摘 要 通過對水煤漿氣化原理和氣化工藝的闡述,重點探討了實際運行過程中煤質變化、渣口壓差、煤漿濃度及氣化爐溫度對氧煤比控制系統(tǒng)的影響情況。
關鍵詞 原理 氧煤比 氣化工藝 控制系統(tǒng) 煤質 影響
1 前言
氧煤比是水煤漿氣化反應系統(tǒng)中最重要的工藝指標,通常采用 O/C 摩爾比表示。氣化目的是盡可能多的生產 CO,理論上氧和碳的最優(yōu)摩爾比應該等于 1,但實際生產過程中受到煤質、煤漿濃度等變化因素的影響,一般控制 O/C比為 0.95~1.05 之間。由于 O/C 比在實際生產過程中檢測計算比較困難,為方便操作,一般生產過程中采用經過溫度補償和壓力補償?shù)难鯕怏w積與煤漿體積的比值(氧煤比)來指導生產。受到原料煤中水分含量、灰分含量、固定碳含量以及灰熔點高、低等諸多因素的影響,各生產單位的氧煤比略有不同,一般氧煤比控制在 460~560 之間。
2 氣化原理
水煤漿與空分裝置來的 99.6%的氧氣經過預混式燒嘴進入氣化爐,在氣化爐的燃燒室內,水、氧氣和煤粉等物質,在高溫、高壓環(huán)境下,發(fā)生一系列復雜的氧化還原反應,生成以氫氣、一氧化碳和二氧化碳為主要組分的合成氣。在氣化爐內,煤炭經過水分蒸發(fā)、煤的干燥、煤干餾、揮發(fā)分燃燒、煤炭氣化和煤焦及部分氣體的燃燒等步驟完成氣化過程。
2.1 水蒸發(fā)與煤干燥
水煤漿進入氣化爐后,在高溫下煤漿中的水分迅速蒸發(fā)為蒸汽。煤與熾熱的半焦之間以及煤與熱氣流之間進行熱交換,同時煤自身攜帶的內水和外水在高溫下氣化變成蒸汽。
2.2 煤干餾與揮發(fā)分的燃燒
當干燥煤的溫度進一步提高,煤粉發(fā)生熱裂解,煤中的揮發(fā)物從煤中逸出。揮發(fā)分在高溫、高壓和高氧濃度下迅速燃燒,釋放出大量的反應熱,為蒸發(fā)煤漿中的水和后續(xù)反應提供充足的熱量,水煤漿加壓氣化工藝要求煤中的揮發(fā)分不低于 28%。
2.3 煤炭氣化
2.3.1 碳與水蒸氣的反應
在氣化爐燃燒室內高溫....