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依据建立单位供应资料要求,结合二段式煤气发生炉对气化用煤之要求,本工程选用神木煤、大同煤、内蒙包头煤、作为气化用原料煤。本设计以大同煤为基准。
① 煤质分析如下:
水份:% 灰份:8%
挥发份:28合生成二氧化碳,放出大量热量,无论碳及什么元素化合,燃烧时都放出同样热量。
氢H:
氢也是煤中有机物质一个主要组成元素。其含量随着煤化程度增加而削减。%。氢在燃烧时及空气中氧化合生成水,同时放出大量热。
氧O:
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煤中氧含量波动很大,煤化程度越深,其氧含量越低。如泥炭中氧含量可达30%以上,而无烟煤中仅有1~3%,一般氧含量高煤,在热加工过程中易分解,生成热解水、酚等含氧化合物。另一方面,我们可以说,氧含量随着挥发份削减而削减。在燃烧过程中,氧本身不能发生热量,还要及能产生热量元素氢结合成水,使煤发热值降低。故煤氧含呈影响着煤运用价值,氧含量高煤易自燃,给贮存和运输带来困难。
氮N:
煤中氮含量一般都不高,小于2%。煤发热值及氮无关,但它在加工过程中能生成氨及某些含氮有机化合物。
硫S:
硫是煤中最有害杂质,在不同煤中,硫含量差异很大,~3%:即硫化物、硫酸盐以及含有困难高分子有机硫。其中大多数状况下,煤中硫以硫铁矿硫为最多,它在燃烧时生成二氧化硫和三氧化硫气体逸出,它既蚀设备,又污染大气。在气化中,煤中硫70~80%以H2S形式进入煤气中,其余残留在灰渣中。H2S能使煤气设备及管道紧要腐蚀,在洗涤过程中还以氢硫酸形式进入水体,腐蚀循环水系统。含H2S煤气对热加工生产不利,它易助长氧化皮产生,损坏金属品质。所以,气化用煤,依据不同用户要求,对含硫量有必需限制。%,而对某些高硫煤,用于气化时,往往必需接受适当脱硫装置来除去H2S。
以上,我们简要介绍了煤元素组成。那么,这些元素又是如何组合成煤呢?这儿涉及到了煤根本构造问题,是一个长期以来人们广为探究课题。而至今,对它相识仍很不完善。简洁说,煤是一种以缩合香族构造为主体,不均一聚合高分子有机化合物。依据探究,煤根本构造单元之间是排列成立体构造,因此使质地坚硬、具有较大机械强度。
从上面介绍中,我们可以看出,对气化影响较大元素是硫,它含量受到我们
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特殊重视。另外,煤元素分析数值,在我们进展气化过程计算物料平衡时需运用,这一点我们将在后面再介绍。
煤中灰分对气化有何影响?
及成份为了探究煤灰对气化影响,我们必需对灰份来源 作一简洁介绍。
煤灰份是煤中可燃成分完全燃烧后残留下来固体矿物质混 合物总称。其来源可分二类:一类是在煤形成过程中夹入不纯物质,可称为固定碳;另一类是独立于煤外混杂或开采过程中混入泥石,称为自由灰。自由灰可以在洗煤时洗去。
煤灰主要成分~为:SiO2、Al2O3、FeO或Fe2O3,CaO及少量MgO,TiO2和碱金属化合物。
煤灰熔点主要取决于组成灰分各组分比例,各组分熔点如下:
成分
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
Fe2O3
FeO
K2O+Na2O
熔点℃
1625
2050
2570
2800
1580
1030
800~1000
从上表可经看出含铁、钠、钙、镁、钾等元素多煤,灰易熔;含硅、铝我地那么灰难熔。
一般可用下式来判定灰之熔融难易。
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① SiO2+Al2O3 ② Fe2O3+CaO+MgO
当此式比值在1以下时为易熔,在5以上时犯难熔。
在实际生产中,我们依据灰渣颜色亦可粗略判别灰熔点凹凸。氧化铁呈红色,假设灰渣颜色近于红色,那么其灰熔点低。而颜色浅时,其灰熔点较高。
灰熔点测定,是将煤灰按规定尺寸制成三角锥体,在半复原气氛中加热升温,灰锥慢慢发生变更,取以下三点;
1。变形温度T1:锥体顶点起先变圆或弯曲,倾斜:
2。软化温度T2:锥体尖端弯到锥托上或呈半圆形;
3。熔化温度T3;锥体完全熔化成液体并流淌。
煤灰熔点对气化有干脆影响,干脆关系到煤结渣性煤在气化时,我们盼望氧化层和复原层温度高些,使气化反响彻底,水蒸汽分解率也高些。但是,煤灰熔点限制了氧化层温度,当炉内温度高于灰熔点时,灰成熔融状态并及燃料结成大硬块,紧要破坏了气化过程正常进展,甚至造成停炉。为了防止及减轻结渣状况,我们只好调高饱和温度,多通入一些水蒸汽以降低氧化层温度,来维持连续生产。但对灰熔点太低煤,由于气化层温度只能限制较低,致使煤气质量差,生产实力低,燃料利用率差,甚至无法维持正常生产。所以,对发生炉煤气气化用煤一般要求灰熔点T2>1200℃
煤中灰分对气化来讲是多余东西,还往往给气化过程带来许多