（新疆天業(yè)（集團）有限公司，石河子市，832000） 張朝云

通過對準東五彩灣礦區(qū)天池能源及神華露天煤礦煤質數(shù)據(jù)（煤質數(shù)據(jù)見表1）分析，準東五彩灣礦區(qū)露天煤有以下基本特點：中高水分；低灰、特低灰；中高揮發(fā)份，屬含油煤；低硫磷；中等發(fā)熱值；煤的機械強度較高；高活性，易燃盡；高堿金屬含量，強沾污、腐蝕性；各礦間CaO含量差別大，造成灰熔點相差比較大。

該煤種是優(yōu)良的動力和氣化用煤，從煤質出發(fā)是選擇氣化方式的最關鍵因素，以下討論煤不同的基本性質對不同氣化工藝的影響，以便最終確定氣化工藝路線。

1 水分

煤中水分主要影響氣化爐進料和氣化過程中的物料平衡。對固定床氣化爐來講，煤中水分的含量必須保證出口煤氣溫度高于本部位氣體的露點溫度，否則需要對入爐煤進行必要的預干燥。如果煤中含水量較高并且在干燥層干燥速度太快時，容易導致煤粒應力過大而破裂，煤粉末會影響氣流分布及出爐煤氣大量帶塵。另外，煤中的水最終冷卻后進入洗滌和降溫的煤氣水中，增加廢水處理量。但在低灰較高熱值和氧化層足夠的情況下，水分最高可達35%。對于濕法氣流床來講，該煤較高的內水影響了成漿性，（成漿性＜50）不適用水煤漿氣化。對于干粉氣化爐，該煤較高的水分，需要處理能力較大的預干燥設備將煤干燥至粉煤密相輸送的要求。

2 揮發(fā)分

對于固定床來說，揮發(fā)分決定煤進入爐內初期的反應性和干餾階段的熱解產物的組成。另由于固定床氣化溫度較低，為了獲得高的碳轉化率，要求煤有較好的反應活性，即揮發(fā)份含量高的煤。而對于氣流床，由于氣化溫度較高（一般在1 300以上℃），而且粒度較?。ㄐ∮?00um），所以對煤的反應活性要求較低，因此對煤的揮發(fā)份含量基本沒有要求。

表1 五彩灣礦區(qū)煤質檢測數(shù)據(jù)

3 粘結性

對于固定床只能氣化弱粘結煤和不粘結煤，較強的粘結性會使煤結焦，影響氣化劑分布和煤的反應活性。而且在加壓情況下弱粘結煤的粘結性也可能會迅速增加，所以對于弱粘結性煤氣化，還需增加破粘裝置。對于氣流床來講，煤粉顆粒在爐內停留時間很短，反應速率很快，煤粉顆粒之間相互作用的機率很低，所以粘結性的影響非常小。

4 反應活性

反應活性的影響和揮發(fā)份類似。由于固定床氣化的特點，高反應活性的煤可以降低氣化爐的氣化溫度，如此不僅可以降低氧耗，而且可以避免灰結渣,所以活性越高越好。對于氣流床，較高的氣化溫度對煤活性的要求幾乎可以忽略。

5 熱穩(wěn)定性

熱穩(wěn)定性是煤在加熱過程中，是否易破碎的性質。對于固定床，對煤有粒度的要求（5～50mm），熱穩(wěn)定性差的煤進入氣化爐，隨著溫度升高發(fā)生破裂，產生細粒和粉末，從而影響氣流在固定床內的正常流動和均勻分布，影響飛灰?guī)С隽亢蜌饣^程的正常進行，固定床一般要求熱穩(wěn)定性Ts+6＞75%。而氣流床是粉煤進料，對熱穩(wěn)定性沒有要求。

6 機械強度

對于固定床，煤的機械強度與氣化爐加料過程中煤破碎產生粉末有關，最終和飛灰?guī)С隽坑嘘P，一般要求機械強度大于70%。在氣流床中，煤的機械強度與氣化過程無關，而與煤粉的制備有關。

7 粒度

在固定床中煤的粒度要求5～50mm，且盡量均勻，大量煤粉和細粒會使床層分布不均而影響正常操作，所以大量的粉煤需要平衡，用于干粉氣流床和發(fā)電。氣流床要求將煤磨制成100um以下的粒度，不同氣流床對粒徑的分布有具體要求。

8 灰性質

8.1 灰熔融性

固定床氣化氧化層的操作溫度要求在ST溫度以下，以控制灰不易結渣順利的排出。如ST溫度太低，需提高汽氧比，控制氧化層在較低的溫度，導致氣化強度和生產效率降低以及大量蒸汽進入污水系統(tǒng)。即使在ST溫度較高的情況下，由于受到爐體材料的限制，氧化層溫度也不能過高，固定床一般要求ST＞1 250℃,在低氧耗的情況下有較大的操作空間。對于氣流床由于是液態(tài)排渣，要求操作溫度高于FT溫度，一般要求FT＜1 500℃。

8.2 堿金屬含量

固定床氣化由于煤灰與金屬爐壁在高溫下直接接觸，如含有較高的堿金屬會使傳統(tǒng)的爐壁材質發(fā)生高溫腐蝕，所以如煤灰中含有較高的Na、K，需預先對爐壁進行處理，防止發(fā)生腐蝕。氣流床由于有渣層保護，所以不易發(fā)生堿金屬腐蝕。

8.3 粘溫特性

由于固定床氣化為固態(tài)排渣，灰渣沒有處于熔融流動狀態(tài)，對粘溫特性無要求。但氣流場存在爐壁掛渣和液態(tài)排渣，所以對灰的流動性及粘度有限制，一般要求操作溫度下灰的粘度為2.5～25Pa·s，而且在操作溫度范圍內粘度緩慢變化，不發(fā)生突變造成渣堵（一般要求灰渣為玻璃性渣或塑性渣，結晶渣抵抗溫度波動較差，且操作空間很小）。

綜上，根據(jù)五彩灣礦區(qū)煤質的特點及主要氣化指標對不同氣化方式影響的分析，由于成漿性的極大限制，濕法氣流床不適用。干法氣流床由于煤較高的水分和煤灰（結晶渣）較差的粘溫曲線，需要投入穩(wěn)定可靠的大型干燥設備及對煤灰成分改質獲得好的操作條件。而固定床氣化對煤質的要求和五彩灣礦區(qū)的煤質匹配性較好。

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