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                采購流化床汽化用煤,可以重點盯住這些檢測指標!_拜恩檢測-專業第三方檢測機構

                發表時間:2022-07-12   來源:

                 

                 在講解該煤炭檢測之前,我們可以需要先了解流化床氣化技術。流化床氣化技術在工業鍋爐生產中早就有著廣泛的應用。目前該類技術基本已經形成了以常壓溫克勒氣化爐氣化技術、高溫溫克勒(HTW)氣化爐氣化技術、灰熔聚流化床氣化爐氣化技術、循環流化床CFB煤氣化技術、恩德爐氣化技術、循環流化床CGAS煤氣化技術、新奧煤催化氣化技術等的主流生產技術。與固定床氣化相比,在流化床氣化過程中,流化床對床溫的穩定性控制比固定床更為嚴格些,這就要求采購使用的煤質必須符合相關的技術指標。此外煤質的好壞對燃燒溫度的有效性調整、污染物排放限量、燃料完全利用率等都有著直接的影響。

                流化床氣化用煤

                一、流化床用煤的檢測標準

                GB/T 29721-2013《流化床氣化用原料煤技術條件》是現行的流化床汽化用煤的國家標準。該標準主要規定的檢測指標有全水分、灰分、全硫、煤灰熔融性軟化溫度、反應性等幾個通用的技術要求,相關級別分類介紹的也比較模糊。由于該標準的標齡將近十年,這期間流化床氣化技術有了更多分類,對原料煤的檢測指標要求也有了新的變化。

                以“煤灰熔融性”為例,之前為了避免爐內結渣而破壞氣化劑在床層截面上的均勻分布和產生溝流、起 泡、氣節等不良現象,流化床的氣化溫度通常要求低于固定床氣化溫度,因此需要控制在 850~950℃左右。但是從2015年起,我國《商品煤質量管理暫行辦法》開始執行,對包括化工用煤在內的各種用途商品煤質量提出了新的要求。現在中國煤的煤灰軟化溫度大部分在 1050~1150℃以上,因此,煤灰熔融性不再是限制原料煤選擇的主要因素,如果繼續以GB/T 29721-2013 中“煤灰熔融性”進行分級,將不具科學性。

                流化床技術

                二、流化床用煤的推薦檢測指標

                隨著國家“碳中和計劃”的全面推行,全社會對用煤行業也形成了廣泛關注。流化床氣化用煤的質量檢測指標需要兼顧煤的工藝性能及環保性能,這時煤炭的灰分、硫分、有害元素(磷、氯、砷、汞等)就成為關注度較高的幾個指標。我們通過大量案例發現,現在流化床氣化用煤的采購中,大家還是主要以灰分、硫分兩個主要指標進行等級劃分。

                 

                1.灰分檢測指標

                中國流化床氣化用煤主要以陜北、鄂爾多斯、新疆等地的長焰煤和不黏煤為主,灰分總體上較低,而山西、貴州、蒙東等地區試用的流化床氣化用煤灰分要高一些。流化床氣化用煤的灰分主要受其成煤時代的影響,體現在煤炭供應上,主要表現為不同產地原料煤的煤類和灰分有較大差異。因此我們推薦灰分等級劃分如下:

                灰分等級劃分

                 

                2.硫分檢測指標

                中國不同煤類硫分差異較顯著。侏羅紀煤硫分普遍較低,這一時代的煤類以長焰煤和不黏煤為主。因此,體現在煤類上,長焰煤、弱黏煤的硫分較低,其煤層煤硫分大多在0.5%~1.0%以下,而商品煤硫分(St,d)大多在0.5%以下,這些煤炭資源主要分布于陜北、內蒙古鄂爾多斯、寧夏、新疆等地,是中國目前流化床氣化主要的原料煤。 以硫分進行等級劃分,推薦如下:

                硫分等級劃分

                3.有害元素(磷、氯、砷、汞等)檢測指標

                根據《商品煤質量 管理辦法(暫行)》及 GB/T 31356《商品煤質量評價與控制技術指南》的規定,流化床氣化用煤的質量需要對磷、氯、砷、汞等有害物質進行控制。而且目前已經出臺了GB/T 20475煤中有害元素含量分級系列標準,綜合中國煤中各種有害元素的分布特征,以及 GB/T 20475的相關規定,我們推薦流化床氣化用煤中各種有害元素的含量檢測要求如下:

                有害元素含量指標要求

                 

                4.其他推薦檢測指標

                 

                4.1 全水分 

                流化床氣化用煤中的水分在氣化爐下部會得到干燥,通常情況下水分含量越高,干燥時間越長,氧耗也越高。所以為了減少氧耗,同時為了避免輸煤系統堵塞,我們應該對原料煤中的全水分進行控制。按照恩德爐的設計要求,原料煤干燥后的水分含量應控制在8%~12%。灰熔聚氣化還要求煙煤、無煙煤氣化原料要求干燥后的水分含量應控制在5%以內。理論上,我們應該對全水分檢測進行要求,但是在實際應用中,由于原料煤在入爐前都需要對水分進行干燥,同時不同煤類的水分差異比較顯著,而且煤化程度各有差異,所以全水分進行分別要求并沒有什么意義,因此我們推薦統一要求不大于40%即可。 

                4.2 黏結性 

                強黏結性的煤容易使氣化爐結渣。因此在此推薦流化床氣化用原料煤的黏結指數小于50即可,當然小于20最好。 

                 

                4.3 結渣性和煤灰熔融性溫度 

                煤中礦物質在氣化和燃燒過程中,由于灰分的軟化熔融而黏結成渣的能力稱之為結渣性。對移動床氣化爐來講,大塊的爐渣將會破壞床內均勻的透氣性,從而影響煤氣的質量。對流化床來講,即使少量的爐渣也會破壞正常的流化狀態。煤的結渣性不僅與煤的灰分大小、煤灰的化學組成和灰熔融性溫度有關,也與氣化的溫度、壓力、停留時間及煤中小顆粒的比率等有關。一般來講,煤灰熔融性溫度越低,其結渣性越嚴重。對流化床氣化用煤一般要求軟化溫度ST>1050℃,以避免床內氣化高溫區結渣,破壞流化床正常操作。

                 

                4.4 煤對二氧化碳反應性 

                由于恩德爐等流化床氣化爐的床層溫度只有950℃左右,低于一般固定床1100℃左右和氣流床的1400℃以上,加之氣化劑在氣化爐內的停留時間只有數十秒,煤料在氣化爐內的停留時間也只有數分鐘。因此,從經濟角度和實際氣化效果看,流化床氣化工藝要求原料煤的反應性較高。這樣,反應性好的褐煤、長焰煤、不黏煤、弱黏煤等就是流化床氣化工藝的最適宜煤種。一般要求在950℃時煤對CO2反應性應大于60%,且最好大于80%。

                綜合以上指標,推薦檢測要求如下:

                其他指標要求

                以上便是我們推薦流化床汽化用煤采購時,可關注的重點檢測指標。相比GB/T 29721-2013中的規定,本文中依據的是國家最新發布的《商品煤質量 流化床氣化用煤》意見稿中的內容進行推薦。除了以上指標外,該意見稿還要求對流化床汽化用煤的配煤及雜物控制要求,具體檢測要求可參考 GB/T 25960-2010《動力配煤規范》、GB-T 31087-20140《 商品煤雜物控制技術要求》兩項標準中的規定。從上文也可以看出,國家對商品煤檢測極為重視,其實不僅針對流化床汽化用煤的標準進行了重新修訂,還有更多商品煤檢測的標準正在編制中,如果大家在采購中有對商品煤檢測的疑問?歡迎大留言討論。

                 

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