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多元料浆加压气流床气化淮南煤的运用? 煤质评价 作为多元料浆加压气流床气化的原料煤种,其原料煤种煤质直接影响着料浆的成浆性能、气化性能、经济性能以及气化 生产装置 的稳定性。根据煤质分析结果,对所提供煤种进行了用于多元料浆加压气化制合成气的适应性评价。 A. 水分、O/C和可磨指数评价 原料煤的水分含量和 O/C 是反映煤的变质程度的两个重要指标,也是衡量煤种成浆性能的重要指标。所提供的义马混煤、义马块煤和华亭煤的水分含量中等、 O/C 中等,属较易成浆煤种;所提供的淮南原煤和淮南精煤的水分含量低、O/C较低,属易成浆煤种。 可磨指数(HGI)是衡量煤可磨性难易的重要指标。HGI越高,煤越易磨碎,在同等粒度分布条件下,磨煤电耗越低,即在同样的设备条件下,生产能力就越大。所提供煤样的可磨性均为中等。 B. 灰分、固定碳和发热量 煤样的灰分含量、固定碳含量和发热量三者之间互为相关,其高低直接影响着气化性能和经济性能。固定碳含量和发热量高、灰分含量低的煤种,作为多元料浆加压气化的原料煤种时,气化氧耗、煤耗较低,气化效率较高。 所提供的淮南原煤灰分含量高、固定碳含量和发热量低,不易单独作为多元料浆加压气化制合成气的原料煤种;义马混煤和义马块煤灰分含量、固定碳含量和发热量中等;淮南精煤和华亭煤的灰分含量较低,其中淮南精煤固定碳含量和发热量高,华亭煤发热量较高。 C. 原料反应活性 原料的反应活性是影响料浆制备和气化的重要指标之一。反应活性好的煤,在气化过程中,反应速度快,气化效率高,能提高碳的转化效率和有效气体成分及产气量,降低氧耗、煤耗;在料浆制备过程中,可适当增大煤粉粒度,降低磨煤电耗。所提供煤样中,淮南原煤和淮南精煤的反应活性中等,义马混煤、义马块煤和华亭煤的反应活性好。 D. 灰熔点 为保证气化过程较高的碳转化率,多元料浆加压气化采用液态排渣操作工艺,因此要求所用的原料煤种应有适宜的灰熔点。若原料煤种的灰熔点过高,为保证气化炉液态排渣的顺利进行,就必须提高气化炉的操作温度,但由于气化炉操作温度过高,会导致炉内耐火材料蚀损速率加大,使用寿命缩短,同时氧、煤消耗升高,气体成分变差。对于高灰熔点煤种,需采取技术措施降低其灰熔点,使气化炉操作温度维持在一个适宜的范围。 所提供煤样中,义马混煤、义马块煤和华亭煤的灰熔点较低,均适合作为液态排渣操作的多元料浆加压气化制合成气的原料煤种;而淮南原煤和淮南精煤的灰熔点高,无法满足多元料浆液态排渣操作对灰熔点的要求,需通过添加助熔剂或配煤技术,降低其灰熔点后,才能用于液态排渣操作的多元料浆加压气化制合成气,但淮南原煤灰分含量特高,若通过添加助熔剂来降低灰熔点,料浆中的灰分含量会更高,导致其气化指标及气化性能更差,该煤样不易单独作为多元料浆加压气化制合成气的原料煤种。 E. 总硫含量 原料煤中存在的硫,在气化过程中生成H2S和少量的有机硫(COS),原料煤中的含硫量主要影响合成气的净化。所提供的煤样硫含量低,均属低硫含量煤种。 2.4 实验室降低灰熔点试验 多元料浆加压气化采用液态排渣,灰熔点是确定多元料浆加压气化炉操作温度的主要因素,较低的操作温度有利于延长气化炉耐火材料寿命,维持气化炉长周期安全稳定运行,多元料浆加压气化炉的操作温度是根据灰熔点(FT)来确定的,该操作温度通常<1450℃。 根据淮南化工集团有限公司要求,结合该公司煤炭资源情况,同时考虑到煤样灰熔点,实验室进行了添加助熔剂及配煤后降低灰熔点试验,试验结果见表2。 表中Ⅰ---义马混煤/华亭煤/淮南原煤=50/40/10 Ⅱ---义马混煤/华亭煤/淮南精煤=50/40/10 Ⅲ---义马混煤/华亭煤=50/50 表2 降低灰熔点试验结果 灰熔点 配 煤 淮南精煤+助熔剂( CaCO 3 /A ) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 空白样 36% 45% 54% DT ℃ 1230 1170 1120 1430 1310 1290 1260 ST ℃ 1300 1270 1240 >1500 1370 1310 1280 FT ℃ 1360 1320 1270 1400 1360 1310 注:所选石灰石的CaCO3含量为99.125%,助熔剂加量以灰分和CaCO3为基准计算。 试验结果表明:义马混煤、华亭煤、淮南原煤以50/40/10比例混配后,灰熔点依然较高,不利于实现多元料浆气化炉液态排渣操作的稳定运行;义马混煤、华亭煤、淮南精煤以50/40/10比例混配后,灰熔点FT为1320℃,可达到多元料浆气化液态排渣操作对灰熔点的要求;义马混煤与华亭煤以50/50混配后,灰熔点满足多元料浆气化液态排渣操作的要求;对于淮南精煤,选用石灰石为助熔剂,在助熔剂加量(CaCO3/A)为54%时,煤样灰熔点FT降为1310℃,可实现多元料浆气化液态排渣操作的顺利进行。 2.5 煤质综合评价 通过对原料煤煤质的上述分析、试验及评价,所提供煤样煤质特性为: 所提供的煤样可磨性中等,均属低硫含量煤种,淮南原煤和淮南精煤反应活性中等,其余煤样反应活性好。义马混煤、义马块煤和华亭煤的水分含量中等, 淮南原煤和淮南精煤水分含量低。从灰分含量、固定碳含量和发热量来看, 义马混煤和义马块煤灰分含量、固定碳含量和发热量中等;淮南精煤和华亭煤的灰分含量较低,其中淮南精煤固定碳含量和发热量高,华亭煤发热量较高。 所提供的义马混煤、义马块煤和华亭煤的灰熔点较低,均适合作为液态排渣操作的多元料浆加压气化制合成气的原料煤种;而淮南原煤和淮南精煤的灰熔点高,无法满足多元料浆液态排渣操作对灰熔点的要求,但淮南精煤通过添加助熔剂或配煤技术,可显著降低其灰熔点,达到多元料浆气化液态排渣操作对灰熔点的要求;淮南原煤灰分含量特高、发热量低、灰熔点高,不易单独作为多元料浆加压气化制合成气的原料煤种。 3 、实验室成浆性能试验 3.1 实验室煤粉粒度分布确定及料浆制备 煤粉粒度主要根据煤的反应活性来确定。从图1可知,所提供的义马混煤、义马块煤和华亭煤等煤样反应活性好,淮南原煤和淮南精煤反应活性中等,根据我院料浆加压气化装置对其它煤种的试验结果,参照目前国内料浆加压气化制合成气工业化运行结果,认为所提供煤样制浆粒度<200目占40~50%为宜。 料浆制备:将原料煤用 颚式破碎机 粉碎成一定粒度,然后定量加入容积为13升的实验室用球磨机进行制粉,根据煤的可磨指数和入磨粒度,控制研磨时间,得到所需粒度的煤粉。然后称取上述粒度的煤粉加入自来水和添加剂配制不同浓度的料浆,使用前用搅拌器均化10分钟,再测定料浆的各性能参数。试验用煤粉粒度分布见表3。 表3 制浆原料粒度分布 粒 径 通 过 率 % 煤 种 mm 0.90 0.45 0.20 0.125 0.097 0.076 0.044 目 20 40 80 120 160 200 320 义马混煤 A 100 98.5 78.0 63.6 59.6 48.5 34.7 B 100 93.9 67.6 56.2 51.2 40.2 28.0 义马块煤 A 100 98.3 79.8 65.9 61.4 49.0 35.0 B 100 88.0 61.0 51.0 47.0 41.0 29.0 淮南原煤 A 100 98.2 81.3 67.1 61.1 50.5 36.5 B 100 91.5 67.5 55.1 50.7 41.5 28.5 淮南精煤 A 100 95.8 83.8 70.6 64.4 50.4 32.4 B 100 90.2 68.1 56.9 48.1 40.3 28.2 华亭煤 A 100 98.1 78.9 64.6 59.1 50.1 32.9 B 100 86.5 63.5 54.5 46.5 40.0 29.0 石灰石 100 100 99.8 97.2 93.6 90.0 85.0 3.2 料浆性能的测试分析方法 料浆 粘度:采用国产NXS-11A型 旋转式粘度计 测 定。 料浆 (煤粉)粒度分布:采用国产分样筛测定。 料浆 密度和稳定性:将料浆倒入25ml的量筒中,称量并计算出密度,然后静置使其自然沉降24小时后测定出析水量,计算出析水率,以此来衡量料浆的相对稳定性。 料浆 流动性:使用120ml的长颈漏斗测定,根据定量的料浆流经漏斗的时间来判断料浆的流动性。 3.3 空白样(无添加剂)成浆性能试验 按表3所示煤粉粒度分布的煤粉B和自来水配制不同浓度的 料浆 空白样,进行成浆性能试验。试验结果见表4和图2。 表4 空白样成浆性能 煤粉 浓度 wt% 粘度 mPa.s D=15.89s -1 密度 g/cm 3 流动性 s 稳定性 % PH 义 马 混 煤 61 899.9 1.218 6.5 5.2 6.9 62 1085.6 1.221 9.9 4.0 6.9 63 1535.5 1.226 28.2 2.2 6.8 64 2221.2 1.230 >180 0.6 6.8 义 马 块 煤 61 814.2 1.202 6.1 2.4 6.9 62 992.7 1.215 8.0 2.0 6.9 63 1385.5 1.218 24.8 1.2 6.9 64 2006.9 1.222 >180 0.4 6.8 淮 南 原 煤 65 921.3 1.247 6.7 0.8 6.9 66 1135.6 1.252 9.5 0.4 6.9 67 1514.1 1.257 21.9 0.2 6.8 68 2078.3 1.263 >180 -- 6.8 淮 南 精 煤 62 714.2 1.194 3.0 5.0 6.9 63 928.5 1.207 6.4 4.0 6.8 64 1307.0 1.219 19.7 2.8 6.8 65 1914.1 1.222 >180 0.4 6.8 华 亭 煤 53 942.7 1.167 8.7 1.4 6.9 54 1242.7 1.175 11.3 1.0 6.9 55 1742.6 1.180 24.5 0.8 6.9 56 2542.6 1.186 >180 0.6 6.9 试验结果表明:对于所提供煤样,不加添加剂时,制备的 料浆 成浆性能较差,浓度较低、表观粘度料高、流动性差。因此,要制备出成浆性能较好的 料浆 ,就必须加入合适的添加剂。 3.4 添加剂及加入量的筛选试验 3.4.1 添加剂的筛选试验 由于空白样成浆性能差,浓度低、粘度高、流动性差,需加入料浆添加剂(分散剂)来改善煤粒表面性能,使煤粒在水中均匀地分散,从而提高煤种的成浆性能。由于不同的煤种对添加剂有着一定的选择性,因此,本试验对所提供的煤种进行了不同类型添加剂的筛选试验,制浆选用表3所示煤粉粒度分布的煤粉B,添加剂加量为0.3%(煤基),即浆量的0.2%左右。 查看更多 5个回答 . 3人已关注
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简介
职业:北京吉星工程项目管理有限公司 - 实习生-操作员
学校:西南民族大学 - 化学与环境保护学院
地区:浙江省
个人简介:一件事实是一条没有性别的真理。查看更多
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