气化用煤的要求及指标.doc

气化用煤 常压固定床煤气发生炉，对入炉气化煤的性能是有一定要求的，否则就会影响煤气炉的正常运转，对气化用煤的质量要求如下：1. 粒度当煤粒较小时，虽然煤粒的接触反应的面积增大，煤的气化反应较完全，但是，会使炉内料层的气流阻力增大，不仅炉况不稳定，而且还会使炉出煤气中夹带较多的煤尘，造成设备或管道堵塞；当煤粒过大时，其结果正好相反，亦不利于炉内煤料的完全气化。单段式煤气炉，其入炉煤粒度，以2550mm为好，而两段式煤气炉，则以2040mm为最佳。入炉煤中，煤的最大粒度与最小粒度之比为5，在低负荷下可放宽到8；入炉煤中，2mm的粉煤量应控制在1.5%，6mm细粒煤应控制在5%。2. 粘结性粘结性是指当烟煤被加热时，由于产生胶质体而使煤粘结成团块的性能，如粘结性较强的烟煤，被加热到300400时，就会出现粘结与膨胀，使较小的煤颗粒粘聚成较大的团块，从而导致气流分布不均匀，并阻碍料层的下移，致使炉内的气化过程恶化。因此，做为气化用煤，尤其是烟煤，煤的粘结性是非常重要的指标。反映煤在受热状态下的粘结性与膨胀性检测项目有：胶质层厚度Y值、自由膨胀序数、罗加指数、工业分析中的焦渣特征（1-8）等，气化用煤对粘结性的要求：粘结性检测项目推荐值可放宽胶质层厚度（Y值），mm1012自由膨胀序数（CSN）22 1/2罗加指数（R.I）2030焦渣特征（1-8）343. 灰熔点灰熔点是判断煤在炉内气化过程中是否容易结渣的重要指标。煤灰在高温作用下，其产生变形、软化和流动时的相应温度，分别以DT、ST、FT表示。煤的灰熔点与煤灰中的成分有关，可用下式来表示。 K=(Si2O+Al2O3)/(Fe2O3+CaO+MgO)式中，K值表示灰分的熔融性。当K5时，为难熔融性灰；当K1时，为易熔融性灰。从式中可以看出，当煤灰成分中SO2和Al2O3含量多时，灰熔点高；当熔灰成分中Fe2O3、CaO、MgO含量多时，灰易熔，灰熔点低。这里应该注意的是，虽然当煤成分中CaO含量较多时，能降低灰熔点，但是，由于CaO又会降低熔灰的粘度，因而，此时已经熔融了的灰，因其粘度小，就不会粘合聚结成大团块，也即缓解了气化过程中的炉内结渣。另外，还与煤中的灰分多少有关，当煤中的灰分多时，会增加炉内结渣的负面影响。因此，当Ad18%时，要求ST1150；当Ad18%时，要求ST1250。4. 化学反应活性化学反应活性是指煤在加热状态下与气化剂作用时的化学反应强弱，通常以CO2还原率的大小来表示，其还原率的大小与煤种和气化反应温度有关。地质年代久远的无烟煤，化学反应活性较弱，而地质年代较近的褐煤，化学反应活性较强。另外，随着气化操作温度的提高，其化学反应活性也随之提高，几种不同煤种在不同温度条件下的化学反应活性，见下表。几种不同煤种在不同温度条件下的化学反应活性（%）反应温度75080085090095010001050110012001300焦作无烟煤4.55.015.022.030.050.083.0大同烟煤6.19.715.625.345.362.2沈北褐煤0.622.1015.723.956.387.193.796.85. 热稳定性 热稳定性是表示煤的热态强度，即在高温作用下是否容易崩碎的重要指标。热稳定性指标，用TS+6来表示。在“常压固定床煤气发生炉用煤质量标准（GB9143-88）与两段煤气发生炉气化煤种的技术指标（GB50195-94）中，均规定TS+660%。6. 机械强度 机械强度是表示煤的冷态强度，煤的机械强度高，即表示在运输跌落过程中不易破碎。在常压固定床煤气发生炉用煤质量标准（GB9143-88），与两段煤气发生炉气化煤种的技术指标（GB50195-94）中，均规定煤的抗碎强度（25mm）60%。7. 灰分、水分与硫分灰分，对煤在炉内气化反应是多余的，往往还会因其含量高而给气化反应过程带来许多不利影响，如使炉内结渣形成坚硬的大团块。另外，煤的灰分愈多，排渣中的碳损失也就愈多，因而，气化效率与产气率也即随之降低。因此，煤中的灰分最好15%。水分，煤的水分多不利于气化反应，水分过多会因蒸发而吸收大量的热，不仅降低了气化反应过程的热效率，而且还会因炉温降低而影响煤在炉内的气化、还原和干馏反应，生成较多的CO2和水蒸汽，也即降低了煤气的热值，煤中的水分最好5%。硫分，是有害成分，虽然其对气化反应过程并无多大影响，但是，参加反应所生成的SO2和H2S，是有害气体，不仅会影响玻璃陶瓷制品的色泽，而且还会严重腐蚀设备与管道，并且污染环境，因此，煤中的硫分应1%。因此，当选择气化用煤时，煤中的灰分、水分和硫分，应愈少愈好。与气化有关的煤质分析指标分级 灰分（Ad）低灰分 15% 中灰分 1525%高灰分 2540% 特高灰分 4060% 水分（Mad）低水分 5% 中水分 515%高水分 15% 硫分（St,ad） 低硫分 1.5% 中硫分 1.52.5%高硫分 2.54.0% 特高硫分 4.0% 挥发分（Vdar）低挥发分 20% 中挥发分 2035%高挥发分 35% 发热量（Qb,ad）低发热量 12.5618.84MJ/kg (30004500kcal/kg)中发热量 18.8425.12 MJ/kg (45006000kcal/kg)中高发热量 25.1229.31 MJ/kg (60007000kcal/kg)高发热量 29.31MJ/kg (7000kcal/kg) 粘结性 胶质层厚度（Y值） 自由膨胀序数（CSN）不粘 0 01/2弱粘 010mm 12 1/2中粘 1020mm 2 1/24强粘 20mm 4 灰熔点（ST）低灰熔点 1000 中灰熔点 10001250 高灰熔点 12501500 特高灰熔点 1500 化学反应活性（1950）化学反应活性弱 20 化学反应活性中等 2030化学反应活性强 30 热稳定性（TS+6） 热稳定性好