灰分对煤气化的影响
灰分在煤气化过程中的影响及解决方案
248研究与探索Research and Exploration ·理论研究与实践中国设备工程 2020.05 (下)1 水煤浆气化装置简介中海石油华鹤煤化有限公司气化装置采用水煤浆加压气化技术，包括制浆、气化、渣水处理三个工序。
通过多年的生产研究，技术相对纯熟，不断完善工艺流程中的细节，节约成本，提高生产质量，煤气化产业未来的发展仍有很大空间。
2 灰分和灰熔点的概念2.1 灰分的来源及组成灰分是无机物，产生于煅烧的残留物或烘干的剩余物，煤气化生产过程中的灰分，是指煤样完全燃烧后剩下的残渣。
灰分主要来自煤中的矿物质。
煤中的无机矿物质经高温灼烧后，均变为金属和非金属的氧化物及盐类。
2.2 灰熔点煤灰熔融性是指煤灰在高温下达到熔融状态时的温度。
煤灰是一种多组分的混合物，没有一个固定的熔点，可以测量一个所有组分熔融的温度范围，这个温度范围就是灰熔点。
煤样在加热中，随着温度的升高，从局部熔融到全部熔融，会伴随产生一定的特征物理状态，分别为变形、软化、半球和流动。
通常用灰锥加热法测定这四个特征物理状态对应的温度来表征灰熔点。
3 灰分对气化运行的影响3.1 热量损失根据气化炉热量衡算结果（表1）可知：每吨煤，灰渣（包括残炭和灰分）带出热量为180.01MJ，是水煤气带出热量的1/20。
这部分热量损失虽不可避免，但是，可以通过减小灰分含量控制热量损失，以保证系统积累更多的热能，灰分在煤气化过程中的影响及解决方案张强（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江 鹤岗 154100）摘要：煤气化生产工艺过程中，由原料煤和生产过程中产生的灰分，对气化系统影响较大，如何通过煤种中含有的灰分成分和比例，进而测量灰熔点等数值，更加高效稳定的进行生产，对煤气化的发展和完善有着深远的意义。
通过对气化装置运行情况的检测和实验，进行总结。
本文通过对灰分在气化系统生产运行的影响进行分析，探讨了相应的解决办法和应对措施。
关键词：煤气化；灰分；灰熔点中图分类号：TQ541 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2020）05（下）-0248-02有效改善气化系统长期以来外送粗煤气温度低的问题，从而提高水汽比和变换反应效率。
关于原煤灰份对气化工艺影响的探讨
关于原煤灰份对气化工艺影响的探讨水煤浆加压气化工艺是目前世界上比较先进的煤气化工艺，它具有单炉生产负荷大，可操作性强，碳转化率高等优点。
因此这套工艺倍受国内外生产厂家的青睐，也是目前国内应用最广的第三代气化工艺。
某公司从GE公司引进了这一气化技术及关键装置，经过生产实践发现，原煤灰份是影响GE气化工艺的重要因素。
基于此，本文就原煤灰份对气化工艺影响进行了探讨分析。
标签：原煤灰份；煤浆制备系统；气化系统；排渣；管道设备；渣水处理；影响原煤灰份对GE气化工艺的影响主要表现在煤浆的制备、气化的正常运行、排渣系统的正常运转、渣水系统的处理、合成气的气体组分等方面，以下就原煤灰份对GE气化工艺的影响进行具体分析一、原煤灰份对煤浆制备系统的主要影响气化工艺煤浆制备系统采用的是棒磨机开路系统。
煤浆制备系统的主要目的就是将原煤与水及添加剂一起经过碾碎混合制备出供气化使用的合格水煤浆。
原煤的灰份高低是影响煤浆品质的一个重要因素。
由于原煤中的矿物质的比重、硬度都高于煤的比重和硬度，因此，原煤中的灰份在煤浆中大部分是以较大颗粒的形式存在，且易于沉淀。
如果使用高灰份的原煤，势必使煤浆的颗粒变粗，且稳定性、流动性变差。
在使用高灰份原煤的情况下，为了保证煤浆中适合的粒度分布就必须增加磨机钢棒的填充率，调整磨机钢棒的配比。
这样既增加了磨机的电耗，同时也加剧了磨机系统设备的磨损。
另外，在使用高灰份原煤制备水煤浆时，由于比重原因，煤浆的稳定性比较差，易于产生沉淀，长期使用这种煤浆容易因为管道内沉积物过多而造成管道堵塞。
二、原煤灰份对气化系统的主要影响煤的灰份是煤中所有可燃物资完全燃烧以及煤中矿物质在高温下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣，它们是金属与非金属的氧化物及盐类。
灰份在气化炉反应中是无用而有害的物资，无用是讲它不参与气化反应，有害是因为灰份在气化炉中被熔融是要消耗热能，及多消耗氧气和煤中可燃物，多产生一些CO2，熔渣还要冲刷，侵蚀向火面砖。
灰分对煤气化的影响
•
不同的气化工艺对原料 的性质要求不同， 的性质要求不同，因此在 选择煤气化工艺时， 选择煤气化工艺时，考虑 气化用煤的特性及其影响 极为重要。 极为重要。 • 主要包括煤的反应性、粘 主要包括煤的反应性、 结性、结渣性、热稳定性、 结性、结渣性、热稳定性、 机械强度、 机械强度、粒度组成以及 水分、灰分和硫分含量等。 水分、灰分和硫分含量等。
• 3灰分对管道、设备影响 灰分对管道、 灰分对管道
• 原料煤中灰分含量升高，黑水中固含量增多、 原料煤中灰分含量升高，黑水中固含量增多、 SiO2增加，使黑水、灰水系统管道、阀门、设备 增加， 增加 使黑水、灰水系统管道、阀门、 的磨损率大大增加， 的磨损率大大增加，严重时会使关键设备部分磨 蚀泄露而导致气化炉停车。 蚀泄露而导致气化炉停车。灰分的增加也使锁斗 排渣量增多，增大了灰水、黑水系统处理负荷。 排渣量增多，增大了灰水、黑水系统处理负荷。 原料煤中灰分含量增大后， 原料煤中灰分含量增大后，为了利于气化炉排渣 会提高气化炉燃烧室的温度， 会提高气化炉燃烧室的温度，由于气化炉内操作 温度的提高， 温度的提高，高温熔渣和气体加剧了对气化炉燃 烧室内向火面耐火砖的冲刷和磨损， 烧室内向火面耐火砖的冲刷和磨损，从而大大降 低耐火砖的使用寿命。 低耐火砖的使用寿命。气化炉操作温度提高 100℃，耐火砖的磨蚀速率就会增加两倍 ℃ 耐火砖的磨蚀速率就会增加两倍.
矿物质对煤气化的影响
煤中的矿物质
• 混杂在煤中的无机矿物质（不包括游离水，但包 混杂在煤中的无机矿物质（不包括游离水， 括化合水）。成分复杂，通常多为粘土、硫化物、 ）。成分复杂 括化合水）。成分复杂，通常多为粘土、硫化物、 碳酸盐、氧化硅、硫酸盐等类矿物， 碳酸盐、氧化硅、硫酸盐等类矿物，含量变化也 较大。所含元素可达数十种，主要有硅、铝、铁、 较大。所含元素可达数十种，主要有硅、 磷等。 钙、镁、钠、钾、硫、磷等。煤中矿物质按来源 可分为内在矿物质和外来矿物质。 可分为内在矿物质和外来矿物质。内在矿物质是 在成煤过程中形成的矿物质， 在成煤过程中形成的矿物质，其灰分称为内在灰 ）。内在矿物质进一步分为原 分（inherentash）。内在矿物质进一步分为原 ）。 生和次生两类，前者主要来自成煤植物， 生和次生两类，前者主要来自成煤植物，较难从 煤中分离出来， 煤中分离出来，后者主要来自成煤过程和成煤后 地下水循环过程中带来的，在煤中呈层状、 地下水循环过程中带来的，在煤中呈层状、凸镜 状以及各种复杂形状。 状以及各种复杂形状。
不同粉质对煤气化处理的影响分析
不同粉质对煤气化处理的影响分析【摘要】本文主要研究不同粉质对煤气化处理的影响。
在引言部分介绍了煤气化处理的意义和不同粉质的定义。
接着在正文部分分析了粉煤灰、煤粉颗粒度、煤粉燃烧稳定性、煤粉硫含量和煤粉灰分对煤气化的影响。
由此可以看出，不同粉质在煤气化过程中起着不同作用，影响着处理效果。
最后在结论部分总结了不同粉质对煤气化处理的综合影响，提出了未来研究方向建议。
通过本文的研究，可以更好地了解不同粉质对煤气化处理的影响，为相关工作提供参考和指导。
【关键词】煤气化处理、不同粉质、粉煤灰、颗粒度、燃烧稳定性、硫含量、灰分、综合影响、未来研究方向、总结。
1. 引言1.1 煤气化处理的意义煤气化是一种重要的煤炭利用技术，通过在高温条件下将煤转化为燃气，可以用于发电、炼油和化工等领域。
煤气化处理可以提高煤炭的能源利用效率，减少污染物排放，促进能源清洁化和可持续发展。
煤气化处理还可以应对煤炭资源日益紧缺的问题，有效利用煤炭资源，推动煤炭产业升级和转型。
煤气化处理对于不同粉质的煤炭有着不同的影响，不同粉质的煤炭在煤气化过程中会表现出不同的特性和效果。
研究不同粉质对煤气化处理的影响，可以为优化煤气化工艺、提高煤气化效率提供重要参考，有助于推动煤气化技术的进步和应用。
对不同粉质对煤气化处理的影响进行深入分析和研究具有重要的理论和实际意义。
1.2 不同粉质的定义不同粉质是指在煤气化处理过程中使用的不同粒度和成分的煤粉。
煤粉是煤炭粉碎后的产品，可以通过煤粉喷射到煤气化炉内进行气化反应。
不同粉质的煤粉在气化过程中会对反应速率、气化效率、产气成分等方面产生影响。
具体而言，粉煤灰是煤炭燃烧和气化后的残渣，其含量和性质影响着气化过程中的矿物组成和灰渣排放。
煤粉的颗粒度则决定了气化反应的速率和效果，颗粒度过大或过小都会影响煤气化的稳定性和产气量。
煤粉燃烧稳定性是指煤粉在气化过程中的燃烧性能，关系着气化反应的可控性和稳定性。
煤粉的硫含量和灰分含量对气化产物的硫排放和灰渣排放也有影响，需要在气化处理中加以考虑和控制。
煤中矿物质和灰分对煤利用的影响
煤中矿物质和灰分对煤利用的影响不利：1.增加运输负荷。
我国煤炭产地分布不匀称，约有70%的铁路运输力量用于煤炭运输，造成无效运输很严峻。
2. 增加煤炭消耗。
煤作为燃料时，矿物质不仅不能产生热量，且煤灰外排要带走显热，还可能夹带部分未燃煤，造成燃料损失;作为炼焦原料，灰分转入焦炭中，使焦炭固定炭削减，用量增加，生产率降低。
3. 影响生产操作条件和产品质量。
作为燃料和气化原料，低熔点灰分易造成锅炉和气化炉结渣和堵塞。
高灰煤制得焦炭强度差，某些灰成分使焦炭反应性增大，强度降低。
高硫或高磷煤炼制焦炭炼铁，使钢铁发脆。
液化时使溶剂精制煤的过滤发生困难。
碱金属和碱土金属化合物使加氢液化时使用的钴钼催化剂活性降低。
含铁化合物对煤氧化和自燃具有催化作用。
4. 腐蚀设备和装置。
煤中Pb和Bi随燃烧气体带走，沉积在金属表面产生颗粒边界脆化导致金属损伤。
黄铁矿使燃烧粉煤的锅炉炉底因发生硫化而损伤。
烟道气中含硫成分使过热器、省煤器外部腐蚀。
煤中氯离子是奥氏体钢的主要腐蚀剂。
5. 造成环境污染。
锅炉与气化炉的灰渣和粉煤灰占用大片土地，造成大气和水体污染;含硫化合物和微量汞燃烧时生成SOx、COS、H2S等有毒气体和汞蒸气造成污染，严峻时形成酸雨。
有利：1. 作为煤转化过程的催化剂。
煤中某些矿物质，如碱金属碳酸盐、碱金属氯化物、碱土金属氧化物、羰基铁、钼酸钴等是煤气化催化剂;钼是煤加氢催化剂，黄铁矿、高岭土和TiO2也具有加氢活性。
2. 生产建筑材料。
利用煤矸石和煤灰可生产水泥、砖瓦、筑路和装饰材料，还可生产铸石和耐火材料。
3. 制成环保制剂与材料。
粉煤灰可制成废水处理剂;除草醚载体;气化煤灰可用作煤气脱硫剂。
4. 回收稀有金属和其它有用成分。
可回收锗、镓、钼、钒、铀等;提取煤灰中的Al2O3可制成无水氯化铝、硫酸铝和高铝水泥;回收SiO2可制成白炭黑及水玻璃。
5. 用作化肥和土壤改良剂。
不同粉质对煤气化处理的影响分析
不同粉质对煤气化处理的影响分析煤气化是一种将固体煤转化为可燃气体的过程，通常在高温和高压下进行。
在煤气化过程中，煤通过热解、干馏和气化等反应，产生气体混合物，主要成分包括氢气、一氧化碳和甲烷等。
不同粉质对煤气化处理的影响是一个重要的研究领域。
粉状煤是煤气化反应的原料之一，其物理和化学特性会直接影响煤气化反应的效率和产物组成。
本文将对不同粉质对煤气化处理的影响进行详细分析。
粉状煤的颗粒大小对煤气化反应过程有直接影响。
较小的颗粒可以增加煤与气体之间的接触面积，从而提高反应速率。
较小的颗粒可以缩短反应时间，提高反应效率。
颗粒过细也会增加反应过程中的传质阻力，降低反应速率。
选择合适的颗粒大小是提高煤气化反应效率的关键。
粉状煤的挥发分含量对煤气化反应过程也有重要影响。
挥发分含量高的煤在煤气化过程中能够迅速释放出大量的可燃气体，从而提高反应速率和产气量。
与此挥发分中的气体和液体组分也会对煤气化反应的产物组成产生影响。
挥发分中的烃类物质在煤气化过程中会转化为一氧化碳和氢气，从而增加产气量和产氢量。
在选择煤气化原料时，挥发分含量是一个重要考虑因素。
粉状煤的粘结性对煤气化反应也有影响。
粘结性高的煤在煤气化过程中容易形成焦炭，从而降低反应效率和产物气体的产量。
焦炭的生成不仅浪费了煤气化原料，还会对反应设备造成堵塞和磨损。
降低煤的粘结性对提高煤气化反应效率和减少设备维护成本具有重要意义。
不同粉质对煤气化处理的影响是一个综合性的问题。
粉状煤的颗粒大小、挥发分含量、粘结性和灰分含量都会对煤气化反应的速率、产气量和产物组成产生影响。
在煤气化工艺设计和煤气化原料选择中，需要综合考虑以上多个因素，以提高煤气化反应效率和产物质量。
关于煤的灰分对气化系统影响的分析
关于煤的灰分对气化系统影响的分析煤的灰分，是指煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物。
包括有机质燃烧后的残渣和无机矿物质在煤燃烧过程中形成的反应产物。
确切地说，灰分应称为灰分产率。
煤中灰分来源于矿物质。
煤中矿物质燃烧后形成灰分。
如粘土、石膏、碳酸盐、黄铁矿等矿物质在煤的燃烧中发生分解和化合，有一部分变成气体逸出，留下的残渣就是灰分。
目前，我公司高压煤浆泵入口煤浆灰分偏高（设计值为7.503%），在不同方面对车间及公司造成了不同程度的影响，针对这一现象，车间收集了1月27日至2月13日的相关数据，从不同方面对其进行分析，具体内容如下：一、煤浆中灰分对粗甲醇产量的影响根据系统实际运行情况，车间收集了2011年1月27日至2月13日的相关数据（表1），具体分析了灰分对粗甲醇的影响：由表1可知，18天煤浆的平均消耗量为1984.603t/d；煤浆中的灰分平均含量为16.14%；煤浆中的可燃物平均含量为1664.288 t/d；甲醇（粗）平均产量为1449.728t/d，吨甲醇（粗）耗煤浆中可燃物平均值为1.148t/t。
假设我车间在每天耗煤量不变（1984.603t/d）、吨甲醇（粗）耗煤浆中可燃物含量不变（1.148t/t），煤浆中灰分含量每降低1%对粗甲醇产量的影响见表2：由表2可知，煤浆中灰分含量每降低1%，粗甲醇产量将增加17.287t/d。
通过对国泰、鲁化单位的调研发现，兄弟单位的煤浆中灰分含量在8—9%之间，如果我公司煤浆中灰分含量由目前的16.14%（平均值）下降到8.14%，粗甲醇产量将增加138.3t/d.根据经验值，粗甲醇对应精甲醇的比例为95%左右，所以相应的每天精甲醇产量将增加138.3*95%=131.985 t/d，既每小时精甲醇产量增加131.985/24=5.47t/h，按系统年累计运行时间8000h小时计算，每年将增加精甲醇产量为8000*5.47=43794.96t/a。
灰分在煤气化过程中的影响及解决方案
53煤气化生产工艺过程中，由原料煤和生产过程中产生的灰分，对气化系统影响较大，如何通过煤种中含有的灰分成分和比例，进而测量灰熔点等数值，更加高效稳定的进行生产，对煤气化的发展和完善有着深远的意义。
一、粉煤气化工艺首先备煤车间将粒度小于13mm的原料煤，通过皮带将煤粉送入碎煤仓，后经给煤机并伴有一定比例的石灰石一起送入磨机中碾磨，制成合格粒度的煤粉。
通过热惰性循环气干燥后，被循环风送入煤粉袋式过滤器中分离，分离出的循环风继续提供动力，煤粉被送到粉煤贮仓中待用。
粉煤贮仓内的煤粉靠重力进入锁斗内，锁斗经过加压输送至煤粉给料罐内，再通过四条煤粉管线，从煤粉给料罐罐体，上吹式送出，通过速度计和密度计测量计算，与经过氧气预热器加热后的高压氧气，一同喷入气化炉内。
在高温高压下瞬间发生氧化反应：（C+O 2=CO 2；C+CO 2=2CO;C+H 2O =CO+H 2;C+2H 2=CH 4;CO+H 2O=CO 2+H 2;C H 4+H 2O=CO+3H 2），生成主要成分为(CO+H 2)的合成气。
气化炉反应室产生的合成气，在激冷段被压缩机K13301送来的激冷气激冷，后经输气管送往激冷罐V13305，在激冷罐内被激冷水冷却、降温和洗涤除灰。
出激冷罐V13305的合成气，进入湿洗单元洗涤、除灰、降温。
合成气经过文丘里洗涤器喷淋水侵湿后，进入湿洗塔被洗涤水进一步洗涤、除灰、降温,温度降低的合成气被送往变换装置。
合格的变换气送至下一工序。
煤粉在高温高压下燃烧形成的液态渣，经过排渣口流入渣池。
熔渣被喷淋水激冷后，固化、淬裂成碎块。
大颗粒的渣迅速下沉，至破渣机处，经过破渣机破碎，变成玻璃状细小颗粒。
小颗粒的渣通过渣锁斗，定期排至捞渣机。
由捞渣机捞出后，通过长短皮带，将渣送往渣场储存。
渣水中残余的细渣及未反应的煤粉颗经过水利旋流器旋分,通过渣浆泵送至澄清单元。
处理后的渣水再次循环利用。
煤气化工序、湿洗工序的高温灰水，通过灰水角阀节流减压后，形成气液两相流。
煤质灰分对气化生产的影响
煤质灰分对气化生产的影响烯烃气化装置设计使用原料煤的灰分为6.28~11.49%，气化装置自试车以来，所用原料煤2011年的平均灰分为15.45%，2012年的平均灰分达到了17.49%（截至到3月18日）。
2012年截至到目前吨甲醇平均耗原料煤1.92吨。
煤的灰分对气化反应存在很大的影响，主要体现在以下几个方面：一、GSP粉煤气化炉采用水冷壁结构，以渣抗渣。
如果灰分过低，气化炉的热损大，且不利于炉壁的抗渣保护，甚至形成不了挂渣，影响气化炉的使用寿命。
因为我们使用的煤粉灰分始终高于设计值，此问题在烯烃装置暂时不存在。
二、灰分是煤中不直接参加气化反应的惰性物质，但灰的熔化却要消耗煤在气化反应过程中的大量热。
灰分过高气化时由于少量碳的表面被灰分覆盖，气化剂与碳表面的接触面积减少，降低了气化效率；同时灰分的大量增加不可避免将增大炉渣的排出量，随炉渣排出的碳损失量也必然增加。
三、随着煤种灰分的增加，气化的各项消耗指标均增加，如氧耗、汽耗、煤耗指标均增加，而粗煤气的产率下降，气化后的有效气体成分就减少，整个气化过程中损失大量的热量。
四、在同样反应条件下，灰分增加1%，氧耗将增大0.7%～0.8%，煤耗增大1.3%～1.5%，灰分越高气化煤耗、氧耗越高，灰渣对炉内构件的冲刷磨蚀越快。
按照化工公司制定的2012年吨甲醇耗煤上半年1.83，下半年1.73的考核指标，结合目前烯烃公司的单耗为1.92吨，原料煤的灰分应降低 3.13~6.59%，也就是说灰分应控制在10.9~14.36%之间。
五、灰分越高则气化炉产生的渣量越大，对气化炉渣水处理系统的影响越大，气化炉及渣处理的系统除渣负荷越重，对管道和设备的磨蚀也随之加快，大大的影响了气化炉的长周期运行，严重时会影响气化炉的正常运行。
由于气化装置设计的不合理，文丘里系统没有达到本身的洗涤效果。
灰分增高，文丘里系统水循环的设备、管道、阀门磨损现象就更严重，同时粗煤气还会将大量的细灰带入变换系统，堵塞下游装置换热器，被迫停车。
煤灰分对干煤粉熔渣气化的影响研究
近 年来 ， 随着 煤 化 工 的 迅 速 发展 ， 多 先 进 气 很 化 工艺特 别是第 ２代 气 流 床气 化 工 艺 ， 括 壳 牌 干 包 粉 煤气化 工艺 、 Ｅ Ｔ ｘｃ 水 煤浆 气 化工 艺 、 Ｓ Ｇ － ｅａｏ Ｇ Ｐ粉 煤 加压气 化工艺 ， 以及 一些 具 有 国 内 自主知 识 产 权
（ 国 五 环工 程 有 限公 司 ， 北 武 汉 中 湖 摘
涛
４０２ ） ３２ ３
要 ：目前 我 国干 煤 粉 熔 渣 气 化 装 置较 多 ， 生 产 过 程 受 煤 中灰 分 稳 定 性 的 影 响 较 大 。 分析 了煤 灰 的 组 分 、 质 其 性
以及灰熔性特征温度对气化 效果的影 响； 采用 Ａ ｈｚｗ ｓｉ ａ等和戴爱军等回归的经验公式或多元相 图对煤的灰熔 点进 ａ 行 了较为准确的预测 ； 究了煤灰分 的黏结性 、 研 微量 组成 、 黏温曲线和临界 温度等对煤气化装置运行操作 的影响 。
３１ 经验公 式法 ．
灰熔 点高低 的主要影 响因 素是 酸 性 氧化 物 ， 各 种 灰组分熔 点见 表 １ 。灰 黏度 的影 响 因素也 是酸 性 氧化 物 。ＳＯ 、Ｉ ｉ：Ａ 能增 加 灰 黏 度 ， Ｃ Ｏ等 能 降 ０ 而 ａ 低灰 渣 的灰 黏度 ， 因为 Ｃ Ｏ是形 成低 熔点 共熔 体 的 ａ
・
１ ２・ 碱酸比 ＝ ｂ
化肥 设计
２１ ０ １年 第 ４ ９卷
］ Ｕ
等 ＋ ， ，ｌ ’ ＋Ｕｌ Ａ ｌ ， Ｕ
３ 灰 熔 点 温 度 的预 测
灰熔 点 温度 的测 定 方 法 除 了对 煤 进 行 灰 熔 点
实验测定 外 ， 可采 用经验 公式 和相 图法 的方式 。 还
灰分对煤气化装置运行的影响
灰分对煤气化装置运行的影响王德海【摘要】从不同气化炉本体运行、黑水系统、能效等方面论述了煤灰分对煤气化装置运行的影响.根据实际运行经验并通过理论分析,发现灰分对煤气化装置的稳定运行及其经济性具有关键性的影响,有必要从灰组分及含量2个方面对气化用煤进行调控,从而保证气化装置的稳定经济运行.%The effects of ash content on operation of coal gasification unit are discussed from aspects of operation of gasifier,black water system,energy efficiency etc.Based on practical operation experience and by theoretical analysis, it is found that ash content has crucial impact on stable operation of coal gasification unit and its economic efficiency.It is necessary therefore to regulate and control the coal for gasification from two aspects including ash composition and ash content,and thus to ensure steady and economical operation of gasification unit.【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2017(044)005【总页数】5页(P27-30,69)【关键词】灰分;煤气化;运行;影响【作者】王德海【作者单位】中国神华煤制油化工有限公司北京工程分公司北京 100010【正文语种】中文【中图分类】TQ546.2在固定床气化炉内，反应物料堆积成床层，原料煤从上部入炉，气化剂从底部进入并穿过炉渣层后在氧化层与煤发生反应，生成的粗煤气依次穿过还原层、干馏层和干燥层从顶部管道引出。
煤的灰分对Shell煤气化操作的影响
煤的灰分对Shell煤气化操作的影响摘要：壳牌粉煤加压气化技术是目前世界上较先进的洁净煤技术之一，但在实际运行中煤质问题一直是影响系统长周期运行的制约因素之一，文章简要介绍了煤的灰分对Shell煤气化工艺的影响。
关键词：灰分；Shell煤气化；影响开祥化工煤气化装置采用采用壳牌粉煤气化工艺，由壳牌提供基础工艺包。
装置设计能力为日处理设计煤种1 100 t，提供73 0001 煤的灰分煤的灰分是指煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物。
1.1 煤灰的化学组成煤灰成分十分复杂，很难单独测定其中的化合物，一般用主要元素的氧化物形式表示，如SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、SO3、P2O5。
其中，最主要的是SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3等几种，一般占95%以上。
灰分中各成分的含量取决于原始的矿物组成。
1.2 煤灰的粘温特性由于煤灰是由许多化合物组成的混合物，没有一个固定的熔点，只有一个相当宽的熔化温度范围，煤灰成分在一定温度下能形成共熔体。
氧化、弱还原和强还原气氛下，Fe元素分别以2 煤的灰分对Shel煤气化工艺的影响2.1 煤灰工艺性质对Shel煤气化工艺的影响2.3 低灰分煤种对气化炉的影响Shell煤气化气化炉设计采用“以渣抗渣”原理来保护气化炉水冷壁，如果煤中灰分含量太低，固体保护渣层形成不好，使气化炉的热损变大，冷煤气效率降低，而且不利于炉壁的抗渣保护，就会烧坏气化炉水冷壁上的铆钉，再进一步恶化就会烧坏气化炉水冷壁，影响气化炉使用寿命（灰分低的情况下水冷壁烧坏时的照片如图3所示）。
3 结语总之，对于液态排渣的Shel煤气化炉，选择合适灰分的煤种对于气化炉的长周期稳定运行起到很重要的作用。
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不同粉质对煤气化处理的影响分析
不同粉质对煤气化处理的影响分析煤气化处理是一种将煤炭转化为可用能源的技术，它采用高温高压条件下将煤炭转化为合成气的过程。
在煤气化处理过程中，粉状煤炭是一种常见的原料形式，而不同粉质对煤气化处理的影响是一个备受关注的话题。
本文将从粉煤的粒度、煤粉的形态和煤粉的成分等方面进行分析，探讨不同粉煤对煤气化处理的影响。
一、粉煤的粒度对煤气化处理的影响粉煤的粒度对煤气化处理的影响是十分重要的。
煤炭粉末的粒度直接影响合成气的产生率和品质。
通常情况下，煤炭粉末的粒度越小，煤气化过程中反应速率越快，产气速率越高。
采用细粒度的煤炭粉末可以提高合成气的产生率。
过细的煤炭粉末也容易导致反应过程中出现传质阻力增大的问题，影响了气化反应的进行，降低了反应的效率。
煤炭粉末的粒度需要在一定范围内选择，以保证煤气化反应的进行。
不同煤种的适宜粉煤粒度也有所不同。
一般来说，无烟煤适宜的粉煤粒度范围在0.2~0.5mm之间，烟煤适宜的粉煤粒度范围在0.5~2mm之间。
在煤气化过程中，需要根据煤种选择合适的粉煤粒度，以获得最佳的气化效果。
煤粉的形态也对煤气化处理产生了一定的影响。
煤粉的形态主要包括粒度分布、形状和表面特性。
煤粉在气化过程中需要充分暴露于气化剂中，形成充分的接触面积，从而促进气化反应的进行。
煤粉的形态对气化反应的速率和效率有着直接影响。
一般来说，煤粉的形态越均匀，颗粒越圆整，表面越光滑，其气化反应速率越快，产气速率越高。
而形态不规则、颗粒不均匀的煤粉则容易产生颗粒之间的传质阻力，从而影响了气化反应的进行。
为了获得高效的煤气化处理，需要选择颗粒均匀、形态规整的煤粉作为原料。
煤粉的成分是影响煤气化处理的另一个重要因素。
不同煤种的煤粉成分会对气化反应的进行产生影响。
一般来说，煤炭主要成分的含量包括固体碳、水、灰分和挥发分。
固体碳是气化产物的主要来源，水和灰分则是气化反应的催化剂和助剂，而挥发分则是气化反应的促进剂。
在煤气化过程中，煤炭主要产生含 CO 和 H2 的合成气。
原料煤灰分含量对气流床煤气化的影响分析
原料煤灰分含量对气流床煤气化的影响分析
杨磊;申国鑫;杜钢
【期刊名称】《煤化工》
【年(卷),期】2024(52)1
【摘要】分析原料煤灰分变化对气流床煤气化的影响对气化炉的设计选型、生产运行有重要意义。
通过建立干煤粉气化炉和水煤浆气化炉的气化过程模型,研究了原料煤灰分发生变化时对有效气含量、产气量、氧耗等的影响。
研究结果表明:在相同负荷及操作温度下,随着原料煤灰分含量的增大,两种气化炉的有效气产量降低,有效气含量未发生明显变化;干煤粉气化炉较水煤浆气化炉氧耗低,相较而言,干煤粉气化炉更能够适应高灰分煤种。
【总页数】3页(P106-108)
【作者】杨磊;申国鑫;杜钢
【作者单位】国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤炭化学工业技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ545
【相关文献】
1.典型的干煤粉与水煤浆加压气流床煤气化技术的分析比较与选择
2.氧煤比对气流床煤气化过程的影响
3.湿含量对气流床煤气化细灰黏附特性的影响
4.原煤可磨性对气流床粉煤气化混配煤煤粉均匀程度的影响
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煤灰分对粉煤气化系统的影响
粉 煤 加 压 气 化 系 统 包 括 煤 粉 制 备 、 煤 粉 输
送 、气 化 及洗 涤 和 灰水 处 理 单元 ，工艺 流 程 示意
见图 １ 。
的影 响成 为众 多专 家学 者研 究 的课题 。 煤 的灰 分 ，是 指 煤样 在 规 定 条件 下 完全 燃 烧 后所 得 到 的残 留物 。包 括有 机 质燃 烧 后 的残 渣 和 无 机 矿 物 质 在 煤 燃 烧 过 程 中形 成 的 反 应 产 物 ［ １ ］ 。 井 云环 ［ ２ 分 析讨 论 了原 料煤 中灰 分 对德 士 古气 化
艺 装 置 ，其 运 行 状 况 直 接 影 响 到 企 业 的 经 济 效 益 ，而 煤 质 又成 为 影 响气 化装 置 稳 定运 行 的 主 要
因素 。通 过 多年 的煤 化工 实 践探 索 ，业 界 形 成 了
一
个 共 识 ，煤质 尤 其 是灰 分 直接 影 响 气化 装 置 的
“ 安 稳 长 满 优 ” 的运 行 。因 此 ，煤 质 是 制 约气 化 装置 稳 定运 行 的因素 之 一 ，煤 的灰 分 对气 化 系 统
本文 以神 华神 优 煤作 为气 化 用 煤 ，分 别 通过 增 加 煤种 的灰 分 比例 ，研 究 煤 的灰 分 改变 对 气 化
性 能 的影 响程 度 ；采 取 定量 计 算 的方 法 ，研 究 灰 分 的改 变对 合 成 气组 成 、煤 耗 、氧 耗 和 综合 能耗 的影 响 。
１ 工艺 流程
氧 气 灰 水 回 用
Ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ 煤 气 化 操 作 的 影 响 ， 指 出在 实 际运 行 中煤
不同粉质对煤气化处理的影响分析
不同粉质对煤气化处理的影响分析【摘要】本文主要探讨了不同粉质对煤气化处理的影响。
在讨论了煤气化处理的定义以及其对环境和经济的影响。
在分析了不同粉质对煤气化处理中反应效率、产物组成、设备磨损、能源利用效率和燃烧效果的影响。
结论部分综合分析了不同粉质对煤气化处理的综合影响，并提出了未来煤气化处理技术的发展方向和对工程的建议。
该研究对于优化煤气化处理的工艺参数和提高处理效率具有一定的参考意义，有助于推动相关技术的进步和应用。
【关键词】煤气化处理、不同粉质、影响分析、反应效率、产物组成、设备磨损、能源利用效率、燃烧效果、环境影响、经济影响、发展方向、建议。
1. 引言1.1 煤气化处理的定义煤气化处理是一种将煤炭等固体碳质燃料在高温、高压条件下转化为合成气的化学过程。
该过程主要包括两个主要步骤：煤气化和气体净化。
煤气化是指将固体煤炭经过热解、氧化等化学反应使之转化为一种含有一定量一氧化碳和氢气的气体混合物。
这种气体混合物即为合成气，也就是一氧化碳和氢气的混合气体。
合成气可以作为燃料用于发电、燃气锅炉等，也可以作为原料生产合成油、合成油品等化工产品。
煤气化处理这一技术的发展为我国提供了一种清洁、高效利用煤炭资源的途径。
通过煤气化处理，可以实现煤炭资源的高效转化利用，减少二氧化碳等有害气体的排放，为经济可持续发展提供了重要支撑。
煤气化处理也会对环境造成一定程度的影响，因此在推广和应用过程中需要充分考虑环保因素，减少对环境的负面影响。
煤气化处理也对经济产生影响，有助于提升我国能源结构，降低能源依赖度，促进经济的可持续发展。
在未来，煤气化处理技术的发展和应用将更加广泛，对我国能源转型和环境保护起到重要作用。
1.2 对环境的影响煤气化处理是一种将煤炭等燃料转化为可燃气体的技术过程，其在工业生产中起着重要作用。
煤气化处理也会对环境造成一定影响。
煤气化处理过程中会排放大量的二氧化碳、一氧化碳等有害气体，这些气体对大气造成污染，加剧温室效应，导致气候变化。
不同粉质对煤气化处理的影响分析
不同粉质对煤气化处理的影响分析
煤气化是一种将煤炭转化为合成气的技术过程。
在这个过程中，煤炭被加热至高温，并与一定量的氧气和蒸汽接触，产生一种由一氧化碳、二氧化碳、氢和一些其他气体组成的合成气体。
煤气化是一种重要的煤炭利用技术，可以将煤炭转化为可替代石油和天然气的合成气体。
在煤气化过程中，不同粉质的煤炭对煤气化处理有着不同的影响。
不同粉质的煤炭在煤气化过程中的反应速率和产物分布有所不同。
粉末煤在煤气化过程中表面积大，反应速率快，但由于反应表面积的增加，煤气化温度也会上升，增加了反应的难度。
相比之下，颗粒煤的反应速度较慢，但在一定程度上可以提高反应温度的稳定性。
不同粉质的煤炭对煤气化过程的热传导和质量传输有所不同。
粉末煤可提供更大的表面积和更好的传质性能，有利于煤气化反应的进行。
而颗粒煤则较难进行热传导和质量传输，可能导致反应速度较慢和产物分布不均匀。
不同粉质的煤炭对煤气化过程中的温度分布和反应器热力学平衡也有所影响。
粉末煤在反应器中易于控制温度分布，利于煤气化过程的稳定进行。
而颗粒煤则可能导致热点和冷点的出现，使反应器内部温度不均匀，影响煤气化反应的效果。
不同粉质的煤炭在煤气化过程中的灰分和硫分含量也会对煤气化处理产生影响。
灰分和硫分是煤炭中的杂质，会在煤气化过程中生成渣和污染物，对煤气化反应器和产出气体质量造成负面影响。
粉末煤中的灰分和硫分含量较低，有利于煤气化过程的进行，而颗粒煤中的灰分和硫分含量较高，会带来更多的污染问题。
不同粉质对煤气化处理的影响分析
不同粉质对煤气化处理的影响分析煤气化是将煤炭在一定条件下转化为可燃气体的过程，通过煤气化可以获得丰富的合成气，从而为能源生产提供了必要的原料。
在进行煤气化处理时，我们需要考虑不同粉质对煤气化处理的影响。
本文将对不同粉质对煤气化处理的影响进行分析，并探讨其中的机理和影响因素。
1. 粒度大小对煤气化的影响在煤气化处理中，粒度大小是一个重要的影响因素。
通常情况下，粒度更小的煤粉更容易进行气化反应，因为粒度更小的煤粉具有更大的比表面积，更容易与气体发生反应。
粒度更小的煤粉可以提高煤气化的效率和速度。
过小的颗粒会增加固体流化床的压降，同时也会增加固体颗粒之间的黏附力，极大限制固体颗粒在流化床内的运动性能，进而限制了煤气化反应的进行。
合适的粒度大小对于煤气化处理至关重要。
2. 粉煤的灰分含量对煤气化的影响煤炭中的灰分主要是指煤中的无机物质，如硅酸盐、铝酸盐、铁、铝等。
灰分含量对煤气化处理有着重要的影响。
高含量的灰分会使得煤气化反应更为复杂，同时也会对反应的产物造成影响。
在煤气化反应过程中，灰分容易与气化剂发生反应，生成水蒸气和CO2，从而影响合成气的组成。
3. 煤中的硫含量对煤气化的影响硫是煤中的一种重要元素，其含量会对煤气化处理有所影响。
高含量的硫会导致生成的合成气中含有较多的硫气体，对于后续的能源利用会造成一定的影响。
在进行煤气化处理时，需要对煤中的硫含量进行充分考虑，并在处理过程中做好相应的处理工作。
4. 粉煤的灰熔点对煤气化的影响煤炭中的灰分在高温下容易熔化，形成熔渣。
煤气化反应会产生高温环境，这使得煤炭中的灰熔点成为一个重要的影响因素。
灰熔点高的煤炭在煤气化处理中容易形成熔渣，从而影响煤气化反应的进行。
灰熔点的大小也会对煤气化处理产生一定的影响。
5. 煤的组成对煤气化的影响煤中的组成对煤气化处理有着重要的影响。
不同种类的煤炭具有不同的化学成分和结构特点，这使得它们在煤气化处理中表现出不同的性能。
一般来说，煤中的固定碳含量越高，煤气化的产率就会越高。
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煤中的矿物质
• 混杂在煤中的无机矿物质（不包括游离水，但包 括化合水）。成分复杂，通常多为粘土、硫化物、 碳酸盐、氧化硅、硫酸盐等类矿物，含量变化也 较大。所含元素可达数十种，主要有硅、铝、铁、 钙、镁、钠、钾、硫、磷等。煤中矿物质按来源 可分为内在矿物质和外来矿物质。内在矿物质是 在成煤过程中形成的矿物质，其灰分称为内在灰 分（inherentash）。内在矿物质进一步分为原 生和次生两类，前者主要来自成煤植物，较难从 煤中分离出来，后者主要来自成煤过程和成煤后 地下水循环过程中带来的，在煤中呈层状、凸镜 状以及各种复杂形状。
• 2灰分对氧耗、煤耗影响
• 灰分是原料煤中的惰性物质，灰分含量增 大灰渣熔化吸收的热量增大，为了保证气 化炉顺利排渣和维持气化炉的热量平衡， 需要增加氧量来燃烧更多的碳原子。因为 燃烧了更多的碳原子，所以气化系统的氧 耗、煤耗增加。资料表明，在同样的气化 反应条件下，灰分每增加1%，氧耗增加 0.7%一0.8%，煤耗增大1.3%一1.5%.
国的国民经济意义重大。
煤炭的气化
• 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，必须具备三个条件， 即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。 气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧 反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三 相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种 反应类型，即非均相气－固反应和均相的 气相反 应
• 3 气流床气化。它是一种并流气化，用气化剂将 粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内，也可将 煤粉先制成水煤浆，然后用泵打入气化炉内。煤 料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反 应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。
• 4 熔浴床气化。它是将粉煤和气化剂以切线方向 高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内，把一 部分动能传给熔渣，使池内熔融物做螺旋状的旋 转运动并气化。目前此气化工艺已不再发展。
• 不同的气化工艺对原料 的性质要求不同，因此在 选择煤气化工艺时，考虑 气化用煤的特性及其影响 极为重要。
• 主要包括煤的反应性、粘 结性、结渣性、热稳定性、 机械强度、粒度组成以及 水分、灰分和硫分含量等。
煤炭气化工艺
• 煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热 方式等分类，常用的是按气化炉内煤料与气化剂 的接触方式区分，主要有：
钼、钛、锆、铌、铍、稀土及放射性元素铀、钍
等，燃烧后多富集于煤灰中，具有重要的经济价 值，提取这些元素是综合利用煤的一个重要方面。
灰分
•
煤灰分是煤在一
定温度下充分、完全
灼烧后，氧化物残渣
所占的质量分数（即
重量百分为提高煤的利
用效率，必须严格控
制煤产品的灰分。灰
分的组成一般认为是
灰分对德士古气化炉的影响
1灰分对气化效率影响
• 原料煤中的灰分含量直接影响煤的燃烧，进而影 响气化效率。保持进人气化炉水煤浆流量不变的 情况下，煤中灰分增加，粗合成气中有效气体含 量减少，系统生产能力下降。为了对煤气化过程 进行分析，利用 AspenPlus软件对德士古气化炉 进行模拟，模拟过程保持进人气化炉水煤浆流量、 水煤浆浓度、燃烧室温度不变。通过模拟，获得 灰分对粗合成气中有效气体含量的影响(见图l)。 从图中可以看到，随着原料煤中灰分含量的增加， 灰渣熔化吸收热量增加，为了维持气化炉中的温 度不变，更多的碳原子完全燃烧从而满足灰渣熔 化所需的热量。由于过多的碳完全燃烧，导致粗 合成气中有效气成分(CO+H2 )逐渐降低
一些金属元素及其盐
类。
• 衡量煤中的灰分一般用到：原煤灰分和浮煤灰分 两个概念。原煤、浮煤灰分用Ad%符号表示。我
国煤中的灰分普遍较高，且变化也很大。灰分小 于10%的特低灰煤全国仅约占探明储量的17%左 右。
•
我国是世界上规模最大的煤炭生产国，年产
量达10亿吨以上，煤炭是我国的主要能源和重要
化工原料。显然，提高煤炭的利用效率对发展我
• 以上均为地面气化，还有地下气化工艺。
• 化工合成气对热值要求不高，主要对煤气中的CO、 H2等成分有要求，一般德士古气化炉、Shell气 化炉较为合适。目前我国合成氨的甲醇产 量的
50％以上来自煤炭气化合成工艺。
煤中灰分对煤气化的影响
• 灰份含量对煤气化影响非常大,首先对气化炉挂渣 的影响,一般灰份在12%以上有利于气化炉的挂渣, 但灰份过高会增大灰水处理的负荷.其次,灰份的高 低对气化的有效气产率也会有很大的影响,对氧耗, 煤耗的影响也比较大,对德士古炉,煤灰份可以稍低 一下,在8%到12%,这样的灰份含量,应该是不错的, 但对壳牌炉,灰份含量12%到20%之间会更好些.
• 灰分含量过高对渣水处理负荷增加，管道阀门磨 损也将增加，氧耗、煤耗会增加。
• 灰分含量大，气化炉加煤频率高，排灰频率高， 煤灰锁阀门开关频率高，阀门磨损大煤灰锁循环 带出热量多，气化炉提不起负荷，产气量少，水 资源消耗量大，蒸汽和氧气消耗大，厚系统水处 理大
• 高灰分会对转化率有影响，同时灰渣量增加会导 致后续工段带灰增加，磨损管道阀门，经济性下 降。四喷嘴灰分最好不要高于11%
• 1 固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部 加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂 逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下 降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为 固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以 很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动 床气化。
• 2 流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒 煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直 上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应， 从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气 化效率。
• 外来矿物质是在采煤过程中由于煤层的顶板、底 板和煤层中的矸石等混入煤中而造成的。这种矿
物质用洗选的方法较易除去，其灰分称为外来灰 分（free ash）。矿物质的种类、含量和在煤中 分布状况，决定了煤的灰分高低和洗选的难易程
度，这是影响煤质的重要因素之一。此外，某些
煤还含多种稀有分散元素，如锗、镓、镍、钒、