影响多元料浆煤气化的因素

庄周

本文由 马后炮化工论坛 转载自互联网
（1）煤质
煤的性质对气化过程有很大的影响。根据有关资料显示，我国的煤矿和地质条件等因素反映出各煤种的化学元素差异较大。伊泰集团下属的宏1#矿煤质符合多元料浆煤气化的工艺要求。依据煤气化装置运行状况及实际经验来讲，应控制三项指标就能满足煤气化的运行：一、灰分含量小于10%。二、内水含量小于7%。三、灰熔点小于1300℃。
（2）煤浆浓度
水煤浆浓度是指水煤浆中固体的含量，以重量百分比表示，水煤浆浓度及性能对气化效率、煤气质量、原料消耗、水煤浆的输送及雾化等均有很大影响。
水煤浆浓度必须适宜才能满足工业生产的需要，如果水煤浆的浓度过低，则随水煤浆进入气化炉的水分增多，由于水分需要加热及蒸发，势必造成氧气及有效气的消耗，从而降低了有效气的产率，增加了氧耗。
但是，假如水煤浆浓度过高，则煤浆黏度过高，煤浆流动性变差，不利于水煤浆的输送和雾化，同时，由于水煤浆是粗分散的悬浮体系，存在着分散固体重力作用而引起的沉降问题。因而，水煤浆浓度过高时易发生分层现象，引起沉降会造成管道及设备堵塞，因此，水煤浆浓度也不能过高，总原则是在保证流动性及不沉降的前提下，尽可能的提高水煤浆浓度。实际生产中，煤浆浓度一般控制在60%~65%。制浆不但有煤的内水问题而且与PH值、添加剂、助熔剂、磨棒的加入和配比等多种因素有关。
（3）氧煤比
氧煤比是指氧气和料浆的体积比，它是气化炉操作的重要参数。
氧煤比增加，将有较多的煤发生燃烧反应，放热量增大，气化炉温度升高，为吸热的气化反应提供更多的热量，对气化反应有利。因此，碳的转化率、冷煤气效率及产气量上升、CO2和比氧耗、比煤耗下降。随着氧煤比的进一步增加，碳的转化率增加不大，同时由于过量的氧气进入气化炉，导致了CO2的增加，使冷煤气效率、产气率下降，比氧耗、比煤耗上升。因此，氧煤比应有一个最合适值，一般认为氧/碳原子比在1.0左右比较合适，根据国内目前煤化工装置的运行情况一般正常值约为475~485Nm3O2/ m3煤浆。
（4）反应温度的影响
反应温度及气化炉的炉温。碳的燃烧反应所释放出的反应热，供给甲烷、碳与水蒸气和CO2的气化反应所需要的热量。反应温度是由氧/煤比决定的。因此，它对气化反应的影响和氧煤比相同。
另外，反应温度升高，灰的黏度下降，流动速度加快，将会增加熔渣对耐火砖的冲刷和侵蚀，缩短耐火砖的使用寿命，甚至烧坏耐火衬里。因此，在保证液态排渣的前提下，尽量维持较低的气化炉操作温度。炉温的控制应使熔融灰具有较为适中的黏度，使熔渣流速不致过快而增加对耐火砖的冲刷，同时又使系统能顺利排渣。
（5）助熔剂的影响
多元料浆煤气化是在灰熔点以上操作，灰熔点高，则操作温度就会相应提高，氧气消耗量增大，同时对耐火材料的要求就会更加严格。为了降低灰熔点，可以采用添加助熔剂的办法，助熔剂有CaO、Ca(OH)2、铁渣等，这些助熔剂都可以使（SiO2＋Al2O3）/（Fe2O3＋CaO＋MgO）的比值下降，达到降低灰熔点的目的。一般采用CaO作为助熔剂，但如果石灰石的添加量过多，灰渣中的正硅酸钙生成量将增加（灰熔点2130℃），从而使灰熔点升高。助熔剂的添加量应根据不同煤种进行确定（伊泰宏1#煤灰熔点1220℃，我公司将根据情况而定添加量）。
（6）反应压力的影响
气化反应是体积增大的反应，提高压力对化学平衡不利。但生产中普遍采用加压操作，主要原因：
1）
加压气化增加了反应物浓度，加快了反应速度，提高了气化效率。
2）
加压气化有利于提高水煤浆的雾化质量。
3）
设备体积减少，单炉产气量增大，便于实现大型化。
4）
加压气化可以降低压缩功耗。