兖矿鲁南化肥厂德士古水煤浆气化装置于1993年4月投料成功,于1994年元月达到设计能力。该工程项目1994年荣获原化工部一等奖,1995年荣获国家科技进步一等奖。上海三联供、陕西渭河化肥厂的德士古水煤浆气化炉也已投入运行。虽然德士古气化炉对煤种适应性强,但是煤质仍然直接影响德士古炉的工艺状况、气化后的气体成分、气化炉的使用周期以及灰水处理系统的工艺状况等。掌握好不同种煤的配比能降低氧耗、能耗,提高气化效率,带来很大的经济效益,因此,优化配煤在德士古气化技术中占有重要的位置。
1 德士古水煤浆气化工艺原理
德士古水煤浆气化属气流床气化工艺技术,即水煤浆与气化剂——纯氧在气化炉内特殊喷嘴中混合,高速进入气化炉反应室,遇灼热的耐火砖瞬间燃烧,直接发生火焰反应。微小的煤粒与气化剂在火焰中作并流流动,煤粒在火焰中来不及相互熔结而急剧发生部分氧化反应,反应在数秒内完成。在上述反应时间内,放热反应和吸热反应几乎是同时进行,因此产生的煤气在离开气化炉之前,碳几乎全部参与了反应。在高温下所有干馏产物都迅速分解转变为均相水煤气的组分,因而生成的煤气中只含有极少量的CH4。气流床气化的特点是每个煤粒均被气流隔开,每个颗粒能单独膨胀、软化、燃尽并形成熔渣,而与邻近的颗粒毫不相干。燃料颗粒不易在塑性阶段凝集,从而燃料的粘结性对气化过程不会产生大的影响。德士古水煤浆气化炉所产煤气中主要组分含CO、H2、CO2和H2O,它们存在如下平衡关系:
CO+H2O=CO2十H2
在气化炉高温条件下,上述反应很快达到平衡,因此气化炉出口的煤气组成相当于该温度下CO、水蒸气转化反应的平衡组成。
2 对煤质的要求
2.1 对煤质的主要要求
煤料的反应性、成浆性、灰熔融温度是衡量煤种适应能力的主要指标。同时还应注意煤灰在还原性气氛下的流动温度和粘温特性。其对煤质的要求为:
(1)发热量达25.121MJ/kg,越高越好。
(2)灰熔融温度FT在1 300℃为宜,过高或过低都不利于气化。
(3)煤中灰含量不得高于20%,越低越好。
2.2 对煤质的次要要求
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