煤气化生产冶金煤气的实验研究

【摘要】： 为了开发高炉喷吹煤气工艺来补充甚至替代现有的喷煤工艺,提出了新型的液态排渣造气工艺。该工艺可以连续的向高炉提供富氢煤气,使高炉生产简单化。对该造气工艺进行了物料平衡和热平衡计算,针对工艺的特殊性,进行了煤种选择、单种煤和混合煤的热稳定性以及煤渣粘度的研究。结论如下: 在竖式造气炉内,采取液态排渣造气,气化温度控制在1400~1500℃之间,采用富氧率20%,水蒸汽含量为0.4 kg/m3的空气作为气化剂,即可获得合格的“富氢”冶金煤气(CO+H270%)。 对于热稳定性较差的煤( Rw +660%)可以进行预热处理改善热稳定性,预热处理温度为200~250℃,处理时间2h, Rw +6可达到70%以上。也可以配加粘结性煤来改善煤的热稳定性,对于粘结性比较强的煤,配加10%左右,,煤质即可得到明显改善, Rw +6可达到70%以上甚至达到90%。 以神木煤灰成分为配渣基础,通过粘度实验可知,当Al_2O_3=15.56%,MgO=9.37%,Na_2CO_3=10.51%,TiO2=1.91%时,二元碱度为0.8时,炉渣熔化性温度最低(1298℃)温度高于1350℃时,二元碱度为0.7时渣流动性最好。二元碱度应该控制在0.7~0.8左右,Al2O3降低到15%以下,MgO含量10%以上,Na2O含量为8%以上时,即可获得熔化性温度低,流动性好的炉渣,满足液态排渣要求。 【关键词】：造气炉 煤气化 热平衡 热稳定性 炉渣性质
【学位授予单位】：河北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TQ546
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文献综述10-23
• 1.1 高炉喷煤技术发展现状10-12
• 1.1.1 国内外高炉喷吹煤粉发展状况10-11
• 1.1.2 高炉喷煤的重要意义11
• 1.1.3 高炉喷吹煤粉的不利影响11-12
• 1.2 煤气化的技术发展12-15
• 1.2.1 煤炭气化研究的发展12-13
• 1.2.2 煤炭在我国社会发展过程中的地位和作用13
• 1.2.3 煤炭气化的方式13-15
• 1.2.4 煤炭气化过程原理15
• 1.3 煤气化技术路线15-17
• 1.3.1 高温煤气化15-16
• 1.3.2 煤气化的发展方向16-17
• 1.4 气化用煤的性质对气化的影响17-19
• 1.4.1 煤反应性17
• 1.4.2 热稳定性17-18
• 1.4.3 机械强度18
• 1.4.4 粒度分布18
• 1.4.5 燃料的水分、灰分和硫分18-19
• 1.4.6 矿物质19
• 1.5 煤造气新工艺的技术概况19-22
• 1.5.1 造气炉的结构19-20
• 1.5.2 工艺的流程特点及其优点20-21
• 1.5.3 新工艺的优点21-22
• 1.6 研究目标和内容22-23
• 1.6.1 研究目标22
• 1.6.2 研究内容22-23
• 2 理论计算23-39
• 2.1 造气炉的物料平衡和热平衡计算23-31
• 2.2 造气过程的影响因素31-37
• 2.2.1 温度的影响31-34
• 2.2.2 氧气浓度的影响34-35
• 2.2.3 鼓风湿度的影响35-37
• 2.3 小结37-39
• 3 炉料透气性的研究39-49
• 3.1 实验原理39-40
• 3.1.1 炉料下降的空间条件39
• 3.1.2 炉料下降的力学条件39-40
• 3.1.3 影响ΔP 的因素40
• 3.2 煤热稳定性实验40-43
• 3.3 提高煤的热稳定性实验43-48
• 3.3.1 煤的预处理43-46
• 3.3.2 配煤对煤的热稳定性的影响46-48
• 3.4 小结48-49
• 4 炉渣粘度及熔化性温度的研究49-68
• 4.1 煤灰成分与炉渣熔化性温度的关系49-50
• 4.2 煤灰成分对炉渣粘度度的影响50-51
• 4.3 煤中的矿物组成51-54
• 4.4 实验依据及方案54-59
• 4.4.1 实验的理论依据55-56
• 4.4.2 实验设备56-57
• 4.4.3 实验研究方案57-59
• 4.5 实验结果及分析59-66
• 4.5.1 二元碱度对炉渣粘度和熔化性温度的影响59-61
• 4.5.2 氧化铝含量对炉渣粘度和熔化性温度的影响61-63
• 4.5.3 氧化镁含量对炉渣粘度和熔化性温度的影响63-64
• 4.5.4 氧化钠含量对炉渣粘度和熔化性温度的影响64-66
• 4.6 小结66-68
• 结论68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 导师简介73-74
• 作者简介74-75
• 学位论文数据集75

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