壳牌煤气化煤质指标体系的建立

【摘要】：目前世界上煤气化方式多种多样,每种煤气化方法适用的煤种也各不相同,若原料煤性质不合适,即使是先进的气化方法也不能表现出其优势。从中石化所引进的气化装置实际运行结果来看,并不是所有的煤都适用于壳牌气化炉,煤质的波动及煤种的切换均会对气化工艺的运行造成重大影响,严重时可制约装置的长周期稳定运行。本文通过资料的查阅,整理国内外有关气流床气化煤质指标的建立情况,有针对性的探讨了壳牌气化炉实际生产中入炉煤的粒度、灰分、灰成分等煤质与实际运行工况之间的关系,同时也深入研究了煤灰熔融温度、煤中晶体矿物组成及颗粒分布与粒径之间的关系,本论文得到如下结论： 1)入炉煤粒度、灰分、硅铝比、铝比钙铁值等指标对A厂壳牌气化炉的正常运行有着重要关联,入炉煤灰中氧化铁含量、硅铝比等煤质指标对B厂气化装置的气化过程有着重要影响。原料煤的性质是否合适及性质是否稳定,对气化炉长周期稳定运行具有直接的关系。 2)煤的粒度对煤灰熔融温度有着重要影响,同时粒径改变可直接影响着煤中石英、高岭石、黄铁矿、赤铁矿等矿物的衍射强度,即影响其在原煤中的含量。助熔矿物、耐熔矿物含量的不同,煤灰熔融温度发生较大差异。而煤中矿物颗粒的粒径分布及存在形式直接关系着煤灰熔融温度,这是粒度导致煤灰熔融温度产生重大变化的根本原因。 3)基于资料查阅、实际运行数据总结及多家壳牌煤气化装置运行经验,本论文建立了一套适用于壳牌煤气化工艺的煤质指标体系,包括煤质基础指标、煤灰成分指标及煤灰熔融特性指标,并建立了相应的煤质评价程序。通过本程序的评价寻找合适的用煤方案,可大大减少人工作业,提高工作效率。 通过本课题的研究能有效地为壳牌煤气化工艺找到合适的煤源,提供合理的用煤方案,给生产提供一定的理论参考,从而对确保壳牌煤气化装置能安全、经济、稳定、长周期运行具有重大意义,提高经济效益和社会效益。 【关键词】：壳牌煤气化 煤质 粒度 指标体系
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TQ546
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 插图或附表清单13-17
• 注释说明清单17-18
• 引言18-19
• 1 文献综述19-33
• 1.1 煤气化技术研究进展19-20
• 1.1.1 煤气化的应用及重要性19
• 1.1.2 煤气化技术现状及发展趋势19-20
• 1.2 壳牌煤气化技术研究进展20-27
• 1.2.1 壳牌煤气化技术概述21-22
• 1.2.2 壳牌煤气化技术的应用现状22-25
• 1.2.3 壳牌煤气化技术运行中存在的问题25-27
• 1.3 煤的性质对壳牌煤气化工艺影响研究现状27-31
• 1.3.1 壳牌煤气化工艺煤种使用情况27-29
• 1.3.2 煤的性质对壳牌煤气化工艺的影响29-31
• 1.4 研究内容31-33
• 2 实验部分33-40
• 2.1 实验原料33-34
• 2.2 煤灰熔融温度实验34-36
• 2.2.1 制备灰样实验步骤34
• 2.2.2 煤灰熔融温度测试仪器及测试方法34
• 2.2.3 煤灰熔融温度实验方法34-35
• 2.2.4 实验设备35-36
• 2.3 X-射线衍射(XRD)实验36
• 2.3.1 实验仪器36
• 2.3.2 实验条件36
• 2.4 计算机控制扫描电镜(CCSEM)实验36-37
• 2.4.1 分析样品制备步骤36-37
• 2.4.2 样品分析步骤37
• 2.4.3 实验仪器37
• 2.5 煤灰粘温特性曲线的测试实验37-40
• 2.5.1 样品制备及实验步骤37-38
• 2.5.2 仪器装置38-40
• 3 国内外现有气流床煤气化技术煤质指标体系40-44
• 3.1 湿法煤气化技术对煤质的要求40-41
• 3.1.1 GE煤气化技术对煤质的要求40-41
• 3.1.2 多元料浆煤气化技术对煤质的要求41
• 3.2 干煤粉煤气化技术对煤质的要求41-43
• 3.2.1 HT-L煤气化技术对煤质的要求41-42
• 3.2.2 Shell煤气化技术对煤质的要求42-43
• 3.3 小结43-44
• 4 壳牌煤气化运行参数分析44-65
• 4.1 参数分析方法44
• 4.2 数据处理思路44
• 4.3 入炉煤灰成分对气化炉运行状况的影响44-58
• 4.3.1 硅铝比的影响45-47
• 4.3.2 Fe_2O_3含量的影响47-49
• 4.3.3 硅铝钙比的影响49-51
• 4.3.4 铝比钙铁值的影响51-54
• 4.3.5 硅比的影响54-56
• 4.3.6 钾钠氧化物之和的影响56-58
• 4.4 入炉煤基本性质对气化炉运行状况的影响58-64
• 4.4.1 灰分的影响58-60
• 4.4.2 硫含量的影响60-62
• 4.4.3 粒度的影响62-64
• 4.5 小结64-65
• 5 煤灰熔融温度、煤中晶体矿物及矿物颗粒分布与粒径之间的关系65-71
• 5.1 煤灰熔融温度与粒径之间的关系65-66
• 5.2 煤中晶体矿物组成与粒径之间的关系66-67
• 5.3 煤中主要晶体矿物组成衍射峰强度变化与粒径之间的关系67-68
• 5.4 煤中矿物颗粒分布规律68-69
• 5.5 小结69-71
• 6 煤质指标评价体系的建立71-77
• 6.1 煤质基础指标71-73
• 6.1.1 水分71
• 6.1.2 灰分71
• 6.1.3 发热量71
• 6.1.4 全硫71-72
• 6.1.5 哈氏可磨指数72
• 6.1.6 粒度72-73
• 6.2 煤灰成分指标73
• 6.3 煤灰熔融特性指标73-75
• 6.3.1 煤灰熔融温度指标73
• 6.3.2 灰渣粘温特性指标73-75
• 6.4 煤质质量指标评价流程图75-77
• 7 煤质指标体系评价程序77-82
• 7.1 单煤评价程序77-78
• 7.2 配煤优化评价程序78-82
• 结论82-83
• 参考文献83-87
• 致谢87-88
• 作者简介及读研期间主要科研成果88

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