煤种变化对气化炉运行的影响及分析

由于不同煤种的生成环境与开采方式均有差异，因此不同煤种在元素组成方面、颗粒大小方面以及水分含量或粘结性等方面均有明显差异。

而这些元素组成的差异以及颗粒大小的差异将会严重的影响到煤的灰分以及结渣性，进而对气化炉的运行产生一定的影响。

其中煤种的元素组成以及其比例将会影响到煤中碳元素的占比，进而导致煤在燃烧过程中的发热量。

而煤种的粘结性也将会影响到煤种矿物质元素的含量,进而影响到煤在燃烧过程中的发热量以及后期天然气的产生效率与质量。

一、煤种灰分的影响极其结渣性
煤的灰分是指煤在经过彻底燃烧后所剩余的残渣，这些残渣一般均是以无机盐的成分所存在的。

而这些无机盐成分的残渣一般均来自于煤中所蕴含的矿物质元素。

众所周知，煤中所蕴含的矿物质元素一般具有三种来源。

首先，煤中所蕴含的矿物质元素有可能来自于成煤植物中所蕴含的矿物质元素，这一类矿物质一般被我们所成为原生矿物质。

其次，煤在形成过程中若是混入了某些矿物质也会导致煤中含有大量的矿物质元素，这一类矿物质我们一般称之为次制胜矿物质。

最后，煤中所蕴含的矿物质元素还有可能来自于其开采过程中所混入的矿物质。

最后这类由于其矿物质元素来自于外来物质，因此我们将其称之为外来矿物质。

故而，由于不同的煤种在开采方式以及煤矿生成过程中均具有一定的差异，因此不同煤种的灰分也大不相同。

由于煤的灰分是指煤在彻底燃烧后所剩余的残渣，因此煤的灰分可能会对煤的发热量以及结渣性造成一定的影响。

首先就发热性而言，煤的灰分越高就代表着煤中碳的含量越低，因此若是煤的灰分较高，将会使得煤的发热量较低。

其次就煤的结渣性而言，结渣是指煤在燃烧完成后所剩余残渣受热所形成物体。

而煤的灰分较高，将会使得其更容易产生结渣。

因此，煤种灰分不但会影响到煤的发热量，同时还会对于结渣性造成严重的影响。

加压气化工艺是一种将煤
进行气化的方式，其主要工艺流程为原
料煤和气化剂在一定压力下在气化炉内
发生气化反应，生成主要含H2、CO、
CO2、CH4等成分的粗煤气送往变换冷
却。

一部分粗煤气在变换装置通过耐硫
耐油变换催化剂将CO转化为H2，另一部
分则通过旁路调整甲烷化入口H2/CO比。

调整H2/CO比后的变换气进入低温甲醇洗
装置，通过低温甲醇洗涤脱除掉变换气
中的CO2、H2S、COS、HCN、石脑油等
对甲烷化反应和甲烷化催化剂有毒有害
的物质。

通过低温甲醇洗处理的净化气
送往甲烷化装置，在甲烷化炉内催化剂
的作用下发生甲烷化反应，最终生成甲
烷，从甲烷化出的天然气经压缩机提压
至规定压力后送出厂区，通过长输管道
送往需求地。

因此若是煤种灰分过高将
会导致煤的发热量较低或煤的结渣性较
高，那么将会影响到煤气化炉的产量。

二、煤的粘结性影响
煤的粘结性是指煤在隔绝空气受热
的环境下粘结本身或其余惰性物体的能
力。

因此，若是煤的粘结性较大，其在
气化炉的气化过程中将会结合一些惰性
物体，进而使的其灰分增加，降低气化
炉的工作效率。

同时，若是煤的粘结性
较大还有可能会影响煤的发热量，从而
降低气化炉的产量。

因此，煤的粘结性
不但会严重影响到煤的灰分，从而降低
煤的发热量。

同时，煤的粘结性还会对
气化炉的产量、工作效率以及使用寿命
造成一定的影响。

然而，由于煤的种类
不同，其粘结性也会具有相应的差异。

因此，若是煤的种类发生变化将会带动
其粘结性发生相应的变化，进而对气化
炉的正常运行以及其产量与发热量造成
影响。

三、煤的粒度的影响
出上述两点外，煤的粒度也会对气
化炉的运行造成影响。

煤的粒度是指煤
炭的颗粒大小。

由于不同煤种中所含有
的矿物质元素不同，因此其煤炭颗粒大
小也具有一定的差异。

而当煤在气化炉
中气化时，若是其煤的颗粒较小，则其
气化效率将越高。

但若是其颗粒较大，
则会影响气化炉的气化效率。

然而，若
是其煤的粒度较小，那么在气化炉的气
化过程中煤粉极有可能被风所带走。

这
不但会影响到气化炉的工作效率以及成
品质量，同时还有可能造成安全事故的
发生。

因此，为了保障气化炉的正常运
行，我们在选择煤种时，应选择煤的粒
度大小适中的煤种。

四、煤灰熔点的影响
现阶段，我国煤炭行业领域在生
产过程中经常会优先使用一些灰熔点较
高的煤作为气化原料，进而使得气化炉
能够处在一个反应温度较高的环境下运
行。

研究表明此种情况下，用于冷却燃
烧层的水蒸气较少，相应地汽氧比相对
较低，进而使得煤炭企业有着姣好的运
行经济性。

此外，在煤灰熔点较低的条
件下，气化炉要想实现正常运行，就必
须保证所运行环境能够处在一个反应温
度较低的环境下才能实现正常运行。

此
种情况下气化炉用于冷却燃烧层的水蒸
汽量较大，汽氧比例相对较高，进而在
气化炉内部形成一种防止煤灰熔融现象
发生的物质，减少炉内结渣现象的出
现，避免气化炉在使用过程中出现炉内
酚水产量较高的现象。

五、固定碳和挥发分的影响
研究发现固定碳的挥发分都会对气
化炉的正常运行造成一定影响，为此我
们研究了现阶段我国煤炭的变质程度。

可以看到随着煤炭的变质程度逐渐加
深，煤种内部的C/H变化比将会加大。

相
应的煤质变化程度较深的煤，在气化时
所要加入的氢量和要取出的碳量也会相
应增多。

实践表明，伴随着煤炭变质程
度的不断加深，气化炉在气化过程中所
采用的水蒸气、煤种氧含量也会与之不
断增加。

六、煤中水分过高，也存在不利
影响
除上述煤种变化因素会对气化炉运
行造成影响外，煤中所含水分过高也将
会对气化炉的运行造成一定影响，并将
影响气化炉的正常运行。

为此，我们需
煤种变化对气化炉运行的影响及分析
和　霞 内蒙古大唐国际克什克腾旗煤制天然气有限责任公司
【摘　要】为研究煤种变化对气化炉运行所造成的影响，本文针对现阶段我国煤种灰分的影响极其结渣性展开了一个分析，分析了煤种结渣的危害以及煤自身所具有的粘结性等对气化炉所造成的影响。

其次，还分析了煤的粒度以及煤灰熔点、煤中所含水分含量等等诸多因素，这些都将用以证明煤种 变化对气化炉运行所造成的影响。

且可以定论原料煤中水分、灰分、粒度等因素都可以对气化炉运行造成决定性的影响。

【关键词】煤种变化；汽氧比；影响；分析
（下转第127页）
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要加大对煤炭中所含水分具体的含量的关注。

在使用气化炉对煤炭中水分进行气化作业时，需要尽可能提高气化炉干燥层的厚度，使得所设计出的气化炉的炉体的高度能够得到增加。

避免气化炉在后期运行过程中因所气化煤炭的所含水分过高，且没有进行干燥处理，进一步影响到气化作业的正常进行。

那些没有经过充分干燥的煤在进入到气化炉的气化段后将会大大降低炉内气化段的温度，降低炉内水蒸气的还原反应能力，进而使得气化炉的正常运行受到相应的影响。

技术人员需要针对这一问题及时给以相应的解决措施，否则将会加大煤炭企业气化作业所耗用的投资费用。

七、煤种变化对气化炉运行的影响及分析
在上文中我们曾提到，气化炉是使煤进行气化的设备。

在气化过程中，首先煤需要在气化炉中加热进行气化，同时气化炉会将煤受热所产生的氢气、二氧化碳以及甲烷等气体送入催化剂处理装置中，对其有害成分进行处理。

而经由甲烷化反应所输出的气体将作为天然气被输送至世界各地。

在以上这一过程中，煤种的变化不但会影响到气化炉中气化过程的效率，同时还会对天然气的产量以及其质量产生重要的影响。

1.褐煤和烟煤煤质分析数据对比
首先，我们将从以数据分析的方式对褐煤与烟煤进行对比。

褐煤是煤化程度较低的煤种之一，其具有化学反应
剧烈、易风化、不易保存以及燃烧时污
染严重等特性。

而烟煤则属于含碳量较
高的煤种之一，其具有发热量较高、粘
结性较强等特点。

在实际的应用方面，
褐煤一般被应用在合金的还原剂以及吸
油剂等方面。

而烟煤则一般被应用在燃
料、催化剂以及过滤剂等方面。

并且，
从水分方面而言，烟煤的水分会低于褐
煤的水分。

但从碳比的方面而言，烟煤
碳比将远高于褐煤。

因此，烟煤燃烧所
产生的热量也将远远高于褐煤燃烧所产
生的热量。

此外，在气化炉的运行过程中，
我们不但需要关注烟煤与褐煤的水分以
及碳比，同时还需要关注其氢值。

若是
氢值过高不但会影响气化后天然气的
纯度，同时还有可能使气化过程中出现
危险。

而经过将其数据进行对比后，我
们可以发现褐煤的氢值较低与烟煤的氢
值，并且两种煤的氢值均在正常数值
内。

气化炉使用褐煤和烟煤主要组分分
析对比如图1所示。

图1褐煤和烟煤主要组分分析对比
2.气化炉使用褐煤和烟煤主要工艺
参数不同
在通过数据分析完成烟煤与褐煤
的对比后，我们还需要对其两种煤在气
化炉使用过程中的主要工艺参数进行分
析、对比。

在上文中曾提到，由于烟煤
中的碳元素含量远高于褐煤中的碳元素
含量，因此在气化炉的使用过程中烟煤
所产生的热量也将远高于褐煤所产生的
热量。

因此，若是在气化炉中使用烟煤
不但可以有效提高气化效率，同时还可
以增加天然气的产量。

八、结束语
为了从根本上加快我国煤炭行业中
气化炉气化作业的有效开展，给以煤种
气化作业提供一个良好的运行环境，本
文就煤种变化因素对气化炉的运行造成
的影响情况展开一个具体的分析。

研究
表明在诸多煤种变化因素中影响煤炭企
业气化炉运行的因素有很多，这些因素
对煤炭企业的发展起到重要作用。

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(上接第125页）。