论文部分内容阅读
煤灰熔融温度和灰渣粘度是德士古气化工艺液态排渣的重要参数。淮南煤炭资源丰富,但煤灰熔融温度高(大多数FT>1500℃),无法直接用于德士古气化工艺。因而深入研究还原性气氛下淮南煤灰行为,对判断不同煤种气化过程的适应性具有重要的意义。本论文拟通过配煤及添加助熔剂降低淮南煤灰熔融温度,改善灰渣粘温特性,对煤灰熔融过程进行研究,并利用XRD分析添加助熔剂后淮南煤灰的矿物组成变化,研究了配煤及添加助熔剂对水煤浆性能的影响,同时采用Aspen Plus软件模拟淮南煤在Texaco气化工艺的应用。研究结果发现:(1)配煤及添加助熔剂可有效降低淮南煤灰熔融温度。添加单助熔剂需添加量较大;配煤在淮南煤配入量>50%时不能满足德士古液态排渣要求;将配煤和添加助熔剂相结合,可在添加<2%(煤基)助熔剂时提高淮南煤的配入量达50%。(2)淮南煤中晶体矿物以高岭石等粘土矿物和石英为主,高岭石含量愈高的淮南煤,其煤灰熔融温度愈高;煤灰熔融过程中,莫来石的形成是淮南煤灰熔融温度高的主要原因。添加助熔剂后,破坏了煤灰中铝硅酸盐的结构,抑制了高温下莫来石的生成,同时钙长石、铁橄榄石等低熔点矿物含量逐渐增多,与煤灰中石英等矿物在高温下发生低温共熔现象,形成低熔点的共晶体,从而起到降低煤灰熔融温度的作用。(3)添加助熔剂对淮南煤制浆性能影响不大,一般不会造成浆体粘度明显增大,稳定性和流动性变差。但随L1煤配入量的增加,浆体的流动性明显变差,析水率增加,稳定性下降,浆体粘度增大。(4)添加助熔剂可有效降低淮南煤灰渣粘度,使其煤灰渣型转变为“近玻璃体渣”的长渣,在气化炉内的操作温度区间增长。(5)Aspen Plus软件模拟结果和实际生产值吻合,验证了系统模型的可靠性。经分析,添加助熔剂和配煤可降低气化工艺氧耗,有利于节约能耗。氧煤比和水煤浆浓度是影响气化炉出口煤气组成的主要因素。本论文是为Texaco煤气化实现液态排渣选择合适煤种的基础研究。