高灰熔点煤高温下煤焦CO_2/水蒸气气化反应特性的实验研究

我国煤炭年产量中,1400℃以上的高灰熔点煤约占50%以上。为探索固态排渣方式的高灰熔点煤气流床气化,文中选出具有代表性的3种高灰熔点煤种和1种低灰熔点煤种,在TGA-51H型高温热天平上进行了煤焦—CO2和煤焦—水蒸气气化反应特性的实验研究,并利用SEM考察了气化条件下煤焦及灰的微观结构。实验结果表明:在煤焦—CO2/H2O反应过程中,反应速度明显表现出高温区域的扩散反应和低温区域的化学反应;无论在1273～1573K的低温区域,还是在高于1573K的高温区域,反应速率随燃料比的增加而减小;低灰熔点煤在高温条件下,气化反应速率随温度的升高变化不大,有时甚至略有下降;对于高灰熔点煤种其气化反应速率随温度的升高仍继续升高。

高灰熔点煤加压气流床气化特性

在25kg／h规模的沉降式加压气流床气化实验装置上，研究了高灰熔点煤种在固态排渣温度范围内的气化特性及灰渣熔融特性．结果表明，气化温度、碳转化率均随O／C物质的量比的增加而增加，冷煤气效率则随O／C物质的量比的增加呈现先增大后减小的变换规律；本实验条件下，最佳O／C物质的量比在1．0—1．2之间，此时冷煤气效率达最大值（42％左右），相应碳转化率为90％；对最佳工况下气化炉底部、旋风分离器和布袋除尘器内的灰渣进行SEM分析表明，该工况下气化炉底部、旋风分离器内的灰渣在整体上仍以固态形式存在，只是有部分低熔融成分发生熔融，其熔融部分的粒径在数微米左右，而布袋除尘器内的灰渣没有发生熔融现象．

镁基助熔剂对高灰熔点煤灰熔融影响的机理

通过向高灰熔点淮南煤灰中添加不同质量分数的镁基助熔剂,研究镁基助熔剂对高灰熔点煤灰熔融特性的影响及其机理.结果表明:对于淮南煤灰,镁基助熔剂的理想添加质量分数为5%,能使煤灰熔点降低到1 350℃以下;通过XRD分析和SEM验证得知,耐熔矿物质莫来石是导致淮南煤灰熔点较高的原因;Mg2+与莫来石发生反应,生成了堇青石和尖晶橄榄石等易熔矿物质,导致灰熔点降低;通过研究莫来石的稳定性推断出,作为电子给予体的Mg2+易于从活性较大的O(7)和O(13)进入莫来石晶体,造成化学稳定性较弱的Al(1)—O(13)和Al(8)—O(13)共价键的断裂,引起硅酸盐网络中2个Si原子之间的距离增大,促使莫来石晶体晶格重组.

生物质对高灰熔点煤灰熔融特性的调控机制

为探索生物质对高灰熔点煤灰熔融特性的影响,向鹤壁煤和晋城无烟煤中分别加入不同质量比的花生壳和玉米秸秆,采用智能灰熔点测定仪测定混合灰样的灰熔点,X-射线荧光仪和X-射线衍射仪分析灰熔融特性变化的原因。结果表明:随着生物质质量分数增大混合灰熔融温度逐渐降低,选择合适生物质质量分数能使灰熔融流动温度满足液态排渣要求;鹤壁煤混合灰样和晋城无烟煤混合灰样中的高熔点矿物质与煤灰其他成分反应生成了铁橄榄石、铁尖晶石、白榴石、钙长石和微斜长石等,这些矿物之间能够形成低温共熔物,从而导致混合灰的灰熔融温度降低。

高灰熔点煤气化特性的实验研究

研究高灰熔点煤气化特性，以水煤浆为气化原料，在沉降炉内进行了我国典型高灰熔点煤老矿中煤气化反应的实验研究．考察了气化温度和 O／C 摩尔比对合成气组分、碳转化率和冷煤气效率的影响．结果表明，在相同 O／C 摩尔比条件下，有效合成气体积分数、碳转化率及冷煤气效率随气化温度的升高而升高．在气化温度相同的条件下，随着 O／C 摩尔比的增加，CO2的体积分数和碳转化率随之增大，而冷煤气效率呈现出先增大后减小的趋势．在实验条件下，老矿中煤的最佳 O／C摩尔比为0.90-1.05．

贵州高灰熔点煤气化特性研究

选取贵州典型高灰熔点煤种老矿中煤,在柱塞流反应器中进行气化特性研究,在未反应碳缩核模型以及动力-扩散模型两种气化反应动力学模型的基础上,建立了相应的一维柱塞流气化小室模型.结果表明,当反应温度从1 200℃上升至1 500℃时,CO2的体积分数下降约15%,CO的体积分数上升约16%,H2的体积分数上升约2%,碳转化率上升约20%;在相同温度下,水煤浆浓度增加5%,CO的体积分数约增加3%,H2的体积分数约增加0.5%,碳转化率下降约1.5%,气化模型计算结果与实验结果吻合较好.同时建议在实际气化炉运行过程中,应提高水煤浆浓度,以保证碳转化率同时尽量提高合成气有效成分.

高灰熔点煤两段供氧气流床气化实验

本文建立了20,kg/h两段供氧干排渣气流床气化装置,针对高灰熔点煤进行了无二段供氧和两段供氧的气化实验.结果表明:当O/C摩尔比大于0.95后,二段供氧干排渣气流床气化技术的气化效果开始优于无二段供氧干排渣气流床气化技术.当O/C摩尔比为1.10时,二段供氧干排渣气流床气化技术的有效合成气效率为80.4%,碳转化率为93.24%;无二段供氧干排渣气流床气化技术的有效合成气效率为78.8%,碳转化率为91.67%.

污水污泥与高灰熔点煤制水煤浆及气化实验研究

城市污水污泥是市政污水处理厂一个主要的副产品,其无害的处理和资源利用率是一个值得重视的问题。在中国污泥每年产量已经超过1800万吨,因其水分和灰分含量高和低热值的特点,不能单独作为能源使用,需要与其他能源,如煤或石油混合使用。未来50年内,我国一次性能源使用仍然以煤炭为主,然而高灰熔点煤约占一半的煤炭储量和生产量,由于燃烧灰熔融温度过高,不能单独应用于气流床煤气化技术的新型的煤化学工业领域。根据污泥含有高碱和碱金属元素,如果可以实现污泥混合着高灰熔点煤的制备合格的水煤浆、不仅可以提高污泥资源利用率,可以有效降低高灰熔点煤燃烧的煤灰熔融温度,使其可以有效地应用于水煤浆气流床气化过程。

“高灰熔点煤加压气流床气化”课题通过中期检查

近日，科技部高技术中心组织专家在兖矿鲁南化肥厂对兖矿集团有限公司、华东理工大学和中国天辰化学工程公司共同承担的“十一五”“863计划”重点项目课题“高灰熔点煤加压气流床气化”进行了中期检查。

气化炉中高熔点煤气化反应的影响研究

在城市化推进对各类资源消耗量逐渐增多的背景下,煤的气化、液化处理工艺得到了有效发展,一定程度可以为城市化建设提供各类能源支持。基于高灰熔点煤的气化反应,为了提高气化效果提高气化产值,需要对高灰熔点煤的气化特性进行研究,具体要了解气化炉中各反应之间存在的影响,确保发挥出高灰熔点煤的气化反应价值。为此,本文先阐述实验系统并整理实验数据,然后具体分析气化温度与O/C摩尔比对合成气组分、碳转化率、冷煤气效率的影响,以期在有效了解反应中的相关影响后,提高煤气化经济效益和社会效益。

适应山西及我国高灰熔点劣质煤煤气化技术的开发

为解决高灰熔点劣质煤占的化工利用,开发了多喷嘴分级给氧气化技术(JE炉),给出了技术原理、关键技术及设计技术指标,并对技术开发情况进行了详尽介绍。

600MW锅炉掺烧高灰熔点煤解决结焦

介绍了华能上海石洞口第二电厂采用掺烧高灰熔点煤解决锅炉结焦的方法和经验。

“三高”无烟煤洁净化难题有突破

由中科院山西煤化所和晋城无烟煤集团共同开发的灰熔聚流化床粉煤气化技术日前在太原通过专家评审。该技术是中科院山西煤化所历经20余年自主开发的先进煤气化技术，被原国家经贸委列入“用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业”重点推广技术。

中国典型煤种煤焦水蒸气气化反应特性研究

研究了5种典型煤种在1 100-1 400℃范围内的煤焦-水蒸气气化反应特性,并利用未反应碳缩合模型进行数值模拟.实验与计算结果表明,在煤焦-水蒸气气化反应过程中,随着温度的升高,气化反应控制步骤逐渐由化学反应动力学控制过渡到扩散控制;在高温条件下,高灰熔点煤与低灰熔点煤的气化反应特性有所不同,这与高温下低灰熔点煤灰发生熔融、灰层阻力增大有关.未反应碳缩核模型的计算值与实验值吻合较好.

航天炉煤气化对晋城煤的适应性探索

航天炉一般在高于煤流动温度50—100℃状态下操作，煤的黏温特性范围一般在10～100Pa·S。若使用高灰熔点煤，需提高气化炉操作温度，会导致氧耗增高和热效率降低，气化炉耐热结构易损坏。因此，有必要加入助熔剂或配合低灰熔点的煤混烧以改变灰分组成和调整黏温特性，从而满足气化炉挂渣和熔渣流动性的需要。

R-GAS煤气化技术浅析

R-GAS煤气化技术是一种新型平推流粉煤气化技术,本文论述了该技术发展历程、工艺流程、关键设备、技术特点,并指出技术成功示范后,将对我国高灰熔点煤种的高效清洁利用具有重要意义。

山西潞安集团180万t煤制油试车工作启动

10月27日,潞安集团召开高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目试车工作会。项目以高硫、高灰、高灰熔点煤为原料,采用壳牌干粉煤气化工艺,实现世界第一个单台能力3 000 t/d的粉煤气化炉的技术突破。同时采用具备完全自主知识产权的中科合成油铁基高温浆态床F-T合成油技术,单台50万t反应器世界第一。

阳煤着手推进煤气化技术R-GAS示范项目

6月13日,阳煤集团与美国燃气技术研究院（GTI）签署《R-GAS气化技术联合开发协议》。以此为标志,具有国际先进水平的煤气化技术R-GAS示范项目在阳煤集团正式落地,高灰熔点煤的绿色利用迎来历史性变革。

淮南煤在SE-东方炉上的试烧运行总结

安徽淮南煤是我国典型的高灰熔点、高灰分煤,长期以来只能作为动力煤使用,严重限制了安徽现代煤化工产业的发展。基于扬子石化SE-东方炉粉煤气化工业示范装置对于高灰熔点、高灰分煤的优良适应性,以及位于安徽淮南的中安联合煤化有限公司采用SE-东方炉以当地煤作为原料的需要,开展了高灰熔点、高灰分淮南煤在SE-东方炉的试烧运行。试烧结果表明,淮南煤在SE-东方炉上的高温（1 550-1 650℃）稳定运行性能和可靠性得到了验证,碳转化率高达99.2%,滤饼残炭质量含量小于10%,粗渣残炭质量含量小于1%,灰渣比7∶3,各项指标良好,适合在SE-东方炉上的长周期应用。

气流床固态排渣实验研究

煤气化技术由于其高煤炭利用率和低污染排放,近年来得到快速发展。为扩大该技术对高灰熔点煤种的适应性,在0.5kg/h规模的常压富氧气流床气化实验系统上,对我国高、低灰熔点煤在固态排渣温度范围内进行了煤粉富氧气化特性实验研究。研究结果表明:随着温度的升高,有效气浓度增大,碳转化率增大,冷煤气效率增大,灰渣熔融程度增强;随着氧碳比的升高,有效气浓度降低,碳转化率升高;随着停留时间的增大,有效气浓度、碳转化率和冷煤气效率都升高,灰熔融特性更加显著。不同煤种在相同条件下,灰熔融特性也不相同,低灰熔点褐煤在1300℃、停留时间为1.5s时,灰熔融特性比高灰熔点烟煤明显。