山西某地煤固定床加压气化试验研究山西某地煤固定床加压气化试验研究
李培梅，李金喜，李文杰
（山西焦化集团有限公司，山西 洪洞041606）
［摘 要］通过对山西某地煤进行煤质特性分析，并将该煤在内径150 mm、操作压力3.0 MPa固定床气化炉中进行不同汽氧比的气化试验，寻求一种最适合山西某地煤的气化方法。试验结果表明，该煤适宜作为固定床碎煤加压气化的原料，气化的最优汽氧比为5.2 kg/m3左右，每千克原煤产煤气2.36 m3，碳转化率99.60%，蒸汽分解率43.78%，煤气中有效气体（CO+H2+CH4）含量为70.29%左右。
［关键词］ 固定床碎煤加压气化；煤质特性；煤气化试验；汽氧比
［中图分类号］TQ 546［文献标志码］ B［文章编号］1004-9932（2015）03-0074-02
山西是中国产煤、输煤大省及能源化工基地，煤炭资源优势得天独厚。根据国家相关政策和山西省提出的“以煤为基、以煤兴产、以煤兴业、多元发展”的发展思路，近几年来山西省积极发展煤化工项目，但是煤气化技术作为煤化工龙头技术，一直是山西煤化工发展的瓶颈之一。不同地域煤的煤质特点不同，选择的气化工艺也就不同，为了加速山西煤化工的发展，提高山西煤炭气化技术的经济性，寻求适合山西本地煤的煤气化技术对山西省煤化工的发展具有重要意义。为了配合山西某集团的煤化工项目建设，选用山西某地煤样进行了全面的煤质分析化验和固定床加压气化试验。
1 煤质特性分析情况
1.1 基本分析数据
山西某地煤的煤质分析数据见表1。
表1 山西某地煤的煤质分析数据
|
检测项目 |
数据 |
|
全水/% |
1.0 |
|
工业分析/% Mad |
1.02 |
|
Aad |
14.26 |
|
Vad |
12.41 |
|
FCad |
72.31 |
|
元素分析/% C |
76.13 |
|
H |
3.51 |
|
O |
3.08 |
|
N |
1.14 |
|
S |
1.13 |
|
Qnet,ar/MJ·kg-1 |
29.52 |
2 煤气化适应性分析数据
山西某地煤的煤气化适应性分析数据见表2。
表2 山西某地煤的气化适应性分析数据
|
灰熔点/℃ |
煤灰成分/% |
粘结指数 GR.I | ||||||||||
|
DT |
ST |
FT |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
TiO2 |
SO3 |
K2O |
Na2O | |
|
>1 500 |
>1 500 |
>1 500 |
48.78 |
37.62 |
2.99 |
1.73 |
0.31 |
1.48 |
1.00 |
0.48 |
0.41 |
2 |
1.3 煤对CO2化学反应性的测定
将制备的粒径0.5～2 mm的山西某地煤样加入到水平干馏管中，先用氮气将系统内空气吹净，然后开始升压，升压到3.0 MPa后启动程序升温仪，控制升温速度为10 ℃/min，达到650 ℃再恒温1 h。所得的焦样用于煤的CO2反应性测定，测定结果见图1。
图1山西某地煤对CO2的反应性
1.4 小 结
从以上数据可以看出，山西某地煤具有以下的基本煤质特征：全水分特低，固定碳含量中高，热值特高，低挥发分，弱粘结性，煤的类别为贫煤；灰分低中，熔融性温度特高，主要成分为SiO2，适合固态排渣；煤对CO2的反应性 1 100 ℃时为438%，属于反应活性中上等的煤种。据煤质特性，该煤适宜作为固定床碎煤加压气化的原料。
2 煤气化试验
更多内容请见《中氮肥》2015年第3期