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。

二、煤浆中灰分对氧气消耗的影响

相关数据见表3，分析如下：

由表3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%；煤浆中灰分平均含量为320.315 t/d；灰分平均耗氧量4.089KNm3/t。

假设我车间在每天耗煤量不变（1984.603t/d）、煤浆中灰分耗平均氧量不变（4.089），煤浆中灰分含量每降低1%对氧气消耗的影响见表4：

表4 煤浆中灰分对耗氧量相关数据

由表4可知，煤浆中灰分含量每降低1%，氧气消耗将减少81.15KNm3/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%，耗氧量将减少649.204 KNm3/d，既每小时耗氧量将减少649.204/24=27.05KNm3/h，按系统年累计运行时间8000h小时计算，每年将减少耗氧量为

27.05*8000=216401.336KNm3/a。

三、煤浆中灰分对粗煤气产量的影响

相关数据见表5，分析如下：

由表5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%/d；煤浆中的可燃物平均含量为1664.288 t/d；粗煤气平均产量为9510.218KNm3/d；粗煤气消耗煤中可燃物平均值为0.175 t/ KNm3。

假设我车间在每天耗煤量不变（1984.603t/d）、粗煤气耗煤中可燃物含量不变（0.175t/KNm3），煤浆中灰分含量每降低1%对粗甲醇产量的影响见表6：

由表6可知，煤浆中灰分含量每降低1%，粗煤气产量将增加113.406KNm3/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%，粗煤气产量将增加907.247 KNm3/d,既每小时粗煤气产量将增加907.247/24=37.8KNm3/h，按系统年累计运行时间8000h小时计算，每年将减少耗氧量为

37.8*8000=302415.6KNm3/a。

四、其他方面的影响

煤中灰分的增加，增加了无效的运输，加剧了我公司运输的紧张。从动力学来讲，煤用作动力燃料时，灰分增加，煤中可燃物质含量相对减少。矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而降低了煤的发热量，影响了气化炉的操作（易结渣），加剧了设备磨损，增加排渣量；一般灰分每增加2%，发热量降低100kcz1/kg左右。

综上所述，煤浆中的灰分对公司的整个系统影响是巨大的，降低煤浆中的灰分含量对于增加甲醇产量、降低耗氧量及气化炉的安全稳定长周期运行都起到了非常重要的作用。