2021煤炭气化技术课件.ppt

6. 不同煤气化技术对煤质的要求 -- 流化床气化 ① 煤的反应性：任何类型气化炉都必须达到 较高的碳转化率才具有经济效益或实用价 值。而碳转化率主要与煤的反应活性、煤 在气化炉中的停留时间和气化温度有关。 考虑到气化炉的生产强度及动力消耗，即 便是在循环流化床气化炉中，煤颗粒的停 留时间也有一定限制。因此要保证较高的 碳转化率必须提高煤的反应性。煤的反应 性除了与其本身性质有关外，温度和压力 也是重要的影响因素。 6. 不同煤气化技术对煤质的要求 -- 流化床气化 但流化床气化炉都是固态排渣，其操作温 度必须在煤灰软化温度以下，因此气化温 度不可能太高，灰熔聚气化炉在 950~1100 ℃ ， KBR 气化炉在 900~980 ℃ 之 间，因此为了保证较高的碳转化率，流化 床气化要求煤的反应活性越高越好，在 950 ℃ 下，煤对 CO2 反应性最好能高于 80% 。 但对于灰熔点高的煤（ ST1200 ℃ ），可 以适当提高气化炉操作温度，因此煤的反 应性可适当降低。 6. 不同煤气化技术对煤质的要求 -- 流化床气化 ② 灰熔点：结渣问题是影响流化床气化炉运 行的重要问题之一。结渣可以导致固体颗 粒失流态化，最终导致气化炉停车。为了 避免炉内结渣，通常要求煤的灰熔点高于 操作温度 150 ℃ 左右。考虑到煤的反应活性 及流化床气化炉出炉煤气中不含焦油的要 求，通常流化床气化炉的操作温度都在 900 ℃ 以上，因此流化床气化炉对煤的灰熔 点 ST 要求高于 1050 ℃ 。 6. 不同煤气化技术对煤质的要求 -- 流化床气化 ③ 粒度： KBR 气化炉属于传输床气化炉，具 有高气速、高气固比、高循环量，这些特 点要求煤的粒径要比其他形式的流化床小 得多，同时为了减少带出细粉量，煤的粒 径不能太细，要求在 0.4mm 左右。其它流 化床要求煤的粒径稍大，在 0~6mm 。 6. 不同煤气化技术对煤质的要求 -- 流化床气化 ④ 灰成分：煤灰中 Fe 2 O 3 、 CaO 、 Na 2 O 等 碱性金属氧化物的含量过高会与灰中的硅 、铝等矿物质形成低熔点共熔物，降低煤 的灰熔点。另外 KBR 气化技术采用的费锅 流程回收煤气显热，热金属过滤除尘，煤 灰中 Na 2 O 高温下挥发后会凝结在废热锅炉 中及金属过滤器中形成烧结或粘结的灰沉 积 , 影响换热系统和除尘系统的稳定运行。 通常要求煤灰中 Na 2 O 的含量在 5% 以下。 6. 不同煤气化技术对煤质的要求 -- 流化床气化 ⑤ 煤的粘结性：为了防止煤在炉中结焦，从 而失流态化，要求煤的粘结指数小于 30 。 ⑥ 哈氏可磨性指数： KBR 气化技术要求入炉 煤的粒径在 0.4mm 左右，灰熔聚流化床要 求入炉煤的粒径 0~6mm ，因此从磨煤制粉 方面对煤的可磨性指数要求不如干粉气流 床严格，但为了减少煤颗粒对气化炉内衬 的磨损（尤其是旋风分离器），因此要求 煤的硬度越低越好。 6. 不同煤气化技术对煤质的要求 -- 流化床气化 其他要求： KBR 气化要求煤的水分小于 18% ，灰熔聚流化床气化要求煤的外水分 小于 5% 。对煤灰分含量不做要求。 6. 不同煤气化技术对煤质的要求 -- 干法排灰移动床气化 ①原料煤粒度组成。典型粒度分布在 5-50mm 之间，低于 5mm 或高于 50mm 煤的比例均 不超过 5% 。这是由于原料煤粒度分布过大， 会造成气化炉同一床层截面的煤的比表面 积不同，比表面积大的煤气化时需要的氧 气多，进而造成气化炉同一床层的反应速 率不同，可能导致气化炉床层紊乱，比表 面积小的煤（大粒度）因反应不完全，随 着灰渣一起排出，致使灰中残炭量增加， 碳转化率下降。 6. 不同煤气化技术对煤质的要求 -- 干法排灰移动床气化 ②黏结指数。鲁奇加压气化炉可以气化黏结 指数大于 20 的煤种。但是，随着煤的黏结 性逐步增加，不利于气流分布，影响煤的 气化效率。可见，气化煤的黏结性以不黏 或弱黏为好，黏结指数小于 20 比较合适。 6. 不同煤气化技术对煤质的要求 -- 干法排灰移动床气化 ③热稳定性和机械强度。在气化过程中，如 果块煤出现粉化则会增大气体通过床层的 阻力影响气体的均匀分布，并且还会导致 带出粉煤量增多，最终影响碳转化率和气 化效率。对于煤的热稳定性，试验后 （ GB/T 1573-200 ）煤粒度大于 6mm 及 3- 6mm 的残焦质量分数总和大于 80% 比较合 适，即 TS +6 +TS 3-6 80% 。对于煤的机械强 度，落下试验后（ GB/T 15459-2006 ）煤粒 度大于 25mm 块煤质量分数以大于 60% 为宜。 6. 不同煤气化技术对煤质的要求 -- 干法排灰移动床气化 ④灰熔点。鲁奇气化