱金属均影响气化反应活性,煤焦的等温气化反应活性为印尼加里曼丹岛煤焦的最高,神木煤焦最低,气化温度对神木煤焦的影响更显著。分布活化能模型和随机孔模型计算的活化能存在一定的关联;随机孔模型能较好地拟合煤焦气化实验数据。     

准格尔电厂炉前煤矿物组成及其对高铝粉煤灰形成的贡献

准格尔电厂粉煤灰中的Al₂O₃含量高达52.72%,这在世界上十分少见,为详细了解这一特殊粉煤灰的成因并加以高附加值利用,采用ICP-AES,XRD和FESEM-EDX等方法详细研究了该电厂炉前煤的煤岩、煤质、煤中矿物组成和灰成分特征,同时测定了粉煤灰的化学成分.结果表明,准格尔电厂煤中矿物以高岭石和勃姆石为主,分别占煤中矿物总量的71.1%和21.1%.粉煤灰中高Al₂O₃含量来源于煤中丰富的高岭石和勃姆石矿物在电厂高温下的转化和分解产物;石英仅占煤中矿物组分的1.9%,也相应地提高了粉煤灰中的Al₂O₃/SiO₂质量比,使得这一比值达到1.50,是常见粉煤灰的3倍左右.煤中其它矿物含量较少,使得粉煤灰中其它氧化物含量相应降低,这为高铝粉煤灰的高附加值利用奠定了良好基础.