工业固废对高灰熔点煤灰熔融特性的影响及机理

煤灰的熔融特性是气化用煤的重要指标,工业生产中钙基和铁基助熔剂被广泛用于降低高灰熔点煤灰的熔融特征温度。本文选取了4种含钙和含铁的工业固废,即脱硫石膏、电石渣、赤泥和钢渣,作为助熔剂,考察了高温弱还原性条件下工业固废添加对高灰熔点潞安煤灰熔融特性的影响,并分析了工业固废的添加与高温下煤灰矿物质组成的关系。结果表明:工业固废添加量为2%~8%时,高熔点潞安煤灰的熔融特征温度均降低,但影响程度不同。随着赤泥和电石渣添加比例的增大,潞安煤灰的熔融特征温度显著降低,添加4%的赤泥和电石渣时,煤灰的流动温度分别降低至1376℃和1392℃;添加钢渣和脱硫石膏,且添加量为2%时,煤灰的流动温度降低至1380℃和1410℃,但随着添加比例的增大,降低的幅度变小。添加赤泥时,潞安煤灰中莫来石和硅线石含量减少,生成了低熔点的钙铁辉石和铁尖晶石;添加电石渣时,高温下主要生成的矿物质为低熔点的钙长石;添加钢渣时,煤灰中莫来石与氧化物反应转变为低熔点的钙长石和单斜辉石;添加脱硫石膏时,高温下主要的矿物质为低熔点的钙长石。综合考虑四种含钙和含铁工业固废添加对煤灰熔融性和气化设备的影响,含铁工业固废钢渣和含钙工业固废电石渣可作为降低高灰熔点煤灰熔点的助熔剂,且添加比例为4%时,煤灰的流动温度能够满足气流床气化炉对煤灰流动温度的要求。

油茶壳与煤掺混燃烧提升灰样的灰熔融温度

生物质与煤混合燃烧是减轻碳排放最有效的方法之一,对节约使用煤炭资源,发展生物质能源具有重要意义。以油茶壳(CS)和神木煤(SM)为研究对象,借助X射线荧光仪、X射线衍射仪、灰熔点测试仪和扫描电子显微镜,分析了不同掺混比的油茶壳与神木煤混合物(CS-SM)燃烧后的灰熔融特性。研究结果表明:添加CS能够明显改变CS-SM灰的灰熔融温度;CS-SM灰的灰熔融温度随着CS-SM中CS质量分数的增加而增加,其中软化温度增加的幅度最大,变形温度增加的幅度最小;当CS-SM中油茶壳掺混比不低于70%时,CS-SM灰的流动温度大于1 350℃,符合固态排渣要求;油茶壳与神木煤混合,在燃烧过程中发生了相互作用,生成了方解石、钙黄长石、六方钾霞石、方镁石等高熔点矿物质,从而导致了CS-SM灰的灰熔融温度升高;由扫描电镜图可知,CS-SM燃烧比较充分,灰渣颗粒随着CS-SM中CS质量分数的增加而增大。

气化无烟煤高效助熔剂研究与实践

研究了晋城矿区高硫无烟粉煤的煤灰特性,特别是灰熔点和黏温特性。针对这些特性,通过大量基础分析和试验,采用添加助熔剂的方法,成功将入炉煤灰熔点降低至1300℃左右,保证了气化炉的稳定运行。

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。

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。

科林CCG粉煤气化技术特点及应用

介绍了科林CCG粉煤气化技术的特点及贵州开阳化工公司气化装置试车情况;科林CCG气化炉以贵州当地高硫、高灰分和高灰熔点煤为原料,实现了煤炭清洁转化,为我国劣质"三高"煤综合高效利用开辟了一条新的途径。

高钙烟煤主要特性及高炉喷吹工艺性能综合评价

为了拓展用煤资源,钢铁企业正在挖掘高钙烟煤在高炉喷吹领域的应用潜力。以神东矿区27个成品销售煤种为主要研究对象,1种高炉喷吹常用烟煤和3种高炉喷吹常用无烟煤作为对比,采用国标进行检测,并结合描述性统计方法对比研究了神东高钙烟煤与高炉喷吹常用烟煤、无烟煤在煤质特性和高炉喷吹工艺性能指标两方面的优势和劣势。研究结果表明,与高炉喷吹常用烟煤28-山西烟煤相比,神东高钙烟煤具有低灰、高碳、高碳氢比(w(C)/w(H))、低氮、低硫、高热值、高钙以及高硅铝比的煤质特性,部分神东高钙烟煤还具有超低硫煤和特低硫煤特点;除1号煤、7号煤和22号煤灰分过高外,其余24种神东高钙烟煤均可用于高炉喷吹。此外,在高炉喷吹工艺性能指标方面,神东高钙烟煤的可磨性指数、着火点温度、爆炸性以及流动性指数和喷流性指数优于或接近高炉喷吹常用28-山西烟煤;但是神东高钙烟煤的灰熔点软化温度偏低,处于平均值1 147℃附近,通过优化配煤可以规避神东高钙烟煤灰熔点低的劣势,为神东高钙烟煤在高炉喷吹环节的合理高效应用提供保障。

新型干煤粉气流床气化炉的气化特性研究

根据无焰氧化技术的思想提出了一种新型干煤粉气流床气化炉,运用试验和数值计算方法对高灰熔点煤粉在炉内气化反应过程进行了研究。试验和模拟结果证实了该炉型结构能够使炉内温度场均匀,炉内温度梯度显著降低,实现了无焰氧化技术的基本反应特征,使煤粉气化反应空间化;同时炉内平均温度水平上升,气化强度增强,排渣口处温度水平上升,满足了高灰熔点煤种的气化要求。

切圆燃烧锅炉中煤粉射流中下游燃烧组织的优化研究

针对我国大多数切圆燃烧锅炉在低氮燃烧改造后出现水冷壁高温腐蚀和结渣问题,在已有研究技术的基础上,提出了一种不同于贴壁风的新型墙式风燃烧辅助系统,将主燃区二次风在水平方向进一步分级,增加直接进入煤粉射流中下游的墙式风,对某600 MW切圆燃烧锅炉进行改造。运行试验表明:墙式风可以有效改善水冷壁附近还原性气氛,提高炉膛燃烧区整体温度水平,过热器和再热器减温水量明显减小,NOx排放量有所降低,锅炉燃用低灰熔点煤的能力得到了提高。

恒温下准东煤粉燃烧特性研究

针对准东煤碱金属含量高导致灰熔融温度低、在燃烧过程中容易造成沾污及结焦等问题,利用恒温热重实验系统,研究了准东煤的燃烧特性及温度、煤种掺混等对燃烧特性的影响。实验结果表明:单煤煤种燃烧过程中,不同煤种燃尽时间、燃烧速率存在显著差异,其中路茂通坎乡煤种和永华金泰煤种差异最大,路茂通坎乡煤种易着火,燃烧速率快,燃尽时间短;随着温度升高,单煤燃烧失重曲线发生左移,燃尽时间缩短,燃烧速率上升,表明温度升高会加速煤粉燃烧,并且1 000℃后提高温度对焦碳燃尽的促进作用更明显;掺混燃烧过程中,掺烧高挥发分的煤种可以有效改善煤粉燃烧初期着火特性,而掺烧高固定碳煤种可使燃尽时间延长,从而降低燃尽率;混煤掺烧能够提高灰熔点,有效改善准东煤熔融特性,从而在煤源方面减少或者避免炉膛受热面沾污、结渣,确保锅炉运行的安全性和经济性。