多喷嘴水煤浆加压气化炉掺烧硫磺沟煤制浆配比的探索

兖矿新疆煤化工有限公司600kt/a醇氨联产项目于2012年9月建成投产,其气化装置采用多喷嘴水煤浆加压气化工艺,2015年下半年以来通过精准筛选锁定几种气化用准东煤及掺配其他矿区煤种并进行优化改进等,实现了气化炉的稳定运行,但用煤成本有所上升。为开拓新煤种及充分发挥企业内部协同作用,于2021年2月开始逐步试烧(掺烧)同属兖矿新疆能化有限公司子公司的硫磺沟煤矿的原料煤。简介硫磺沟煤试烧技术路线,详细介绍硫磺沟煤试烧情况以及形成的工业化成果。目前,兖新煤化气化装置已实现硫磺沟煤的常态化稳定掺烧,总体掺烧比例在50%以上、最大掺烧比例达72%,气化炉运行稳定,粗煤气产量及有效气含量、甲醇与合成氨产量均可保证。接下来将继续摸索加大硫磺沟煤的掺烧比例,以提高企业的经济效益。

典型城市生活垃圾一次性竹筷子水热炭结构与气化反应特性关联机制研究

本研究以MSW的典型成分一次性竹筷子(DBC)为原料,研究水热炭化(HTC)条件对DBC水热炭结构性质与气化反应特性的影响规律。结果表明,HTC提高了DBC的能量品质,水热处理后DBC-230-60的高位热值(HHV)是DBC的1.62倍,H/C和O/C从DBC的1.57和0.76下降到DBC-230-60的1.00和0.33。表征发现,水热炭和水热炭半焦的芳构化程度比DBC原样更高,水热炭的比表面积低于DBC原样,但水热炭半焦的比表面积却高于DBC原样半焦。相比于水热时间,水热温度对水热炭结构和气化反应性的影响更加显著。更高的水热温度增大了水热炭的芳构化程度,降低了水热炭的气化反应性。水热炭的气化反应性比DBC原样更差,主要是因为水热炭半焦芳构化程度增大对气化反应性的消极作用大于孔隙结构丰富的促进作用。

水煤浆气化装置煤浆提浓改造总结

由于煤浆制备系统制得的煤浆粒度分布不合理,水煤浆质量分数仅为58%~60%,造成气化炉的煤耗和氧耗较高,有效气含量偏低。通过增设细磨装置并采用新型煤浆添加剂后,水煤浆质量分数提高了3.57%,气化炉运行稳定,有效气体积分数提高2.18%,平均每天节省气化煤43 t、氧气21600 m^(3),成本降低91500元/d,节资效果明显。

气化活性与孔比表面积的关系

实验研究了石油焦气化反应活性和孔比表面积的关系 .研究结果表明 ,石油焦的水蒸气气化反应速率远大于二氧化碳条件下气化的反应速率 ,两种介质中比气化反应速率曲线变化趋势不同 .石油焦的孔隙结构、孔的分布对其气化活性起着决定性的作用 ;石油焦的比气化反应速率与有效比表面积有着较好的线性关系 ;

高硫煤热解部分气化过程中硫的变迁行为

针对 3种不同煤阶的高硫煤 ,分别在固定床反应器中考察其固定升温速率下原煤热解和半焦在不同温度下的水蒸气部分气化过程中的硫变迁行为 .研究过程分为热解和部分气化 2个子过程 .结果表明 ,热解过程中大同、义马和西山煤总脱硫率分别为 41 %、42 5 %和 2 3 1 % ,其过程中FeS2 完全转化为FeS ,不稳定的有机硫部分析出 ,硫从固相中的脱除大于碳的转化 ,硫在气相中得到富集 ;在部分气化过程中 ,对于大同和西山煤 ,半焦中硫含量可有效降低 ,脱硫率分别提高 2 6 47%和 1 9 3 7% ,其中无机硫化物 (FeS)易于气化析出 ,其析出程度随温度升高而增大 .但对义马煤焦部分气化结果证实 :在 70 0℃气化时 ,总脱硫率可提高 2 4 60 % ,在高于 70 0℃气化时 ,有利于碱土金属与H2 S反应进行 ,同时由于碳骨架的气化速度加快 ,降低了其有机质对灰分固硫行为的传质阻力 ,所以灰分中碱土金属的固硫作用增强 ,使得半焦中硫含量增加 ,脱硫率与碳转化率的差值下降 。

灰分对高硫煤热解部分气化硫变迁的影响

采用分步脱除矿物质方法 ,对义马原煤及HCl,HCl HF ,HCl HNO3 处理后煤样 ,分别在固定床反应器中考察了热解部分气化下硫的脱除规律 .结果表明 :一方面在热解过程中原煤及酸处理煤样H2 S和COS的析出均呈双峰趋势 ,其析出值主要受温度、原煤中灰分和HNO3 氧化作用 ;另一方面 ,在部分气化和酸处理后煤样热解半焦在 6 0 0℃～ 90 0℃范围内硫脱除率可达5 0 %～ 80 % ,80 0℃时 ,无机硫可完全脱除 .而原煤热解半焦总硫 ,无机硫的脱除率在 70 0℃时最大 .气化温度的升高 ,加强了碱性矿物质的固硫作用 ,其结果是 90 0℃气化时 ,总硫和无机硫脱除率降低 .酸处理后有机硫含量基本保持不变 ,其噻吩结构只随碳骨架的气化而析出 .

纤维素燃料乙醇废液与煤的成浆性能研究

提出了一种纤维素燃料乙醇废液大规模资源化利用的新方法—将纤维素燃料乙醇废液与煤共混制备废液煤浆作燃料用。借助旋转黏度计对废液煤浆(WLCS-CEF)进行流变性测定,研究了成浆浓度、废液加入量和添加剂对煤浆流变性的影响。结果表明,废液煤浆的表观黏度随成浆浓度及废液加入量的增加而增大,添加剂的加入明显改善废液煤浆的流变特性。废液中大分子量的木质素及未水解完全的纤维素和半纤维素能起到稳定煤浆的作用,同浓度下的废液煤浆比水煤浆稳定性高,且煤浆稳定性随浓度增大而增强,合适的添加剂也能改善稳定性。当选择添加剂A,成浆浓度为62%,废液添加量为煤量的2.5%时,制得的废液煤浆比较适合气化。

添加助熔剂降低煤灰熔点及灰粘度的研究

本文着重介绍了助熔剂对我所试烧过的三种高灰熔点、高灰粘度煤及一种低灰熔点、高灰粘度煤的影响。选择出适宜的助熔剂,并确定了最佳添加量。初步探讨了灰熔点FT与流动点t_4的关系。简单介绍了给Q.W.-Ⅱ煤掺配G.C.煤降低灰熔点及灰粘度的实验室试验情况。

原煤低温空气氧化法预脱硫影响因素的实验研究

针对4种不同煤种的高硫煤,在固定床反应器中考察了原煤空气气氛低温氧化预脱硫过程的影响因素,包括煤种(总硫含量、形态硫分布和挥发分含量)和化学反应条件及传质条件(温度、停留时间和颗粒粒径等),处理前后的样品中硫形态根据GB/T215 1996分析,硫和碳的含量分析用LECOSC 444定碳定硫仪测试。实验结果表明,反应条件和煤种是影响硫析出的两类因素,煤中黄铁矿硫在400℃停留10min时,均可达到50%的脱除率,最高达到80 08%。对于高挥发分的煤,宜选择低的转化温度,较短的停留时间,并适当增加颗粒粒径,以控制高的碳和热量损失;对于低挥发分的煤,可增加反应温度和停留时间,相应降低颗粒粒径以增加硫析出率。400℃停留10min操作条件下,大同半焦中硫含量从原煤中的1 48%可降至0 62%,此时碳和热值损失分别为13 64%和16 22%。在500℃停留10min操作条件下,阳泉半焦中硫含量从原煤中的1 59%降至1 07%。

煤质对鲁奇气化炉经济运行的影响分析

论述了原料煤的灰熔点、水分、灰分、挥发分、固定碳含量以及煤的粒度变化对鲁奇气化工艺的影响,并针对保稳定经济运行提出了几点建议。

新型气化型煤粘结剂

介绍一种新型气化型煤粘结剂的制备方法和粘结作用机理。该粘结剂属有机粘结剂，粘结能力强，煤种适用范围广。制取的气化型煤机械强度高，灰份低，固定碳含量高。

单喷嘴冷壁式粉煤加压气化装置配煤工艺评价

介绍了单喷嘴冷壁式粉煤加压气化装置原料煤的配煤工艺,并通过大量入炉煤粉煤质数据测试,以灰分含量、灰熔点及灰成分等关键参数为表征,对配煤系统运行效果进行评价。运行结果表明,单喷嘴冷壁式粉煤加压气化装置配煤工艺效果良好,有效支撑了装置的长周期稳定运行。

原煤低温氧化预脱硫的实验研究(英文)

采用三种高硫煤 ,在固定床反应器中考察了原煤在空气、空气水蒸气和空气氮气气氛下低温氧化预脱硫过程的影响因素 ,包括煤种 (总硫含量、形态硫分布和挥发分含量 )和化学反应条件 (温度、停留时间 )。脱硫前后的样品中硫及硫形态、热值、工业分析和元素分析依据国标进行测定。实验结果表明硫及碳质的氧化在开始阶段以不同的速率析出 ,随后反应中差别减小 ;黄铁矿硫可得到高的脱除率 ;水蒸气适当比例的加入可以增加黄铁矿的脱除 ,同时降低碳的转化和热量的损失 ;而氮气的加入在降低碳和热量的损失外 。

低阶煤分级研磨制浆工艺技术在我厂的应用

我厂目前使用的神木煤具有低灰分、低硫、低磷、低灰熔点（1080～1130℃）、中高发热量、热稳定性好、化学活性好、不粘结及有害杂质极低等特点，较适合水煤浆加压气化工艺用煤要求，且价格比烟煤便宜。但由于它属于低阶煤，又具有高内在水分、高比表面、高极性官能团含量和可磨性差等特点，难以制取高浓度水煤浆（最高浓度为60％），从而增加了气化的能耗和成本，影响了经济效益。

水煤浆提浓成套技术装备使用小结

水煤浆作为气化炉的原料,其浓度的高低、稳定性的优劣对气化炉的稳定运行影响深远,采用分级研磨级配制浆工艺进行制浆,对提高水煤浆浓度、流变性和稳定性具有显著的作用.煤浆浓度、稳定性和雾化效果提高后,可降低煤耗和氧耗,节约运行成本,同时也减轻对输送泵、管道、阀门、喷嘴等设备的磨损,降低其检修和维护费用.2011年我公司利用集团公司科技研发资金和配套技改资金建设了1套煤浆提浓装置,在全国化工企业第1家试车成功并投入工艺运行至今,效果良好.以下对我公司水煤浆提浓成套技术装备引进情况、运行效果作一介绍.

高硫粉煤型煤常压固定床气化的研究

研究和开发高硫粉煤的成型与固硫技术是综合利用煤炭资源拓宽常压固定床气化原料的有效途径,也为高硫粉煤的应用探寻了一条新路。

射流携带床气化炉内混合过程的研究

采用α－萘酚与对氨基苯碘酸重氮盐的偶合竞争串联二级反应体系，研究了气化炉出口面积、长径比，两股射流动量比对射流携带床气化炉内混合过程的影响。结果表明：减少气化炉出口面积可以有效地改善炉内混合状况，增大两股射流之间的动量比对改善炉内混合状况有较好的作用，增大气化炉的长径比对改善炉内混合状况效果并不明显。

Fe/赤泥催化水蒸气气化煤焦的反应性与微结构特性

利用固定床反应器和自制Fe/赤泥(RM)、RM催化剂,进行了900℃煤焦/催化剂不同质量比的水蒸气气化实验,并采用原位红外(FTIR)、物理吸附仪(BET)、拉曼光谱(Raman)等测试手段,分析了催化气化过程中不同阶段煤焦的气化反应性、表面官能团、孔隙结构和碳微晶结构的演变规律。结果表明,Fe1/RM2催化剂可显著提高煤焦-水蒸气的气化反应性。在Fe1/RM2/煤焦-水蒸气反应过程中,煤焦表面形成—CH_2、—COOH、酚羟基等活性官能团并与Fe1/RM2活性组分相互作用,形成新的小分子基团或化合物;煤焦的比表面积先增大后减小(6.98~323.22m^2/g),平均孔径呈现相反的变化趋势(2.91~11.25nm);碳有序化程度先降低后提高,碳转化率为36%煤焦中无定形碳的相对含量最高(0.371)。在煤焦-Fe1/RM2-水蒸气反应初期(X_C<36%),煤焦表面活性基团增多、比表面积增大、有序化程度降低,综合提高了煤焦-水蒸气气化反应性;降低36%≤X_C≤62%阶段的碳有序化程度,对煤焦气化反应性的提高具有显著意义。

热解气氛与温度对褐煤半焦“一步法”甲烷化活性的影响

为提高褐煤热解多联产技术中半焦的利用效率,本文提出将低温热解半焦用于"一步法"制甲烷技术,考察了热解条件对半焦性质和一步甲烷化活性的影响。利用管式炉制备了不同气氛和温度的褐煤热解半焦,采用傅里叶红外光谱、X射线衍射技术和固定床反应器,对半焦表面化学、微晶结构和甲烷化活性进行了表征。结果表明,与N2和H2氛围相比,褐煤在水蒸气氛围中进行热解,半焦表面含氧官能团受到保护而含量更高,同时石墨化程度因受阻而降低,甲烷化活性更高;在水蒸气氛围中,773~873K范围内,随着热解温度升高,褐煤裂解反应进行程度加深,半焦表面含氧官能团数量降低,石墨化程度增加,致使甲烷化活性降低。总之,在水蒸气氛围中,773K时热解形成了一步甲烷化反应活性最好的褐煤半焦,对于低阶褐煤热解过程与气化过程优化联产具有重要指导意义。