摘要：煤炭气化技术是煤炭工业发展的核心技术之一，同时也是煤炭资源向清洁低碳方向转化的关键性技术。目前，我国所使用的煤炭气化技术可以说是多种多样，每一种气化技术都对煤质有着不同程度的要求。因此相关技术人员在实际操作的过程中需要准确认识到每一种煤炭气化技术的特性，对煤质进行全方位细致化的控制，从而使煤炭气化技术取得更好的发展。本文当中笔者将煤炭气化技术的发展现状，运用相关理论知识，详细分析煤炭气化技术对煤质的选择以及适应性。
关键词：煤炭气化技术；煤质选择；适应性
引言
从纯粹的技术角度来看，其实煤炭气化技术对于煤质量的要求并不高，各种煤阶、粒度级以及含硫量的煤炭都可以用来进行气化。但是由于不同的煤炭气化技术具备不同的技术特点，因此对煤质的要求也有所差异。因此，煤炭气化项目在展开的过程中首先要考量的是原料煤的基本性质，相关技术人员要详细了解煤气的具体用途以及规模，对预使用煤炭气化技术的成熟度以及稳定性进行综合分析，进而使煤炭气化工作稳定高效的展开。下文中笔者将对此展开详细的分析论述。
一、煤质对于煤炭气化性能的具体影响
我国的煤炭资源非常丰富，主要的煤炭种类有褐煤、低变质烟煤、中变质烟煤、贫煤以及无烟煤等等[1]。但是这些煤炭的储量分布不均匀，煤种之间的组成和性质差异也比较大。煤炭气化反应的过程与煤的性质有着密切的关系，对煤炭气化产物组成以及具体气化工艺的配置产生直接影响。因此相关技术人员在煤炭气化工艺的选取过程中需要充分考量煤炭的特性以及在气化过程中产生的影响。从具体层面来看，煤质特性对煤炭气化工艺的影响主要集中在以下几个方面：
1.煤炭水分含量的影响
煤炭当中的水分会随着煤炭变质程度的加深而呈现出一种递进式的变化，从一开始的泥炭，到后来褐煤，再到烟煤以及无烟煤，水分含量逐渐下降。不同种类的煤炭气化炉对煤炭的水分要求不尽相同。例如，在固定床当中，水分的质量分数要严格控制在8%-10%之间[2]，流化床和气流床则要求水分质量分数在5%以下。如果煤炭当中含水量过高的话，就会导致颗粒的流动性下降，对气化效率和质量都会产生一定的影响，在一些比较特殊的气化设备，例如粉煤气流床当中，煤炭当中水分的质量分数要控制在2%以下，进而达成煤炭气化的效果。
2.煤炭灰熔点的影响
灰熔点指的是煤灰分熔融过程中的温度数值。在固态排渣气化炉当中的煤炭，在气化的过程中要严格防止出现结渣的现象，因此其灰熔点要保持较高的数值；如果气化炉可以液态排渣的话，灰熔点则需要尽可能的降低，但是要保证必要的流动性，黏度需要低于25Pa•s[3]。如果黏度过大的话，液渣的流动性将会出现大幅度的下降，从而导致结渣现象的发生。
3.煤化程度的影响
煤炭的不同煤化程度会导致其在结构和性质方面表现出明显的差异。煤炭变质程度不断加深的过程中，其碳元素的含量会不断增加，而氧元素和内在的水分含量会逐渐降低。一般情况下，煤炭的反应活性与煤化程度呈现反比例的关系，煤炭的变质程度越低，反应活性就越强。不同种类煤炭反应活性从高到低的顺序依次为：褐煤→烟煤→无烟煤。
二、不同气化技术对煤炭的具体要求
1.常压移动床气化技术对煤质的要求
常压移动床气化技术是目前我国发展最为成熟，应用范围最广的煤炭气化技术。主要包括一段发生炉与水煤气炉两种方式。但是由于环境问题的影响，现阶段国家相关部门对一段发生炉的使用进行了一定的限制，因此笔者主要对水煤气炉进行分析论述。
水煤气炉在中小型化肥厂当中的应用非常广泛，所使用的煤炭原料主要为无烟煤或焦炭。对煤炭性质的相关要求主要有软化温度ST、热稳定性以及落下强度等，参数越高，气化的效果越好[4]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着水煤气炉的不断发展，现阶段一些地区已经开始利用二段水煤气炉进行煤炭气化处理。二段水煤气炉所使用的煤炭原料主要有老年褐煤、次烟煤以及贫煤等等。除了上述的基本指标之外，在使用过程中还要注意控制煤的黏结性，如果煤的黏结性过高的话，会对气化的过程产生直接的影响。二段水煤气炉所产生的气体热值非常高，在我国的一些地方可以当作城市煤气来使用。
2.流化床气化技术对煤质的要求
流化床气化技术在工业领域当中的应用比较广泛。常用的流化床气化炉种类包括恩德、Winkler、CFB、U-ga的等等。此外，还有一些加压的流化床气化炉，在特殊类型的工业生产当中有所应用，其气化炉种类主要包括HTW、KRW、ICC、BRICC等。
一般来说，流化床气化技术的操作温度相对较低，常规的操作温度在800℃-1100℃范围之内，因此在气化过程中需要使用反应活性较高的煤炭，例如褐煤或次烟煤等等。在流化床气化炉正常运行的过程中，流态化床层当中大部分都是灰分，由此我们可以看出流化床气化技术对于原料煤当中的灰分含量并不是非常敏感，可以对含灰量较高的煤炭进行气化处理，鉴于经济性的考量，目前我国大部分使用流化床气化技术进行气化处理的过程中，煤炭当中的灰分都会控制在30%以下。
流化床气化技术所使用的排灰方法为干法排灰，因此软化温度ST要保证在1300℃以上，如果软化温度ST较高的话，技术人员可以适当提升操作温度，从而确保碳的转化率和气化效率达到相关标准。此外，由于流化床煤气化的相对气速比较高，所产出的气体当中会有一定量的带出物，规格在1mm以下的煤粉几乎都会随着气体溢出炉外。鉴于这种情况，工作人员在实际操作的过程中可以对小于100目的细煤量进行限制。
3.地下气化技术对煤质的要求
地下气化技术是一种比较传统的煤炭气化技术，20世纪40年代在前苏联得到了非常广泛的应用，并逐渐传入到我国。地下煤炭气化技术主要包括有井式气化和无井式气化。在无井式地下气化的过程中，由于气流通道较小，因此使用比较广泛的煤炭原料主要有褐煤、长烟煤、贫煤以及无烟煤等等。这些煤在气化过程中膨胀结焦的程度比较小，如果膨胀结焦非常严重的话，将会导致气流通道的堵塞[5]。产生的焦块虽然在后期也能实现气化，但是会对气体的整体质量产生影响。
现阶段，我国所进行的有井式地下气化试验当中，都会事先在煤层当中建立一个大通道，这样一来黏结性煤炭在气化过程中所产生的黏结膨胀现象就不会造成通道的堵塞。目前，一些黏结性非常强的煤，例如气肥煤、瘦煤等煤种开始逐渐应用到地下气化技术当中，但是从实际的分析效果来看，虽然通过技术的改进，气化质量已经符合相关标准，但是在气化反应速度、煤气质量以及气化经济效益等角度进行综合考量，这些黏结性强的煤炭依然会对气化过程产生较为明显的不利影响。
总结
综上所述，煤炭种类的选择和适应性判断是煤炭气化技术使用的前提条件。因此相关工作人员需要对每一种煤炭气化技术进行详细的分析，并对煤炭的具体使用范围进行界定，从而保障煤炭气化工作的高效稳定展开。
参考文献：
[1]步学朋，任相坤，崔永君.煤炭气化技术对煤质的选择及适应性分析[J].神华科技，2009，7（5）：73-77.
[2]齐友华[1]，张俊[1].煤炭气化技术对煤质的选择及适应性分析[J].内蒙古煤炭经济，2014（8）：205-206.
[3]原小静.现代煤气化技术及其煤种的适应性分析[J].山西化工，2011，31（3）：35-38.
[4]贺百廷，HeBaiting.煤气化技术的进展与选择分析[J].煤化工，2013，41（2）：8-11.
[5]邱峰，张娜.浅谈煤气化技术及其用煤的选择[J].现代化工，2010（S2）：17-20.
作者简介：
卢强伟（1988.05-）性别：男 民族：汉；籍贯：甘肃 学历：本科；现工作单位：神华新疆化工有限公司
论文作者:卢强伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/14
标签：煤炭论文; 技术论文; 煤质论文; 流化床论文; 过程中论文; 水煤气论文; 褐煤论文; 《基层建设》2019年第28期论文;