0 引 言
褐煤儲量占全世界煤炭總儲量的20%,我國的褐煤占煤炭總儲量的17%。過去對褐煤的開發(fā)利用不夠充分,當(dāng)前全球能源狀況日趨緊張,如何充分、有效、合理地利用褐煤已經(jīng)成為有待深入研究的世界性課題。國家發(fā)改委、科技部已將“發(fā)展褐煤氣化技術(shù),利用褐煤生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品”列為2007年頒布的《中國節(jié)能技術(shù)政策大綱》中的重要項(xiàng)目之一。
單純從褐煤氣化可能性上看,現(xiàn)有典型的塊煤/型煤移動床氣化技術(shù)(如Lurgi,BGL)、碎煤流化床氣化技術(shù)(如恩德爐,Winkler,HTW)和粉煤氣流床氣化技術(shù)(如GE單噴嘴水煤漿氣化,華東理工大學(xué)等單位的四噴嘴水煤漿氣化,Shell多噴嘴干煤粉氣化和GSP單噴嘴干煤粉氣化等)都可用于氣化褐煤,但在適用性方面又各有特點(diǎn)。
1 按煤種特征考慮
選擇的煤氣化技術(shù)要適用于擬定的褐煤煤種,應(yīng)能夠比較容易地將褐煤氣化。
由西北化工研究院試驗(yàn)測定的某褐煤的工業(yè)分析、元素分析、灰組成分析、灰熔點(diǎn)、化學(xué)反應(yīng)活性數(shù)據(jù)分別見表1~5。試驗(yàn)測定該褐煤可磨指數(shù)HGI為86,發(fā)熱量Qb.ad為16910 kJ/kg,原煤最高成漿濃度為44%。另外,沒有針對該煤種進(jìn)行煤、灰的粘接性試驗(yàn);作為參考,從煤礦勘探時得到的數(shù)據(jù)得知,該煤質(zhì)不穩(wěn)定,灰分、發(fā)熱量等指標(biāo)高、低數(shù)據(jù)相差2~3倍。
可以看出,該煤種褐煤水分含量高、灰分含量高、揮發(fā)分含量高、固定碳含量低、發(fā)熱量低、熱穩(wěn)定性差、反應(yīng)活性好、機(jī)械強(qiáng)度低、可磨性好、成漿濃度低、灰熔點(diǎn)低、煤質(zhì)不穩(wěn)定。
1.1 水分、固定碳與發(fā)熱量
作為無益成分,褐煤中的水分含量對不同的煤氣化技術(shù)影響程度不一樣。對水煤漿氣化來說,煤中水分尤其是內(nèi)水含量越高,成漿性能越差。在水煤漿濃度相同的條件下,煤漿的表觀粘度較大,以致流動性較差。若要使其達(dá)到較好的流動性,則煤漿濃度一般較低。煤中水分含量越大,磨煤操作時越容易溢漿,添加劑的選擇余地越小,添加劑消耗越大。加之該褐煤固定碳含量和發(fā)熱量低,不僅單位有效氣體的煤耗高,同時由于水分蒸發(fā)消耗了過多的熱量,氣化爐內(nèi)熱量也難以達(dá)到平衡,F(xiàn)該褐煤原煤的最高成漿濃度僅為44%,顯然太低。如果不能采取有效措施將制漿濃度提高到一定程度(至少應(yīng)在55%~57%甚至以上,起碼需要能夠維持氣化爐內(nèi)正常的氧化反應(yīng)、氣化反應(yīng)等的進(jìn)行,維持熱量....