煤质对气化工艺的影响.ppt

142-530 主要内容 SCGP工艺特点 原料煤性质 操作空间和灰中硅铝比的关系 氧化铁对排渣单元的影响 其他性质对SCGP工艺的影响 SCGP入炉粉煤质量标准 142-530 一 SCGP粉煤气化工艺特点 粉煤加压进料 气流床反应 液态排渣 膜式水冷壁结构 余热充分回收利用 142-530 二 煤质对气化工艺的影响 对SCGP粉煤气化工艺有重大影响的指标主要是灰中SiO2/Al2O3比、Fe2O3含量、灰熔点、水分、灰分、挥发分、硫含量、氯含量、氟含量、可磨指数。 142-530 水分M 原料煤的水分包括外水、内水。 外水指附着于煤粒表面和存在于直径10-5cm毛细孔中的水分，其蒸汽压与纯水的蒸汽压相同，在常温下容易挥发失去。 内水指吸附或凝聚在煤内部直径10-5cm毛细孔中的水分, 其蒸汽压低于纯水的蒸汽压，需要在高于水的正常沸点的温度下才能完全除去。以Mad%为标记。 收到基煤样的水分包含外水和内水，以Mar%为标记，简称为全水。 142-530 水分M 外水含量影响原料煤的储运作业，如外水偏高会导致输煤皮带、装卸抓斗和落煤管无法正常运行，而内水不影响原料煤的储运作业，但对磨煤干燥装置能力有更高要求。 原料煤全水超过12%，会明显降低气化装置经济性，同时也会增加超过磨煤干燥单元的负荷，导致粉煤水含量超标，影响粉煤输送稳定性。原料煤全水小于5%时，储运过程会有明显扬尘，对环境有污染，需要喷水降尘。 Shell粉煤气化工艺要求入炉粉煤水分为1～2%。 142-530 可磨指数 可磨指数HGI越大，表明煤越软越容易磨碎。 可磨指数主要影响粉煤粒度。如果可磨指数偏高，则煤太软，制备的粉煤粒度会偏细；如果可磨指数偏低，则煤太硬，制备的粉煤粒度会偏粗。粉煤粒度偏细和偏粗都不能满足高压粉煤密相输送工艺要求。 混配煤的可磨指数可以按混配比例加权计算出来。运行经验表明，可磨指数不同的原料煤混配后可以将可磨指数调整到40-170，满足中速磨煤机稳定运行的工艺要求。 142-530 粒度 粒度对煤粉反应活性的影响 SHELL煤气化采用高温气化，气体在炉内停留时间较短，所以气固之间的扩散反应是控制碳转化率的重要因素，因而对煤粉的粒度要求较高。 粒度对煤粉加压输送的影响 142-530 灰分Aad% 灰分是煤在高温下完全燃烧，所含矿物质发生一定化学变化后留下的残留物。 入炉煤灰分含量小于11%，则可能导致气化炉水冷壁表面挂渣不均匀，减少水冷壁及表面耐火材料寿命。 入炉煤灰分超过25%，气化装置经济性不好，同时也可能会导致排渣单元超负荷运行。 142-530 渣层太薄烧坏渣层及销钉 142-530 渣层太厚使烧嘴罩损坏 渣层过厚，溢流进烧嘴罩，使火焰和合成气偏斜，损坏烧嘴罩 142-530 灰熔点 灰熔点低于1250℃，渣流动性太强 灰熔点高于1450℃，渣流动性太差 通过添加石灰石，下移高灰熔点煤种的黏温曲线。 142-530 石灰石对黏温曲线的影响 142-530 石灰石对黏温曲线的影响 142-530 SiO2/AL2O3对操作窗口的影响 shell粉煤气化工艺使用氧煤比控制气化炉温。在现有的技术条件下，空气干燥基碳含量Cad%尚不能做到在线测量，无法实时修正氧碳比。因此，粉煤流量测量精度低和煤中碳含量波动将导致实际测定的氧碳比精度偏低，其正常的波动范围为0.13，由此对应的气化温度波动范围为130℃左右。入炉煤的气化操作空间要大于气化温度波动范围。 灰中SiO2/Al2O3控制在1.7-2.7之间，气化操作空间一般可控制在160-370℃，增加气化炉适应煤种、煤质波动的能力，有利于稳定操作，同时减少渣口和渣池堵渣几率。 142-530 SiO2/AL2O3对操作窗口的影响 硅铝比：2.3 硅铝比：2.0 硅铝比：1.2 142-530 Fe2O3对排渣（Tliq）的影响 灰中Fe2O3在强还原性气氛中会发生气液相反应被H2、CO还原成纯铁析出，降低灰中Fe2O3含量，升高Tliq，导致渣流动性不稳定。 根据运行经验：入炉煤灰中Fe2O3含量小于12%，对渣流动性影响较小，尚不会影响气化炉稳定运行。 142-530 CaO对操作窗口的影响 随着CaO含量的升高，操作窗口变窄 142-530 S含量的影响 1、对下游脱硫工序的影响 2、对设备管道的影响 根据运行经验(St,ad):0.5~3%。 其他元素的影响 142-530 CL-、F-含量的影响 煤中微量元素氯和氟在气化工艺条件下，部分生成盐酸和氢氟酸进入粗煤气中。湿洗单元用氢氧化钠溶液洗涤粗煤气中的盐酸和氢氟酸，生成氯化钠和氟化钠。氟化钠在水中溶解性差，每100克水只可以溶解4克。 当原料煤中含有氟元素时，会在湿洗塔入口文丘里洗涤器和废水汽提塔进料管内表面形成坚固的氟化