Shell气化炉渣池堵渣机理分析

Shell粉煤加压气流床气化技术是先进大型煤气化技术之一。文中结合中石化安庆Shell粉煤气化装置煤质和操作条件,分析了Shell气化炉渣池堵渣机理,提出了优化操作建议。研究表明:Shell气化装置采用的恒源煤灰流动温度约1 500℃,镇雄煤灰流动温度约1 400℃,通过将恒源煤与镇雄煤混配并添加适量石灰石能将配煤灰流动温度降低至1 350℃,同时改善煤灰黏温特性。Shell气化炉渣池结构决定了在一定条件下液态熔渣将沉积在渣屏表面,液态熔渣受渣屏水冷壁冷却形成一固态渣层,当沉积在渣屏表面的大尺度固态渣层脱落后将有可能造成Shell气化炉渣池堵渣问题;通过改善入炉煤质、控制适宜的操作温度和操作负荷等手段可降低Shell气化炉渣池堵渣风险。     

晋城“三高”煤用作航天炉原料煤的技术研究

河南晋开化工投资控股集团有限责任公司现有2套航天炉粉煤加压气化装置(共4台航天炉,合成氨产能1 200 kt/a),设计以神木煤为原料,为节约生产成本及拓展航天炉对煤种的适应性,对晋城矿区赵庄矿"三高"煤和成庄矿"三高"煤煤质特性进行分析,并开展添加一定比例助熔剂(石灰石)降低煤灰熔融性温度的技术研究。研究表明,添加一定比例助熔剂(石灰石)可有效降低晋城"三高"煤的灰熔融性温度和改善其粘温特性,从而使晋城"三高"煤能适应航天炉粉煤加压气化技术液态排渣的需求,保证航天炉的安全、稳定运行,并且有利于提升企业的经济效益。     

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。     

石灰石添加量对黄陵煤灰熔融特性的影响

针对渭河煤化工集团公司气化炉水煤浆加压气化中使用的高灰熔融性黄陵煤,研究了助熔剂石灰石对改善黄陵煤灰熔融特性的作用,讨论了水煤浆中石灰石添加量、灰成分酸性度、煤中灰分对灰熔融性温度的影响。结果表明,石灰石可有效改善黄陵煤的高灰熔融特性,石灰石添加量与煤灰中CaO含量及酸性度相关,确定工况下适宜的石灰石添加量为1.8%～2.5%。     

安庆化肥原料煤配石灰石后灰熔点实验与探讨

根据Shell粉煤气化工艺要求,结合中石化安庆分公司化肥装置原料煤的特性,在原料煤中加配不同比例的石灰石,然后测定其灰熔点;通过实验得出,当原料煤加配4%～6%石灰石时,原料煤灰熔点符合shell粉煤气化工艺对气化炉灰熔点的控制要求.实际生产时加配5%石灰石时,更有利工艺操作,降低风险,确保气化炉的安稳运行.     

石灰石降低煤灰熔融性温度在华鹤公司的研究

GE水煤浆气化炉对煤的灰熔融性温度有严格的要求,鉴于华鹤公司GE气化炉用煤灰熔融性温度高于设计值的现状,以石灰石作为助熔剂,通过改变石灰石的添加比例,考察了石灰石对降低煤灰熔融性温度的影响。结果表明,综合考虑石灰石对灰水系统、煤的成浆性能等影响,以8%的石灰石添加比例可将灰熔融性温度降到1 300℃以下,满足气化要求;提出在实际运行中,可尝试逐步降低石灰石的添加比例,使气化温度低于灰熔融性温度,以减少系统灰含量。     

助熔剂对煤灰熔融过程中矿物行为的影响

针对淮南矿区高灰熔融性煤难以直接用于现有液态排渣煤气化工艺的问题,利用智能灰熔点测定仪和X-射线衍射仪(XRD)在弱还原性气氛下,分别对淮南矿区煤样以及添加助熔剂后灰熔融温度和煤灰矿物行为进行了研究.结果表明,随着灰化温度的升高,高岭石转变为莫来石;碳酸盐矿物逐渐分解.助熔剂ADF和ADC在不同的温度下,容易与煤灰中其他矿物形成硬石膏、赤铁矿、铁尖晶石、铁橄榄石和钙长石等助熔矿物,从而降低煤灰熔融温度.     

Shell 煤气化炉用煤及生产调控

从原料煤灰熔点对Shell煤气化炉稳定运行角度出发,详细介绍了煤的组成对灰熔点的影响、渣的形态对灰流动性的反映和因配煤不均或气化炉水冷壁、烧嘴罩及烧嘴头发生泄漏等情况而导致生产波动时的操作方法,对同类装置稳定运行具有重要指导意义。     

Shell气化工艺积灰堵渣问题浅析

简要地介绍了在Shell气化工艺流程和反应过程中,灰及渣的来源及组份;结合鹤壁煤化工生产过程中遇到堵渣与积灰问题分析了造成的原因,以及堵渣与积灰对Shell气化工艺影响的对立矛盾关系;从增加激冷量、调整烧嘴头对称夹角角度及从煤质配比、石灰石稳定添加、工艺调控操作方面浅析了如何避免堵渣及减少积灰,从而实现了Shell煤气...     

“三高”煤用于航天炉加压煤气化降低灰熔点的研究

大型煤气化技术是煤炭清洁利用、高效转化的核心技术,经济、高效、稳定的煤气化技术对煤化工企业的生产、发展至关重要。通过对晋城"三高"煤(高硫、高灰、高灰熔点)的煤质特性进行分析,采用配煤方式降低煤的高灰熔点特性,通过添加石灰石,降低灰熔点和改善黏温特性。研究表明:添加2%的石灰石能够满足大型煤气化航天炉排渣要求。     

煤质特性指标检测对Shell粉煤气化炉工艺指导的探讨

检测原料煤的灰成分、灰熔融性、配煤黏温特性等煤质特性指标，对Shell粉煤气化炉工艺稳定、经济运行具有重要的指导作用，是选煤、配煤的重要依据。煤质的及时分析和建立煤质资料库是稳定气化操作的保证。     

碱性氧化物对煤灰熔融特性影响的研究进展

准东煤中的钠、钙含量较高,导致在燃用过程中锅炉受热面发生严重的结渣。煤灰的结渣问题与煤灰的熔融特性密切相关,灰中碱性氧化物对灰熔融特性具有重要的影响。本文综述了碱性氧化物对煤灰熔融特性的影响。现有的研究表明,添加Na_2O可以显著降低灰熔融温度,钠长石、霞石等低熔点含钠矿物质的生成及其形成的低温共熔体是灰熔融温度降低的主要原因。灰中K_2O主要以伊利石的形式存在,对灰熔融温度的影响较小。随灰中CaO和MgO含量的增加,灰熔融温度具有先降低后升高的变化趋势,矿物质熔点的变化是灰熔融温度变化的主要原因。灰中Fe_2O_3的存在形式与反应气氛有关。在还原性气氛下,铁主要以FeO的形式存在,铁橄榄石、铁尖晶石等含铁矿物质容易形成低温共熔体,使灰熔融温度降低。未来应着重研究碱性氧化物对准东煤灰熔融特性影响的机理,开发抑制准东煤结渣的高效添加剂。     

煤的灰渣熔融特性及其影响因素研究

煤的灰渣熔融特性是决定气化炉结渣情况的重要参数,不仅与煤灰的化学组成有关,还与灰成分的矿物形态有关。本文介绍了煤的灰熔点和相关预测经验公式以及影响灰熔融特性的一般机理,对气化炉稳定安全运行具有一定指导作用。     

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。     

助熔剂对配煤煤灰熔融特性的影响

Shell煤气化工艺要求使用的煤灰熔融温度低于1 350℃。但是,经灰熔融温度测定,其设计煤种灰熔点远大于目标温度。为了满足工业生产要求,可以通过配煤联合添加助熔剂的方法来降低煤灰熔点。结果表明,助熔剂ADN、ADC、ADF、KZ3#均可不同程度地降低配煤的灰熔融温度。在配煤比例一定的情况下,助熔效果为ADF>ADN>KZ3#>ADC。对于同种助熔剂,在添加量一定的情况下,助熔效果因配煤中2种煤含量的变化而异。     

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。     

贵州煤种的CCG干粉煤气化工业实践

针对贵州煤矿分布及煤质特点,介绍了德国科林CCG干粉煤气化工艺采用贵州煤的工业实践过程及实践结果。考察了贵州煤的黏温曲线和灰成分,研究了添加石灰石对煤灰熔融性温度的影响,并以此筛选符合要求的煤种作为气化原料。气化炉运行结果表明,科林CCG气化炉采用贵州煤种,装置运行连续稳定,工艺指标先进,有效气含量高、碳转化率高、成渣率高,运行效果达到了要求和既定目标。     

Shell粉煤气化装置优化配煤方案研究

为减少对DTM煤的依赖性,实现去DTM化战略目标,开展了Shell粉煤气化装置优化配煤方案的试验研究,从配煤之灰熔融性、煤灰化学组成、灰渣粘温特性三方面入手对配煤方案进行优选,优化后的用煤方案进行工业性试烧验证,并采集工业生产数据进行技术经济指标分析。实践表明:PSM∶MM=1∶3方案,灰熔融温度在1 400℃以下,硅铝比大于1.8,操作区间较宽(100℃),有利于气化炉操作;气化炉负荷基本相同时,去DTM用煤方案粗煤气产量增加4.28%,有效气产量增加2.50%,1 000 m~3有效气煤耗降低3 kg、氧耗降低23 m~3、生产成本降低129.25元,该用煤方案可带来较好的经济效益。     

Shell粉煤气化炉堵渣机理初探

针对中国石化安庆分公司Shell粉煤气化炉运行中出现的堵渣问题,对刘二矿煤进行了工业分析,结果表明：刘二矿煤质波动大,煤灰在高温弱还原性气氛下,生成大量莫来石,致使灰熔点高,无法直接用于气化;添加石灰石助熔剂后,灰渣能达到气化炉液态排查要求,但其黏温曲线随温度区间平移变化趋势不明显;大量钙长石晶体的迅速生成,是导致气化炉间或发生堵渣的主要原因。     

影响煤灰熔融性温度的控制因素

论述了煤灰熔融性温度与测试气氛、煤灰成分、矿物组成等因素之间的关系。结果表明,不同测试气氛下的煤灰熔融性温度变化规律是不同的,煤灰的化学组成和矿物质类别明显影响着煤灰的熔融特性。利用煤灰熔融性温度的变化规律,采用配煤、添加耐熔剂或添加助熔剂等方法可以改变和控制煤的灰熔融性温度,以期适应不同排渣方式和气化工艺的选择。