兗礦魯南化肥廠德士古水煤漿氣化裝置于1993年4月投料成功,于1994年元月達到設計能力。該工程項目1994年榮獲原化工部一等獎,1995年榮獲國家科技進步一等獎。上海三聯(lián)供、陜西渭河化肥廠的德士古水煤漿氣化爐也已投入運行。雖然德士古氣化爐對煤種適應性強,但是煤質仍然直接影響德士古爐的工藝狀況、氣化后的氣體成分、氣化爐的使用周期以及灰水處理系統(tǒng)的工藝狀況等。掌握好不同種煤的配比能降低氧耗、能耗,提高氣化效率,帶來很大的經(jīng)濟效益,因此,優(yōu)化配煤在德士古氣化技術中占有重要的位置。
1 德士古水煤漿氣化工藝原理
德士古水煤漿氣化屬氣流床氣化工藝技術,即水煤漿與氣化劑——純氧在氣化爐內特殊噴嘴中混合,高速進入氣化爐反應室,遇灼熱的耐火磚瞬間燃燒,直接發(fā)生火焰反應。微小的煤粒與氣化劑在火焰中作并流流動,煤粒在火焰中來不及相互熔結而急劇發(fā)生部分氧化反應,反應在數(shù)秒內完成。在上述反應時間內,放熱反應和吸熱反應幾乎是同時進行,因此產生的煤氣在離開氣化爐之前,碳幾乎全部參與了反應。在高溫下所有干餾產物都迅速分解轉變?yōu)榫嗨簹獾慕M分,因而生成的煤氣中只含有極少量的CH4。氣流床氣化的特點是每個煤粒均被氣流隔開,每個顆粒能單獨膨脹、軟化、燃盡并形成熔渣,而與鄰近的顆粒毫不相干。燃料顆粒不易在塑性階段凝集,從而燃料的粘結性對氣化過程不會產生大的影響。德士古水煤漿氣化爐所產煤氣中主要組分含CO、H2、CO2和H2O,它們存在如下平衡關系:
CO+H2O=CO2十H2
在氣化爐高溫條件下,上述反應很快達到平衡,因此氣化爐出口的煤氣組成相當于該溫度下CO、水蒸氣轉化反應的平衡組成。
2 對煤質的要求
2.1 對煤質的主要要求
煤料的反應性、成漿性、灰熔融溫度是衡量煤種適應能力的主要指標。同時還應注意煤灰在還原性氣氛下的流動溫度和粘溫特性。其對煤質的要求為:
(1)發(fā)熱量達25.121MJ/kg,越高越好。
(2)灰熔融溫度FT在1 300℃為宜,過高或過低都不利于氣化。
(3)煤中灰含量不得高于20%,越低越好。
2.2 對煤質的次要要求
....