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248研究与探索Research and Exploration ·理论研究与实践中国设备工程 2020.05 (下)1 水煤浆气化装置简介中海石油华鹤煤化有限公司气化装置采用水煤浆加压气化技术，包括制浆、气化、渣水处理三个工序。
通过多年的生产研究，技术相对纯熟，不断完善工艺流程中的细节，节约成本，提高生产质量，煤气化产业未来的发展仍有很大空间。
2 灰分和灰熔点的概念2.1 灰分的来源及组成灰分是无机物，产生于煅烧的残留物或烘干的剩余物，煤气化生产过程中的灰分，是指煤样完全燃烧后剩下的残渣。
灰分主要来自煤中的矿物质。
煤中的无机矿物质经高温灼烧后，均变为金属和非金属的氧化物及盐类。
2.2 灰熔点煤灰熔融性是指煤灰在高温下达到熔融状态时的温度。
煤灰是一种多组分的混合物，没有一个固定的熔点，可以测量一个所有组分熔融的温度范围，这个温度范围就是灰熔点。
煤样在加热中，随着温度的升高，从局部熔融到全部熔融，会伴随产生一定的特征物理状态，分别为变形、软化、半球和流动。
通常用灰锥加热法测定这四个特征物理状态对应的温度来表征灰熔点。
3 灰分对气化运行的影响3.1 热量损失根据气化炉热量衡算结果（表1）可知：每吨煤，灰渣（包括残炭和灰分）带出热量为180.01MJ，是水煤气带出热量的1/20。
这部分热量损失虽不可避免，但是，可以通过减小灰分含量控制热量损失，以保证系统积累更多的热能，灰分在煤气化过程中的影响及解决方案张强（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江 鹤岗 154100）摘要：煤气化生产工艺过程中，由原料煤和生产过程中产生的灰分，对气化系统影响较大，如何通过煤种中含有的灰分成分和比例，进而测量灰熔点等数值，更加高效稳定的进行生产，对煤气化的发展和完善有着深远的意义。
通过对气化装置运行情况的检测和实验，进行总结。
本文通过对灰分在气化系统生产运行的影响进行分析，探讨了相应的解决办法和应对措施。
关键词：煤气化；灰分；灰熔点中图分类号：TQ541 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2020）05（下）-0248-02有效改善气化系统长期以来外送粗煤气温度低的问题，从而提高水汽比和变换反应效率。
由于不同煤种的生成环境与开采方式均有差异，因此不同煤种在元素组成方面、颗粒大小方面以及水分含量或粘结性等方面均有明显差异。
而这些元素组成的差异以及颗粒大小的差异将会严重的影响到煤的灰分以及结渣性，进而对气化炉的运行产生一定的影响。
其中煤种的元素组成以及其比例将会影响到煤中碳元素的占比，进而导致煤在燃烧过程中的发热量。
而煤种的粘结性也将会影响到煤种矿物质元素的含量,进而影响到煤在燃烧过程中的发热量以及后期天然气的产生效率与质量。
一、煤种灰分的影响极其结渣性煤的灰分是指煤在经过彻底燃烧后所剩余的残渣，这些残渣一般均是以无机盐的成分所存在的。
而这些无机盐成分的残渣一般均来自于煤中所蕴含的矿物质元素。
众所周知，煤中所蕴含的矿物质元素一般具有三种来源。
首先，煤中所蕴含的矿物质元素有可能来自于成煤植物中所蕴含的矿物质元素，这一类矿物质一般被我们所成为原生矿物质。
其次，煤在形成过程中若是混入了某些矿物质也会导致煤中含有大量的矿物质元素，这一类矿物质我们一般称之为次制胜矿物质。
最后，煤中所蕴含的矿物质元素还有可能来自于其开采过程中所混入的矿物质。
最后这类由于其矿物质元素来自于外来物质，因此我们将其称之为外来矿物质。
故而，由于不同的煤种在开采方式以及煤矿生成过程中均具有一定的差异，因此不同煤种的灰分也大不相同。
由于煤的灰分是指煤在彻底燃烧后所剩余的残渣，因此煤的灰分可能会对煤的发热量以及结渣性造成一定的影响。
首先就发热性而言，煤的灰分越高就代表着煤中碳的含量越低，因此若是煤的灰分较高，将会使得煤的发热量较低。
其次就煤的结渣性而言，结渣是指煤在燃烧完成后所剩余残渣受热所形成物体。
而煤的灰分较高，将会使得其更容易产生结渣。
因此，煤种灰分不但会影响到煤的发热量，同时还会对于结渣性造成严重的影响。
加压气化工艺是一种将煤进行气化的方式，其主要工艺流程为原料煤和气化剂在一定压力下在气化炉内发生气化反应，生成主要含H2、CO、CO2、CH4等成分的粗煤气送往变换冷却。
煤的工业分析及其对气化的影响如何？各种煤，除了其外表特征不同外，更主要的是它们的工艺性能也有很大的差别。
为了合理的利用煤炭资源，对煤作出正确的评价，在工业上，我们通常采用工业分析的方法。
煤的工业分析通常包括煤的水分、灰分、挥发份和固定碳四种，它们对煤的气化影响很大，现分述于下。
（1）水份：煤的水份通常以三种状态存在。
即游离水，一般由外界条件造成，如雨、雪等，二结晶水，是组成煤的分子与水化合而成为结晶状态的水；三是吸附水，是煤本身的空隙形成毛细吸附现象所吸附的水。
一般所指煤的水份是指实验水份，即在空气干燥状态下的试料，在105℃温度下，加热一小时所放出的水份，这主要是吸收水。
这种水份的含水量与煤形成时间的长短有关系，通常泥煤和褐煤含10℃—30%的水份，而烟煤和无烟煤的水份在5%以下。
煤中水份不但对煤的运输、破碎、筛分都不利，而且煤的水份直接影响煤的发热值，还在气化中及收大量的热量，降低煤气的温度，甚至降低还原层的温度，使煤气质量变坏，CO 2含量增加。
同时在干燥层温度较低时，气化烟煤时干馏层逸出的焦油将会发生重新凝聚，而影响发生炉的透气性。
所以，一般要求煤中的水份不超过8%。
另外，由外界条件造成的游离水，特别是雨天，将严重影响煤的筛分，使大量煤末混入发生炉，使料层透气性变坏，煤气质量下降。
故要求大多数南方工厂的煤气站设置干煤棚或采取其它降低外界水份的措施。
（2）灰份：煤的灰份是指除去水份、挥发份外，一切可燃物质在一定温度（800℃上下）完全燃烧后的残留物。
煤的灰份，主要由二氧化硅（SiO 2）二氧化铝（Al 2O 3）、三氧化二铁（Fe 2O 3）、氧化钙（CaO ）、和氧化镁（MgO ）等组成。
这些矿物质由于是由燃烧得来，故与原来煤中矿特质的真实情况是不同的。
在燃烧时，它们经历了分解、脱水等过程。
煤的灰份是其原生植物的含有物及其在形成过程中外部渗透沉积而混入的。
因此，它的种类、数量以至分布状态，由于煤层所在位置，种类以及形成的不同而异。
煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿，把开采出来的煤矿产品称为煤炭。
我国古代曾称煤炭为石涅，或称石炭。
它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。
它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料，而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。
据统计，在我国能源生产和消费构成中，煤炭一直居于主导地位，1995年，生产占75.5%，消费占75.0%。
在国民经济中，工业、农业、交通运输的发展都离不开煤炭。
随着近代科学技术的发展和新工艺、新方法的应用，煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。
可以预计，在未来相当长的时期内，煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。
一、矿物原料特点(一) 煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。
它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。
包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。
其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。
煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。
1.颜色是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。
呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2.光泽是指煤的表面在普通光下的反光能力。
一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。
煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。
3.粉色指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。
呈浅棕色—黑色。
一般是煤化程度越高，粉色越深。
4.比重和容重煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤中水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响1.水分指单位重量的煤中水的含量。
煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。
一般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。
煤化程度越低，煤的内部表面积越大，水分含量越高。
水分对煤的加工利用是有害物质。
在煤的贮存过程中，它能加速风化、裂开，甚至自燃;在运输时，会增加运量，铺张运力，增加运费;炼焦时，消耗热量，降低炉温，延长炼焦时间，降低生产效率;燃烧时，降低有效发热量;在高寒地区的冬季，还会使煤冻结，造成装卸困难。
只有在压制煤砖和煤球时，需要适量的水分才能成型。
2.灰分是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。
它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。
灰分对煤的加工利用极为不利。
灰分越高，热效率越低;燃烧时，熔化的灰分还会在炉内结成炉渣，影响煤的气化和燃烧，同时造成排渣困难;炼焦时，全部转入焦炭，降低了焦炭的强度，严峻影响焦炭质量。
煤灰成分非常简单，成分不同直接影响到灰分的熔点。
灰熔点低的煤，燃烧和气化时，会给生产操作带来很多困难。
为此，在评价煤的工业用途时，必需分析灰成分，测定灰熔点。
3.挥发分指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。
它是对煤进行分类的主要指标，并被用来初步确定煤的加工利用性质。
煤的挥发分产率与煤化程度有亲密关系，煤化程度越低，挥发分越高，随着煤化程度加深，挥发分渐渐降低。
4.固定碳测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物称为焦渣。
焦渣减去灰分称为固定碳。
它是煤中不挥发的固体可燃物，可以用计算方法算出。
焦渣的外观与煤中有机质的性质有亲密关系，因此，依据焦渣的外观特征，可以定性地推断煤的粘结性和工业用途。
煤的水分灰分挥发分和发热量对燃烧性能影响 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿，把开采出来的煤矿产品称为煤炭。
我国古代曾称煤炭为石涅，或称石炭。
它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。
它不仅是工和人民生活不可缺少的主要燃料，而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。
据统计，在我国能源生产和消费构成中，煤炭一直居于主导地位，1995年，生产占%，消费占%。
在国民经济中，工业、农业、交通运输的发展都离不开煤炭。
随着近代科学技术的发展和新工艺、新方法的应用，煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。
可以预计，在未来相当长的时期内，煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。
一、矿物原料特点(一)煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。
它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。
包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。
其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。
煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。
1.颜色是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。
呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2.光泽是指煤的表面在普通光下的反光能力。
一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。
煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。
3.粉色指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。
呈浅棕色—黑色。
一般是煤化程度越高，粉色越深。
4.比重和容重煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿，把开采出来的煤矿产品称为煤炭。
我国古代曾称煤炭为石涅，或称石炭。
它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。
它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料，而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。
据统计，在我国能源生产和消费构成中，煤炭一直居于主导地位，1995年，生产占75."5%，消费占75."0%。
在国民经济中，工业、农业、交通运输的发展都离不开煤炭。
随着近代科学技术的发展和新工艺、新方法的应用，煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。
可以预计，在未来相当长的时期内，煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。
一、矿物原料特点(一)煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。
它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。
包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。
其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。
煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。
1.颜色是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。
呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2.光泽是指煤的表面在普通光下的反光能力。
一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。
煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。
3.粉色指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。
呈浅棕色—黑色。
一般是煤化程度越高，粉色越深。
4.比重和容重煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
53煤气化生产工艺过程中，由原料煤和生产过程中产生的灰分，对气化系统影响较大，如何通过煤种中含有的灰分成分和比例，进而测量灰熔点等数值，更加高效稳定的进行生产，对煤气化的发展和完善有着深远的意义。
一、粉煤气化工艺首先备煤车间将粒度小于13mm的原料煤，通过皮带将煤粉送入碎煤仓，后经给煤机并伴有一定比例的石灰石一起送入磨机中碾磨，制成合格粒度的煤粉。
通过热惰性循环气干燥后，被循环风送入煤粉袋式过滤器中分离，分离出的循环风继续提供动力，煤粉被送到粉煤贮仓中待用。
粉煤贮仓内的煤粉靠重力进入锁斗内，锁斗经过加压输送至煤粉给料罐内，再通过四条煤粉管线，从煤粉给料罐罐体，上吹式送出，通过速度计和密度计测量计算，与经过氧气预热器加热后的高压氧气，一同喷入气化炉内。
在高温高压下瞬间发生氧化反应：（C+O 2=CO 2；C+CO 2=2CO;C+H 2O =CO+H 2;C+2H 2=CH 4;CO+H 2O=CO 2+H 2;C H 4+H 2O=CO+3H 2），生成主要成分为(CO+H 2)的合成气。
气化炉反应室产生的合成气，在激冷段被压缩机K13301送来的激冷气激冷，后经输气管送往激冷罐V13305，在激冷罐内被激冷水冷却、降温和洗涤除灰。
出激冷罐V13305的合成气，进入湿洗单元洗涤、除灰、降温。
合成气经过文丘里洗涤器喷淋水侵湿后，进入湿洗塔被洗涤水进一步洗涤、除灰、降温,温度降低的合成气被送往变换装置。
合格的变换气送至下一工序。
煤粉在高温高压下燃烧形成的液态渣，经过排渣口流入渣池。
熔渣被喷淋水激冷后，固化、淬裂成碎块。
大颗粒的渣迅速下沉，至破渣机处，经过破渣机破碎，变成玻璃状细小颗粒。
小颗粒的渣通过渣锁斗，定期排至捞渣机。
由捞渣机捞出后，通过长短皮带，将渣送往渣场储存。
渣水中残余的细渣及未反应的煤粉颗经过水利旋流器旋分,通过渣浆泵送至澄清单元。
处理后的渣水再次循环利用。
煤气化工序、湿洗工序的高温灰水，通过灰水角阀节流减压后，形成气液两相流。
(煤的)灰分煤的灰分是指煤中不挥发的无机物质的含量。
灰分是煤燃烧后剩下的残留物，对于煤的品质和燃烧特性有着重要的影响。
本文将探讨煤的灰分对能源利用和环境影响的影响。
一、灰分的定义和成分灰分是煤燃烧过程中不可燃烧的部分，主要由无机矿物质组成，包括二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钙等。
灰分的含量通常用百分比表示，可以通过实验室测试或经验公式进行估算。
二、灰分对能源利用的影响1. 燃烧性能：高灰分煤燃烧过程中会产生大量灰渣和烟尘，这些物质会堵塞燃烧设备、影响燃烧效率，增加排放物的含量。
低灰分煤燃烧效果更好，燃烧产生的灰渣少，利用效率高。
2. 发电成本：煤炭是常见的火力发电燃料，高灰分煤燃烧后会生成大量灰渣，增加了灰渣的处理成本和能源损失。
低灰分煤由于灰渣产量少，更容易被燃烧设备燃烧，减少了能源浪费和环境问题。
3. 粉尘污染：燃烧高灰分煤会产生大量烟尘，对空气质量和人体健康造成不良影响。
煤矿开采和煤炭运输过程中，高灰分煤易于飞扬，增加了粉尘污染的风险。
三、灰分对环境影响的考量1. 大气污染：燃烧高灰分煤会产生大量颗粒物和二氧化硫等有害气体，对大气环境造成污染。
颗粒物和二氧化硫会引发光化学烟雾等现象，形成雾霾天气，对人体健康和能见度产生负面影响。
2. 土壤和水质污染：高灰分煤中的无机矿物质在燃烧过程中会生成灰渣，进而被排放到环境中。
这些含有重金属和有害物质的灰渣，在堆放或处理过程中容易渗漏到土壤和水体中，对生态系统和人类健康构成潜在威胁。
3. 生态影响：石煤中的灰分含量较高，燃烧后会产生大量灰渣，影响土壤的肥力和植被生长。
灰分中的金属元素如铝、铁等，对植物生长起着重要的作用，但过高的灰分含量会导致土壤酸化和植物毒害。
四、灰分控制和利用的措施1. 采用低灰分煤：选择低灰分煤作为燃料，能够提高能源利用效率，减少燃烧过程中的排放物产生。
同时，低灰分煤能够降低火力发电过程中的运行成本。
2. 煤炭洗选：通过煤炭洗选等方式，可以有效降低灰分含量。
灰分对煤气化装置运行的影响王德海【摘要】从不同气化炉本体运行、黑水系统、能效等方面论述了煤灰分对煤气化装置运行的影响.根据实际运行经验并通过理论分析,发现灰分对煤气化装置的稳定运行及其经济性具有关键性的影响,有必要从灰组分及含量2个方面对气化用煤进行调控,从而保证气化装置的稳定经济运行.%The effects of ash content on operation of coal gasification unit are discussed from aspects of operation of gasifier,black water system,energy efficiency etc.Based on practical operation experience and by theoretical analysis, it is found that ash content has crucial impact on stable operation of coal gasification unit and its economic efficiency.It is necessary therefore to regulate and control the coal for gasification from two aspects including ash composition and ash content,and thus to ensure steady and economical operation of gasification unit.【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2017(044)005【总页数】5页(P27-30,69)【关键词】灰分;煤气化;运行;影响【作者】王德海【作者单位】中国神华煤制油化工有限公司北京工程分公司北京 100010【正文语种】中文【中图分类】TQ546.2在固定床气化炉内，反应物料堆积成床层，原料煤从上部入炉，气化剂从底部进入并穿过炉渣层后在氧化层与煤发生反应，生成的粗煤气依次穿过还原层、干馏层和干燥层从顶部管道引出。
煤质变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的影响及改进措施四喷嘴水煤浆气化炉是一种高效的煤制气设备，可以将煤质进行气化反应，生产出高质量的合成气。
在实际运行中，煤质的变化会对气化炉的燃烧产生较大的影响，使气化效率降低，甚至出现安全隐患。
本文将就煤质变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的影响以及改进措施进行探讨。
一、煤质变化对燃烧的影响1. 灰分含量变化煤炭中的灰分含量对气化炉的燃烧效果有着重要的影响。
当煤质中的灰分含量较高时，会导致气化炉内部的灰堵塞现象严重，降低了气化效率，甚至导致气化炉的堵塞。
而当煤质中的灰分含量较低时，燃烧的温度会下降，使得气化反应无法充分进行，同样影响了燃烧效果。
煤质的变化会对四喷嘴水煤浆气化炉的燃烧效果产生较大的影响，降低了气化效率，增加了设备的维护成本，甚至对环境造成严重的污染。
需要采取有效的改进措施，提高气化炉在不同煤质条件下的稳定性和适应性。
二、改进措施和建议1. 煤质预处理在实际生产中，可以对原煤进行预处理，提前对煤炭中的灰分、水分、硫分含量进行检测和分析，然后针对不同的煤质特点进行相应的处理。
比如对高灰分煤质进行粉碎和筛分，减少灰分含量；对高水分煤质进行干燥处理，降低水分含量；对高硫分煤质进行洗选处理，减少硫分含量。
通过预处理，可以将煤质的变化对气化炉的影响降到最低。
2. 燃烧参数调整在实际运行中，可以通过调整气化炉的燃烧参数来适应不同煤质的变化。
比如对于高灰分煤质，可以增加空气预热温度，提高燃烧温度，增加灰分的燃烧速率，减少灰堵塞现象；对于高水分煤质，可以增加氧气的供给量，加强燃烧反应，提高气化效率；对于高硫分煤质，可以增加石灰石的加入量，吸附掉硫化氢气体，减少对环境的污染。
3. 设备改进升级在现有的气化炉设备中，可以通过改进升级来提高设备的稳定性和适应性。
比如针对高灰分煤质堵塞现象，可以增加气化炉内部的清灰装置，及时清除灰渣，减少堵塞现象；针对高水分煤质结焦问题，可以增加气化炉内部的冷却装置，降低气化温度，减少结焦现象；针对高硫分煤质的腐蚀问题，可以采用耐腐蚀材料制作气化炉内部构件，延长设备的使用寿命。
原料煤灰分含量对气流床煤气化的影响分析
杨磊;申国鑫;杜钢
【期刊名称】《煤化工》
【年(卷),期】2024(52)1
【摘要】分析原料煤灰分变化对气流床煤气化的影响对气化炉的设计选型、生产运行有重要意义。
通过建立干煤粉气化炉和水煤浆气化炉的气化过程模型,研究了原料煤灰分发生变化时对有效气含量、产气量、氧耗等的影响。
研究结果表明:在相同负荷及操作温度下,随着原料煤灰分含量的增大,两种气化炉的有效气产量降低,有效气含量未发生明显变化;干煤粉气化炉较水煤浆气化炉氧耗低,相较而言,干煤粉气化炉更能够适应高灰分煤种。
【总页数】3页(P106-108)
【作者】杨磊;申国鑫;杜钢
【作者单位】国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤炭化学工业技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ545
【相关文献】
1.典型的干煤粉与水煤浆加压气流床煤气化技术的分析比较与选择
2.氧煤比对气流床煤气化过程的影响
3.湿含量对气流床煤气化细灰黏附特性的影响
4.原煤可磨性对气流床粉煤气化混配煤煤粉均匀程度的影响
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关于煤的灰分对气化系统影响的分析
煤的灰分，是指煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物。
包括有机质燃烧后的残渣和无机矿物质在煤燃烧过程中形成的反应产物。
确切地说，灰分应称为灰分产率。
煤中灰分来源于矿物质。
煤中矿物质燃烧后形成灰分。
如粘土、石膏、碳酸盐、黄铁矿等矿物质在煤的燃烧中发生分解和化合，有一部分变成气体逸出，留下的残渣就是灰分。
目前，我公司高压煤浆泵入口煤浆灰分偏高（设计值为7.503%），在不同方面对车间及公司造成了不同程度的影响，针对这一现象，车间收集了1月27日至2月13日的相关数据，从不同方面对其进行分析，具体内容如下：
一、煤浆中灰分对粗甲醇产量的影响
根据系统实际运行情况，车间收集了2011年1月27日至2月13日的相关数据（表1），具体分析了灰分对粗甲醇的影响：
由表1可知，18天煤浆的平均消耗量为1984.603t/d；煤浆中的灰分平均含量为16.14%；煤浆中的可燃物平均含量为1664.288 t/d；甲醇（粗）平均产量为1449.728t/d，吨甲醇（粗）耗煤浆中可燃物平均值为1.148t/t。
假设我车间在每天耗煤量不变（1984.603t/d）、吨甲醇（粗）耗煤浆中可燃物含量不变（1.148t/t），煤浆中灰分含量每降低1%对粗甲醇产量的影响见表2：
由表2可知，煤浆中灰分含量每降低1%，粗甲醇产量将增加17.287t/d。
通过对国泰、鲁化单位的调研发现，兄弟单位的煤浆中灰分含量在8—9%之间，如果我公司煤浆中灰分含量由目前的16.14%
（平均值）下降到8.14%，粗甲醇产量将增加138.3t/d.根据经验值，粗甲醇对应精甲醇的比例为95%左右，所以相应的每天精甲醇产量将增加138.3*95%=131.985 t/d，既每小时精甲醇产量增加131.985/24=5.47t/h，按系统年累计运行时间8000h小时计算，每年将增加精甲醇产量为8000*5.47=43794.96t/a。
二、煤浆中灰分对氧气消耗的影响
相关数据见表3，分析如下：
由表3可知，18天煤浆的平均消耗量为1984.603t/d；煤浆中的灰分平均含量为16.14%；煤浆中灰分平均含量为320.315 t/d；灰分平均耗氧量4.089KNm3/t。
假设我车间在每天耗煤量不变（1984.603t/d）、煤浆中灰分耗平均氧量不变（4.089），煤浆中灰分含量每降低1%对氧气消耗的影响见表4：
表4 煤浆中灰分对耗氧量相关数据
由表4可知，煤浆中灰分含量每降低1%，氧气消耗将减少81.15KNm3/d。
通过对国泰、鲁化单位的调研发现，兄弟单位的煤浆中灰分含量在8—9%之间，如果我公司煤浆中灰分含量由目前的16.14%（平均值）下降到8.14%，耗氧量将减少649.204 KNm3/d，既每小时耗氧量将减少649.204/24=27.05KNm3/h，按系统年累计运行时间8000h小时计算，每年将减少耗氧量为
27.05*8000=216401.336KNm3/a。
三、煤浆中灰分对粗煤气产量的影响
相关数据见表5，分析如下：
由表5可知，18天煤浆的平均消耗量为1984.603t/d；煤浆中的灰分平均含量为16.14%/d；煤浆中的可燃物平均含量为1664.288 t/d；粗煤气平均产量为9510.218KNm3/d；粗煤气消耗煤中可燃物平均值为0.175 t/ KNm3。
假设我车间在每天耗煤量不变（1984.603t/d）、粗煤气耗煤中可燃物含量不变（0.175t/KNm3），煤浆中灰分含量每降低1%对粗甲醇产量的影响见表6：
由表6可知，煤浆中灰分含量每降低1%，粗煤气产量将增加113.406KNm3/d。
通过对国泰、鲁化单位的调研发现，兄弟单位的煤
浆中灰分含量在8—9%之间，如果我公司煤浆中灰分含量由目前的16.14%（平均值）下降到8.14%，粗煤气产量将增加907.247 KNm3/d,既每小时粗煤气产量将增加907.247/24=37.8KNm3/h，按系统年累计运行时间8000h小时计算，每年将减少耗氧量为
37.8*8000=302415.6KNm3/a。
四、其他方面的影响
煤中灰分的增加，增加了无效的运输，加剧了我公司运输的紧张。
从动力学来讲，煤用作动力燃料时，灰分增加，煤中可燃物质含量相对减少。
矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而降低了煤的发热量，影响了气化炉的操作（易结渣），加剧了设备磨损，增加排渣量；一般灰分每增加2%，发热量降低100kcz1/kg左右。
综上所述，煤浆中的灰分对公司的整个系统影响是巨大的，降低煤浆中的灰分含量对于增加甲醇产量、降低耗氧量及气化炉的安全稳定长周期运行都起到了非常重要的作用。
