1、企业生产实际教学案例库应用化工生产技术专业（煤化工方向）二、灰分对气化的影响目 录五、粒度对气化的影响一、水分对气化的影响六、灰熔点及结渣性对气化的影响三、挥发分对气化的影响四、硫分对气化的影响七、其他性质对气化的影响 水分对气化的影响水分对气化的影响 灰分对气化的影响灰分对气化的影响 挥发分对气化的影响挥发分对气化的影响 硫分对气化的影响硫分对气化的影响 粒度对气化的影响粒度对气化的影响 灰熔点及结渣性对气化的影响灰熔点及结渣性对气化的影响 其他性质对气化的影响其他性质对气化的影响 煤中水煤中水分存在分存在形式形式 外在水分外在水分 内在水分内在水分 结晶水结晶水 是在煤的开采、运输、储存和
2、洗选是在煤的开采、运输、储存和洗选过程中润湿在煤的外表面以及大毛过程中润湿在煤的外表面以及大毛细孔而形成的细孔而形成的。吸附或凝聚在煤内部较小的毛细孔中的吸附或凝聚在煤内部较小的毛细孔中的水分，失去内在水分的煤为绝对干燥煤。水分，失去内在水分的煤为绝对干燥煤。以硫酸钙、高岭土等形式存在的，以硫酸钙、高岭土等形式存在的，通常大于通常大于200200以上才能析出。以上才能析出。一、水分含量对气化的影响一、水分含量对气化的影响 常压气化：煤中的水分含量过高，会降低煤气的产率常压气化：煤中的水分含量过高，会降低煤气的产率和气化效率。和气化效率。加压气化：能提供较高的干燥层，允许进炉煤的水分加压气化：能
3、提供较高的干燥层，允许进炉煤的水分含量高含量高。一、水分含量对气化的影响一、水分含量对气化的影响 炉炉 型：型：固定床：煤气中水分含量太高，入炉煤需要进行预干燥以降低煤气的露点固定床：煤气中水分含量太高，入炉煤需要进行预干燥以降低煤气的露点温度。另一方面，煤中水分含量太高而加热的速度又太快时，煤中水分逸出温度。另一方面，煤中水分含量太高而加热的速度又太快时，煤中水分逸出太快，容易使煤块碎裂而引起出炉煤气的含尘量增高。同时由于煤气中水含太快，容易使煤块碎裂而引起出炉煤气的含尘量增高。同时由于煤气中水含量增高时，在后续工段的煤气冷却过程中，会产生大量的废液，增加废水处量增高时，在后续工段的煤气冷却
4、过程中，会产生大量的废液，增加废水处理量。一般生产中，煤中水分含量在理量。一般生产中，煤中水分含量在8l0左右。左右。流化床和气流床：固体颗粒粉碎的粒度很小，过高的含水量会降低颗粒的流化床和气流床：固体颗粒粉碎的粒度很小，过高的含水量会降低颗粒的流动性，因而规定煤的含水量小于流动性，因而规定煤的含水量小于5。尤其对烟煤的气流床气化法，采用。尤其对烟煤的气流床气化法，采用干法加料时，要求原料煤的水分含量应小于干法加料时，要求原料煤的水分含量应小于2。一、水分含量对气化的影响一、水分含量对气化的影响 灰分含量灰分含量对气化的对气化的影响影响煤中灰分高，不仅增加了运输的费用，而且对煤中灰分高，不仅增
5、加了运输的费用，而且对气化过程有许多不利的影响。气化过程有许多不利的影响。气化时由于少量碳的表面被灰分覆盖，气化剂气化时由于少量碳的表面被灰分覆盖，气化剂和碳表面的接触面积减少，降低了气化效率。和碳表面的接触面积减少，降低了气化效率。灰分的大量增加，不可避免地增加了炉渣的排灰分的大量增加，不可避免地增加了炉渣的排出量，随炉渣排出的碳损耗量也必然增加。出量，随炉渣排出的碳损耗量也必然增加。随着煤中灰分的增加，气化的各项消耗指标均随着煤中灰分的增加，气化的各项消耗指标均增加，如氧气的消耗指标、水蒸气的消耗指标增加，如氧气的消耗指标、水蒸气的消耗指标和煤的消耗指标都有所上升，而净煤气的产率和煤的消耗
6、指标都有所上升，而净煤气的产率下降下降。二、灰分含量对气化的影响二、灰分含量对气化的影响 加压气化对煤种灰分的要求：加压气化对煤种灰分的要求：气化炉对灰分的要求气化炉对灰分的要求 加压气化用煤灰分可高达加压气化用煤灰分可高达55左右而不至于影响生产的正常进行。左右而不至于影响生产的正常进行。原因：原因：1）加压操作时，气化剂的浓度高，扩散能力强，能够透过煤灰表）加压操作时，气化剂的浓度高，扩散能力强，能够透过煤灰表面与碳进行较为完全的反应。面与碳进行较为完全的反应。2）进入炉中的气化剂的速度也比常压气化）进入炉中的气化剂的速度也比常压气化小，在炉内停留时间长，有较长的时间和煤反应。小，在炉内停
7、留时间长，有较长的时间和煤反应。从加压气化炉排出的灰渣中碳含量在从加压气化炉排出的灰渣中碳含量在5左右，常压气化炉在左右，常压气化炉在15左左右，对于液态排渣的气化炉，常在右，对于液态排渣的气化炉，常在2以下以下 二、灰分含量对气化的影响二、灰分含量对气化的影响 挥发分产率挥发分产率 挥发分是指煤在加热挥发分是指煤在加热时，有机质时，有机质部分裂解、聚部分裂解、聚合、缩聚，低分子部分呈气态逸出，水分也随合、缩聚，低分子部分呈气态逸出，水分也随着蒸发，矿物质中的碳酸盐分解，逸出二氧化着蒸发，矿物质中的碳酸盐分解，逸出二氧化碳等。除去水分的部分即为挥发分产率碳等。除去水分的部分即为挥发分产率挥发分
8、的组成挥发分的组成 挥发分中有干馏时放出的煤气、焦油、油类。挥发分中有干馏时放出的煤气、焦油、油类。干馏煤气中含有氢、一氧化碳、二氧化碳和轻干馏煤气中含有氢、一氧化碳、二氧化碳和轻质烃类质烃类 挥发分产率挥发分产率与煤的变质与煤的变质关系关系 作作 用用 随着变质程度的提高，煤的挥发分逐渐降低随着变质程度的提高，煤的挥发分逐渐降低 煤的挥发分作为煤利用价值和煤分类的重要指标，煤的挥发分作为煤利用价值和煤分类的重要指标，也是煤转化与燃烧可以利用的部分，它与煤的性也是煤转化与燃烧可以利用的部分，它与煤的性质存在一定的关系。一般地，年轻煤的挥发分产质存在一定的关系。一般地，年轻煤的挥发分产率高，年老
9、煤的低。率高，年老煤的低。三、挥发分含量对气化的影响三、挥发分含量对气化的影响 硫分对气化硫分对气化的影响的影响1、煤在气化时，其中、煤在气化时，其中8085的硫以的硫以H2S和和CS2的形式进入煤气当中。的形式进入煤气当中。2、如果制得的煤气、如果制得的煤气用作燃料用作燃料时，比如时，比如用作城市用作城市民用煤气，其疏含量要达到国家标准，否则燃民用煤气，其疏含量要达到国家标准，否则燃烧后大量的烧后大量的SO2会排入大气，污染环境。会排入大气，污染环境。3 3、用做合成原料气时，硫化物的存在会使得合、用做合成原料气时，硫化物的存在会使得合成催化剂中毒，煤气中硫化物的含量越高，后成催化剂中毒，煤
10、气中硫化物的含量越高，后面工段脱硫的负担会超重。面工段脱硫的负担会超重。结论：气化用燃料中硫含量应是越低越好结论：气化用燃料中硫含量应是越低越好 四、硫分含量对气化的影响四、硫分含量对气化的影响 煤的粒度在气化过程中占有非常重要的地煤的粒度在气化过程中占有非常重要的地位。由于粒度的不同，将直接影响到气化位。由于粒度的不同，将直接影响到气化炉的运行负荷、煤气和焦油的产率以及气炉的运行负荷、煤气和焦油的产率以及气化时的各项消耗指标。通常，不同的煤种化时的各项消耗指标。通常，不同的煤种在不同的气化炉里进行气化时，对其粒度在不同的气化炉里进行气化时，对其粒度的要求不一样。的要求不一样。五、粒度大小对气
11、化的影响五、粒度大小对气化的影响 燃料灰熔点的概念燃料灰熔点的概念 煤炭气化时的灰熔点有两方面的含义，一是气化炉正煤炭气化时的灰熔点有两方面的含义，一是气化炉正常操作时，不致使灰熔融而影响正常生产的最高温度，另常操作时，不致使灰熔融而影响正常生产的最高温度，另一个是采用液态排渣的气化炉所必须超过的最低温度。一个是采用液态排渣的气化炉所必须超过的最低温度。灰熔点与组成的关系灰熔点与组成的关系 若灰中若灰中Si02和和Al203的比例越大，其熔化温度范围越高，的比例越大，其熔化温度范围越高，而而Fe203和和MgO等碱性成分比例越高，则熔化温度越低，等碱性成分比例越高，则熔化温度越低，可以用公式可
12、以用公式(SiO2+Al203)(Fe2O3+CaO+MgO)来表示，来表示，该值越大，则灰熔点越高，灰分越难结渣，相反，则灰熔该值越大，则灰熔点越高，灰分越难结渣，相反，则灰熔点越低，灰分越易结渣点越低，灰分越易结渣六、灰熔点及结渣性对气化的影响六、灰熔点及结渣性对气化的影响 在气化炉的氧化层，由于温度较高，灰分在气化炉的氧化层，由于温度较高，灰分可能熔融成黏稠性物质并结成大块，这就可能熔融成黏稠性物质并结成大块，这就是通常讲的结渣性。是通常讲的结渣性。概念概念防止措施防止措施对于灰熔点低的煤在气化时容易结渣，对于灰熔点低的煤在气化时容易结渣，为防止结渣为防止结渣,就要加大水蒸气的用量，使就
13、要加大水蒸气的用量，使氧化层的温度维持在灰熔点以下。氧化层的温度维持在灰熔点以下。对于灰熔点高的煤种，可采用较高的操对于灰熔点高的煤种，可采用较高的操作温度，在较低的作温度，在较低的VH2O(g)V(O2)汽汽气比下获得较高的气化强度。气比下获得较高的气化强度。六、灰熔点及结渣性对气化的影响六、灰熔点及结渣性对气化的影响 煤的黏结性煤的黏结性黏结性煤在气化时，干馏层能形成一种黏性胶状流动物，黏结性煤在气化时，干馏层能形成一种黏性胶状流动物，称胶质体，这种物质有黏结煤粒的能力，使料层的透气性称胶质体，这种物质有黏结煤粒的能力，使料层的透气性变差，阻碍气体流动，出现炉内崩料或架桥现象，使煤料变差，
14、阻碍气体流动，出现炉内崩料或架桥现象，使煤料不易往下移动，导致操作恶化。不易往下移动，导致操作恶化。处理方法：处理方法：（1）在煤气发生炉上部设置机械搅拌装置；）在煤气发生炉上部设置机械搅拌装置；（2）对原料进行瘦化处理，在入炉煤内混配一些无黏结性）对原料进行瘦化处理，在入炉煤内混配一些无黏结性的煤或灰渣，以降低煤料的黏结性。的煤或灰渣，以降低煤料的黏结性。七、煤炭其他性质对气化的影晌七、煤炭其他性质对气化的影晌 燃料的机械强度是指抗碎、抗磨和抗压等性能的综燃料的机械强度是指抗碎、抗磨和抗压等性能的综合体现。机械强度差的煤在运输过程中，会产生许合体现。机械强度差的煤在运输过程中，会产生许多粉状
15、颗粒，造成燃料损失，在进入气化炉后，粉多粉状颗粒，造成燃料损失，在进入气化炉后，粉状燃料的颗粒容易堵塞气道，造成炉内气流分布不状燃料的颗粒容易堵塞气道，造成炉内气流分布不均，严重影响气化效率。均，严重影响气化效率。机械强度机械强度七、煤炭其他性质对气化的影晌七、煤炭其他性质对气化的影晌 热稳定性热稳定性:煤的热稳定性是指煤在加热时，是否容易碎裂的煤的热稳定性是指煤在加热时，是否容易碎裂的性质。热稳定性差的煤在气化时，伴随气化温度性质。热稳定性差的煤在气化时，伴随气化温度的升高，煤易碎裂成煤末和细粒，对移动床内的的升高，煤易碎裂成煤末和细粒，对移动床内的气流均匀分布和正常流动造成严重的影响。气流均匀分布和正常流动造成严重的影响。七、煤炭其他性质对气化的影晌七、煤炭其他性质对气化的影晌 煤炭气化工艺感谢收看感谢收看再见！再见！
