Abstract：
n order to widen the variety of coal used in Texaco gasifier, trial burning of Jinjitan coal is carried out. The test results show that when only Jinjitan coal is used as gasification raw material, the minimum operating temperature of the gasifier is 1 269 ℃, which is exceed the temperature range of liquid slag discharge smoothly. When Jinjitan coal and Baodian coal are mixed at a mass ratio of 8 : 2, the ash viscoity temperature characteristics are better, and all consumption indexes of Texaco gasifier is within the normal controllable range after the mixture is used as gasification raw material, which provided data support and operation experience for large-scale use of Jinjitan coal.
为进一步拓宽德士古气化炉用煤品种，发挥公司内部煤矿与煤化工协同效应，验证金鸡滩煤炭是否可以用作煤化工的原料，兖州煤业股份有限公司组织了金鸡滩煤炭的试烧工作。为保证气化炉液态排渣顺畅，根据金鸡滩煤炭的特性，选择与在用的鲍店混煤进行掺烧，以期为金鸡滩煤炭在气流床气化炉中的应用提供工程应用基础。
1
试烧前的测试分析
德士古气化炉对原料煤的指标要求很多，如水分、灰分、挥发分、固定碳含量等，但起决定性作用的是灰黏温特性，直接关系到气化炉能否顺利排渣。为此，着重对金鸡滩煤炭、金鸡滩煤炭与鲍店混煤掺配煤进行了灰黏温特性的分析。
1.1
金鸡滩煤炭的灰黏温特性
液态排渣气化炉的可操作温度最大控制范围应满足对应的灰黏度在3~25 Pa·s，气化炉最低操作温度可选择T25+30 ℃，即比灰黏度为25 Pa·s时的温度高30 ℃，以保证气化炉顺利排渣[1]。
随机抽取金鸡滩煤炭进行分析测试，得到如图 1所示的金鸡滩煤炭灰黏温特性曲线。由图 1可知，金鸡滩煤炭灰黏度为3 Pa·s和25 Pa·s对应的温度分别约为1 265 ℃和1 239 ℃，则气化炉最低操作温度T25+30 ℃约为1 269 ℃，超出了液态顺利排渣的温度范围，故金鸡滩煤炭无法单独用作气化炉的原料。
图 1
1.2
金鸡滩煤炭与鲍店混煤的掺配
为调整金鸡滩煤炭的灰黏温特性，确保达到最佳试烧效果，按照不同质量比例依次递增的顺序在金鸡滩煤炭中掺配鲍店混煤，通过对煤灰熔融性分析，找出最佳掺配方案。鲍店混煤分析数据如表 1所示。
表 1
|
w(水分)Mar/% |
w(水分)Mad/% |
w(灰分)Aad/% |
w(挥发分)Vad/% |
w(固定碳)Fcad/% |
发热量Qnet.ar/(kJ·g-1) |
|
7.20 |
1.91 |
20.10 |
31.48 |
46.51 |
23.63 |
1.2.1
金鸡滩煤炭与鲍店混煤的掺配
按照质量分数10%的增量在金鸡滩煤炭中掺配鲍店混煤，得到6个样品分别进行灰熔融性分析测定，测定结果如表 2所示。
表 2
|
掺配质量比 |
变形温度DT/℃ |
软化温度ST/℃ |
半球温度HT/℃ |
流动温度FT/℃ |
|
100%金鸡滩煤炭 |
1 270 |
1 277 |
1 280 |
1 288 |
|
90%金鸡滩煤炭+10%鲍店混煤 |
1 188 |
1 197 |
1 200 |
1 206 |
|
80%金鸡滩煤炭+20%鲍店混煤 |
1 204 |
1 211 |
1 216 |
1 225 |
|
70%金鸡滩煤炭+30%鲍店混煤 |
1 233 |
1 245 |
1 262 |
1 286 |
|
60%金鸡滩煤炭+40%鲍店混煤 |
1 264 |
1 277 |
1 296 |
1 319 |
|
50%金鸡滩煤炭+50%鲍店混煤 |
1 279 |
1 294 |
1 306 |
1 330 |
1.2.2
80%金鸡滩煤炭与20%鲍店混煤掺配
由表 2可得出，质量分数80%金鸡滩煤炭与质量分数20%鲍店混煤掺配后显现出较好的灰黏温特性，故对此样品作进一步的测试分析，测定结果如图 2和表 3所示。
图 2
80%金鸡滩煤炭与20%鲍店混煤掺配灰黏温特性曲线
表 3
80%金鸡滩煤炭与20%鲍店混煤掺配灰熔融性和灰黏温特性测定结果 ℃
|
项目 |
测定结果 |
|
灰熔融性 |
|
|
DT |
1 204 |
|
ST |
1 211 |
|
HT |
1 216 |
|
FT |
1 225 |
|
灰黏温特性 |
|
|
25.0 Pa·s |
1 209 |
|
3.0 Pa·s |
1 347 |
测定结果表明，80%金鸡滩煤炭与20%鲍店混煤掺配，气化炉炉温具有较大的操作区间。
2
气化炉试烧生产数据
根据最佳掺配试烧方案，分2种运行方式及掺配比例在德士古气化炉上进行试烧，通过比煤耗、比氧耗等消耗指标[2]进一步验证对比使用效果，试烧生产数据如表 4所示。
表 4
|
运行方式 |
日期 |
煤浆质量分数/% |
有效气体积分数/% |
比煤耗/kg |
比氧耗/m3(标态) |
1 000 m3(标态)有效气耗电量/(kW·h) |
灰熔点/℃ |
w(灰分)/% |
w(渣中可燃物)/% |
|
A炉 |
B炉 |
C炉 |
|
注：1)方式一为80%金鸡滩煤炭+20%鲍店混煤双炉运行；方式二为85%金鸡滩煤炭+15%鲍店混煤3炉运行 |
|
方式一 |
09-10 |
63.59 |
80.54 |
520.39 |
393.08 |
14.91 |
1 290 |
11.70 |
5.8 |
|
11.5 |
|
09-11 |
62.56 |
79.22 |
532.89 |
408.64 |
15.53 |
1 260 |
11.50 |
9.8 |
|
33.6 |
|
09-12 |
61.18 |
79.08 |
533.40 |
401.84 |
15.89 |
1 280 |
11.81 |
38.3 |
|
41.6 |
|
09-13 |
61.89 |
79.18 |
533.31 |
397.65 |
15.33 |
1 290 |
13.22 |
6.7 |
|
8.1 |
|
09-14 |
61.48 |
79.68 |
524.05 |
388.43 |
14.90 |
1 220 |
10.55 |
8.9 |
|
15.3 |
|
09-15 |
62.12 |
79.77 |
544.11 |
394.47 |
16.39 |
1 220 |
10.88 |
5.0 |
|
30.8 |
|
平均 |
62.12 |
79.58 |
531.36 |
397.35 |
15.49 |
1 260 |
11.61 |
12.4 |
|
23.5 |
|
方式二 |
09-16 |
61.94 |
79.85 |
547.22 |
386.05 |
16.68 |
1 210 |
10.17 |
19.5 |
36.4 |
25.8 |
|
09-17 |
61.42 |
79.27 |
548.53 |
387.39 |
16.72 |
1 270 |
11.83 |
16.7 |
13.7 |
27.6 |
|
09-18 |
62.64 |
80.28 |
541.98 |
383.57 |
16.83 |
1 240 |
9.88 |
7.8 |
9.4 |
4.0 |
|
09-19 |
62.49 |
80.23 |
530.02 |
377.69 |
16.52 |
1 220 |
9.78 |
6.9 |
4.1 |
16.4 |
|
09-20 |
62.71 |
80.61 |
531.52 |
376.26 |
16.51 |
1 200 |
9.50 |
6.8 |
7.3 |
24.3 |
|
09-21 |
62.36 |
80.58 |
537.10 |
380.63 |
16.92 |
1 220 |
10.46 |
9.1 |
6.7 |
23.1 |
|
09-22 |
63.19 |
80.51 |
534.58 |
380.05 |
17.08 |
1 210 |
9.39 |
14.4 |
8.3 |
34.7 |
|
09-23 |
62.41 |
80.39 |
536.12 |
382.49 |
16.90 |
1 210 |
9.81 |
4.0 |
7.6 |
26.4 |
|
09-24 |
62.60 |
80.30 |
542.86 |
385.24 |
16.77 |
1 240 |
9.98 |
16.6 |
11.9 |
23.5 |
|
09-25 |
63.03 |
80.67 |
542.42 |
380.00 |
16.42 |
1 210 |
9.32 |
12.6 |
14.9 |
26.7 |
|
平均 |
62.54 |
80.32 |
538.35 |
381.48 |
16.74 |
1 224 |
9.99 |
10.5 |
9.3 |
23.0 |
|
平均数据 |
62.33 |
80.04 |
536.26 |
387.18 |
16.29 |
1 234 |
10.44 |
11.7 |
12.0 |
22.9 |
3
试烧过程中出现的问题
在试烧过程中，出现气化炉炉温高、灰分含量升高、渣口压差控制困难、锁斗压差增大等问题。由于A炉和C炉试烧时间最长，暴露的问题较突出，A炉锁斗压差由0.19 MPa上升至0.27 MPa，C炉锁斗压差由0.21 MPa上升至0.26 MPa。此外，气化炉合成气出口管线存在积灰堵塞现象，气化炉阻力增大。
4
采取的措施
(1) 气化炉炉温
此掺配煤的黏温特性区间为1 209~1 347 ℃，为实现既能液态顺畅排渣又能避免长期高温对耐火砖的侵蚀，气化炉操作温度应控制在1 270~1 310 ℃。根据气化炉渣口压差、锁斗压差变化情况，及时调节氧量和中心腔氧量，避免渣口堵塞和渣堵[3]。
(2) 气化炉渣样
因A炉和C炉的高温热电偶已损坏，无法准确显示炉温，故通过渣样形态的变化判断炉内温度及燃烧情况，即每隔4 h取渣样进行对比观察以判断炉温的变化，其准确性较高。
(3) 锁斗压差
加强对渣口压差和锁斗压差的监控，综合判断气化炉合成气出口及合成气管线堵塞情况；适当控制气化炉高液位操作，以提高洗涤效果。
(4) 闪蒸系统灰水
密切关注现有水质处理剂是否适应此煤种，发现水质变化及时协调供应商跟踪处理。严格控制灰水的硬度和碱度指标，每天取水样观察沉淀及絮凝情况。
5
结语
通过试烧，证明金鸡滩煤炭无法在德士古气化炉上单独使用，但与其他煤种按一定比例掺配，可以用作气化炉原料，气化炉各项消耗指标均在正常可控范围内。
沪公网安备 31010702007066号