摘 要 通过对水煤浆气化原理和气化工艺的阐述,重点探讨了实际运行过程中煤质变化、渣口压差、煤浆浓度及气化炉温度对氧煤比控制系统的影响情况。
关键词 原理 氧煤比 气化工艺 控制系统 煤质 影响
1 前言
氧煤比是水煤浆气化反应系统中最重要的工艺指标,通常采用 O/C 摩尔比表示。气化目的是尽可能多的生产 CO,理论上氧和碳的最优摩尔比应该等于 1,但实际生产过程中受到煤质、煤浆浓度等变化因素的影响,一般控制 O/C比为 0.95~1.05 之间。由于 O/C 比在实际生产过程中检测计算比较困难,为方便操作,一般生产过程中采用经过温度补偿和压力补偿的氧气体积与煤浆体积的比值(氧煤比)来指导生产。受到原料煤中水分含量、灰分含量、固定碳含量以及灰熔点高、低等诸多因素的影响,各生产单位的氧煤比略有不同,一般氧煤比控制在 460~560 之间。
2 气化原理
水煤浆与空分装置来的 99.6%的氧气经过预混式烧嘴进入气化炉,在气化炉的燃烧室内,水、氧气和煤粉等物质,在高温、高压环境下,发生一系列复杂的氧化还原反应,生成以氢气、一氧化碳和二氧化碳为主要组分的合成气。在气化炉内,煤炭经过水分蒸发、煤的干燥、煤干馏、挥发分燃烧、煤炭气化和煤焦及部分气体的燃烧等步骤完成气化过程。
2.1 水蒸发与煤干燥
水煤浆进入气化炉后,在高温下煤浆中的水分迅速蒸发为蒸汽。煤与炽热的半焦之间以及煤与热气流之间进行热交换,同时煤自身携带的内水和外水在高温下气化变成蒸汽。
2.2 煤干馏与挥发分的燃烧
当干燥煤的温度进一步提高,煤粉发生热裂解,煤中的挥发物从煤中逸出。挥发分在高温、高压和高氧浓度下迅速燃烧,释放出大量的反应热,为蒸发煤浆中的水和后续反应提供充足的热量,水煤浆加压气化工艺要求煤中的挥发分不低于 28%。
2.3 煤炭气化
2.3.1 碳与水蒸气的反应
在气化炉燃烧室内高温....