不同煤炭气化技术对煤质的选择及其反应研究.pdfVIP

L0WCARBoNWoRLD2013，l0 能源 ·地矿 不同煤炭气化技术对煤质的选择及其反应研究 徐 宾-，和德涛 ，孙中岭 (1．枣庄矿业集团煤化工研究院有限公司 山东枣庄 277000；2．枣庄矿业集团多种经营实业总公司 山东 枣庄 277000) 摘【 要】从技术角度出发，煤炭气化对煤的质量要求是很宽松的，不同煤阶、不同粒度级、不同含硫量的煤都能用于气化。然而，不同气化工艺 技术各有特点，其对煤质的要求也是不同的，没有一种可气化所有煤种的 “万能炉”，基于此，本文就不同煤炭气化技术对煤质的选择及其反应 展开了研 究。 【关键词】煤炭气化技术；煤质选择；反应研究 【中图分类号】TQ530．2 【文献标识码】B 【文章编号】2o95—2066(2013120—0227—02 我 国煤炭资源品种齐全 。在 已查明的煤炭资源 中，按变质 气化反应包括煤热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指从 程度分，有褐煤、低变质烟煤 (长焰煤、不粘煤、弱粘煤)、中变 固相转化为气体、液体煤过程。煤的气化和燃烧反应包括两个 质烟煤 (气煤、肥煤、焦煤、瘦煤)、贫煤和无烟煤 ；按煤种分，分 反应类型 ，即非均相气 固反 应和 均匀的气相反 应 (见 图1)。 为烟煤和无烟煤两大类。其 中烟煤分为炼焦烟煤 (贫瘦煤 、瘦 ：Ilc 煤 、焦煤 、肥煤、气煤、1／3焦煤、气肥煤)和一般烟煤 (贫煤 、长 焰煤 、不粘煤 、弱粘煤 、1／2中粘煤)。不 同煤质对于气化工艺技 术 的要 求不同 1煤炭气化 煤炭气化是指煤在特定的设备 内，在一定温度及压力下 使煤 中有机质与气化剂 (如蒸汽／空气或氧气等)发生一 系列 化学反应 ，将 固体煤转化为含有 CO、H2、CH4等可燃气体和 CO2、N2等非可燃气体的过程 。煤炭气化时，必须具备三个条 菲汽、窀气蛾 件 ，即气化炉、气化剂 、供给热量 ，三者缺一不可。气化原料为 各种煤或焦炭 图1煤炭气化反应流程示意图 煤炭气化包含一系列物理、化学变化。一般包括热解和气 2 固定床气化技术对煤质的选择及其反应研究 化和燃烧四个阶段。干燥属于物理变化 ，随着温度 的升高，煤 固定床气化也称移动床气化 ．其煤气化炉的主要结构特 中的水分受热蒸发。其他属于化学变化 ，燃烧也可以认为是气 点是 ：原料煤块由气化炉顶部加入 ，用炉箅来支撑。由下部吹 化的一部分。煤的气化在于燥后 ，随着温度 的进一步升高，煤 入 气化 剂 (02或空气与 水蒸气)进行气化 ，气化剂与煤及 其残 分子 的热分解反应 。产生大量的挥发性物质 (包括干馏煤气 、 渣彼此逆 向流动 ．因而在运动过程中。将要离开气化炉的热灰 焦油和热解水等)，同时煤粘结成半焦。半焦与煤的热解和气化 渣可加热 刚进入气化炉的气化剂 ．气化炉的热气体可以对原 高温气化剂的反应 ，气体产物以一氧化碳 ，氢气、甲烷、二氧化 料煤进行热解 、气化和预热。在 1200 1400℃温度左右 ．煤进行 碳 、氮、硫化氢、水为主要成分 。即粗煤气。气化反应包括许多化 燃烧 。煤中的灰分通过炉箅落炉底移 出炉外 ，煤在气化炉之前 学反应 ，主要是碳 、水、氧 、氢、一氧化碳碳和氧之间的二氧化碳 被破碎 、筛分，去除了直径为 3200mm低于的煤粉 ，通常需要 反应 ，反应也被称为燃烧反应 ，其提供 热量给气化过程。 煤的粒度控制在6．35～38mm。为了防止煤的熔化固结．一般采