晋北朔州高硫高灰煤的就地转化途径研究.pdf

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1、石油化工晋北朔州高硫高灰煤的就地转化途径研究李昊中煤集团企业发展部北京100120摘要：根据晋北高硫高灰煤的煤质特征，分析其用作煤化工原料煤的气化工艺和技术路线，确定采用固定床气化技术转化生产硝铵产品方案，并对方案的技术经济可行性进行了初步研究关键词：高硫高灰煤；煤化工；气化；多联产朔州地区位于山西省北部，是中国主要的动力煤生产基气显热中相当部分供给煤气化前的干馏段和干燥段，煤气出地之一，每年向社会供应超过2亿吨煤炭。但与神东、大同等口温度低，而且灰渣的显热又预热了入炉的气化剂，因而固动力煤生产矿区相比，朔州地区主要

2、开采煤层的硫分、灰分定床气化热效率较高。可供选择的固定床气化工艺包括：加总体上较高，部分区域煤层还存在风化现象“。在当前煤炭压固定床气化工艺(鲁奇加压气化工艺)和液态排渣固定床市场供大于求，价格持续下行，且环保政策日趋严格的形势气化工艺。下，研究朔州地区高灰高硫煤的综合利用，就地转化生产煤加压固定床气化工艺：鲁奇加压气化工艺是最早实现化工产品，对于提高煤炭清洁高效利用效率，增加产品附加工业化应用的固定床加压气化工艺，该工艺采用5mm～50mm值具有重要意义。的块煤进料，一般要求煤的反应性好、无黏结性和弱黏结1气化转化

3、途径性、机械强度较高、灰熔融性温度较高。因此适宜的煤种1．1气化工艺比较为褐煤、次烟煤、贫煤和无烟煤。鲁奇加压气化对原料煤煤通过气化可以得到工业燃气、民用燃气以及化工合成气的原则要求为：①块煤；②煤的黏结性不能太强，热稳定性等，合成气可以进一步合成各类化工产品，所以煤化工首先要求TS+6>6O％；③煤灰熔融性温度和灰渣质量，一般要求面临的是煤的气化环节。煤的气化首先应该选择合适的气化ST>l200℃，最好高于1400℃。工艺，以入炉煤在炉内的过程动态进行分类可分为：固定床液态排渣固定床气化工艺：气化、流化床气化、气流

4、床气化。液态排渣固定床气化工艺对煤料的原则要求为：在选择气化工艺时，应考虑气化用煤的特性及其影响，不①6~60mm的块／碎煤为主，粉煤量最好不超过10％；②灰分同的气化工艺对原料煤有不同的要求。气化用煤的特性主要<15％，灰熔融性温度低(FT<135O℃)；③煤中水分含量包括：反应活性、煤的粒度及组成、机械强度、热稳定性、<20％。黏结性、可磨性、灰熔融性、结渣性以及挥发分、水分、灰1．1．2流化床气化工艺分、硫分等。其中，机械强度、黏结性以及热稳定性等对固流化床气化炉操作温度一般为85O～1050℃，固态物料在定床

5、气化更有意义，液态排渣工艺一般要求灰熔融性温度较炉内停留时间较短，因为总体要求如下：①粒度：入炉粒度低，而流化床和气流床则对煤的可磨性及反应活性要求更要小，流化床气化工艺最适宜的煤种是褐煤和低阶烟煤，入高。通过分析各气化工艺对原料煤的煤质要求，研究分析原炉煤粒度控制在<10mm，但为减少飞灰量，

6、是干法排灰，因此要求煤的灰熔融性温度要高，一般由气化炉炉项加入，气化剂由炉底送入，气化剂与煤逆流接ST51250~；④反应性及粘结性：反应活性要高，在操作适宜触，煤自上而下以2．6-6．2cm／min的速率向下移动，依次经过的条件下，可以使用粘结性较弱的原料煤，但不适宜使用粘预热、干燥、热解、气化和燃烧5个区域。最后灰分从炉底排结性较强的煤为原料。出炉外，气化产生的煤气由项部排出。由于气化过程中，煤1．1．3气流床气化工艺表1朔州地区典型原料煤煤质数据l36中国科技期刊数据库工业A醇醚类(甲醇、DME．乙醇)碳氧化合

7、物类(醋酸、酸酐)合成气烃类(油品、烷烃乙烯)气化剂煤煤制天然气高温工业、民用燃气图1煤气化产品结构图气流床气化工艺是指，原料煤以干粉或水煤浆形式入炉，气、石脑油、焦油、中油、粗酚、硫铵、硫磺、液氨等产煤和气化剂经喷嘴一起并流进入气化炉，并在气化炉内进行品，实现综合利用和较好经济效益。充分的混合、燃烧和气化反应。由于在气化炉内气体及其夹3技术经济性分析带的固体几乎是以相同的速度同向运动，因此称为气流床气根据上述分析，当地规划建设高硫高灰煤综合利用项目，化或夹带床气化。高温、高压、大容量的气流床气化技术显包括一套3O万

8、吨／年的合成氨装置、两套1sT／吨／年的硝酸装示了良好的经济性和社会效益，代表着气化技术的发展趋置和两套20万吨／年的硝酸铵装置，配套建设供电、供水、蒸势，是目前最清洁的煤利用技术。与固定床、流化床相比，汽等公用工程，概算总投资42亿元。该项目达产后年消耗高气流床具有较大的煤种适应性和更优良的技术性能，是大容硫高灰劣质煤99万吨、锅炉燃料煤矸石