煤催化气化工艺中内蒙王家塔烟煤灰烧结温度的影响因素分析-化工学报.PDF

第 66 卷 第 3 期 化 工 学 报 Vol.66 No.3 March 2015 2015 年 3 月 CIESC Journal ·1080 · 煤催化气化工艺中内蒙王家塔烟煤灰烧结温度的影响因素分析 1,2 2 2 2 2 1 毛燕东 ，金亚丹 ，李克忠 ，毕继诚 ，李金来 ，辛峰 1 2 ( 天津大学化工学院，天津 300072 ； 新奥科技发展有限公司集团煤基低碳能源国家重点实验室，河北 廊坊 065001) 摘要：煤催化气化工艺中碱金属催化剂的引入加剧了气化炉的结渣，直接影响了流化床气化炉结渣的正常操作。 煤灰的烧结特性是流化床气化炉结渣的主要影响因素之一，通过摸索工艺条件使煤气化在烧结温度以下运行，可 有效避免流化床气化炉内出现结渣问题。利用压差法测定烧结温度，结合灰渣的 XRD 分析结果系统研究了钾基 碱金属催化剂的添加量、操作压力、反应气氛对王家塔烟煤低温灰化煤灰烧结温度的影响。结果表明，碳酸钾催 化剂的添加明显降低了煤的灰熔点及烧结温度。0.1～3.5 MPa 下，烧结温度随压力增大而降低，而且压力对烧结 温度的影响在高压区更为明显，具体影响规律与煤种灰成分及钾基碱金属催化剂的添加有关。空气、CO2 氧化性 气氛下的烧结温度较高，N2 惰性气氛下次之，还原性气氛下较低，而蒸汽的加入显著降低了烧结温度。烧结温度 的变化与不同气氛下铁离子存在状态及钾的存在形态密切相关。蒸汽气氛下，钾更多以 KOH 等低熔点化合物形 态存在，而且含钾物相在蒸汽气氛下更容易同煤灰中的硅铝、铁钙等矿物质反应，生成低共融点化合物，致使灰 熔点及烧结温度大幅下降。 关键词：煤；气化；催化剂；烧结温度；压差法测定技术；压力；反应气氛；蒸汽 DOI ：10.11949/j.issn.0438-1157 中图分类号：TQ 53 ；TQ 54 文献标志码：A 文章编号：0438—1157 （2015 ）03—1080—08 Analysis of influencing factors on sintering temperature of Inner Mongolia Wangjiata bituminous coal ash during catalytic coal gasification 1,2 2 2 2 2 1 MAO Yandong , JIN Yadan , LI Kezhong , BI Jicheng , LI Jinlai , XIN Feng 1 2 ( School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China; State Key Laboratory of Coal-based Low Carbon En