Vol.35No.52009210华东理工大学学报(自然科学版)JournalofEastChinaUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)677:100623080(2009)0520677207气流床煤气化渣的特征高旭霞,郭晓镭,龚欣(华东理工大学煤气化教育部重点实验室,上海200237)摘要:运用TGA、XRD技术及可燃物含量测定方法,对气流床煤气化生成的粗渣和细渣的矿物组成、可燃物含量及反应活性进行了对比分析。结果表明:气化温度对粗渣的矿物组成有明显影响,对细渣的矿物组成影响甚微,细渣中可燃物含量较粗渣高的原因在于细渣的停留时间较粗渣短;细渣中可燃物与CO2反应的活性较粗渣低,但反应级数高于粗渣;可燃物在渣样中分布不均,其中细渣的可燃物含量随颗粒尺寸的增大而增加,而粗渣中可燃物含量随颗粒尺寸的增大而减少。关键词:气流床气化;渣;可燃物含量;矿物组成;反应性:TQ536.4文献标志码:ACharacterizationofSlagfromEntrained2FlowCoalGasificaionGAOXu2xia,GUOXiao2lei,GONGXin(KeyLaboratoryofCoalGasificationofMinistryofEducation,EastChinaUniversityofScicenceandTechnology,Shanghai200237,China)Abstract:Basedonthemineralcomposition,combustiblecontentandreactivity,thecomparisonbetweenthecoarseslagandfineslagfromtheentrained2flowcoalgasificationwasanalyzedbymeansofTGA,XRDandcombustiblecontentmeasurement.Theresultsshowthatthemineralcompositionincoarseslagisaffectedobviouslybythegasificationtemperaturewhilelittleinfineslag;comparingwiththecoarseslag,thefineslagnotonlyhaslesscombustiblecontentduetoitsshorterresidencetime,butalsohasalowerreactivityandalargerreactionorder.Furthermore,Thecombustiblecontentinthefineslagincreaseswithitspsizesincreasingwhiledecreasesinthecoarseslag.Keywords:entrained2flowgasification;slag;combustiblecontent;mineralcomposition;reactivity气流床气化技术因具有煤种和粒度适应性强、气化指标好、生产强度大等特点,广泛应用于煤气化领域。炉渣是煤气化不可避免的副产物,渣中可燃物含量取决于操作条件及原煤质量。随着“零排放”已经成为煤气化的发展趋势,即炉渣的再利用和渣中可燃物含量需要不断降低,通过降低炉渣中可燃物的量来提高气化炉的经济性,要求对炉渣特征进行更深入的了解。Wagner和Mat激e[122]详细论述了固定床气化灰渣的未燃碳和矿物组成特性,WuTao[3]就德士古气化炉渣中未燃碳的物理化学特性展开了详细的探索。但他们主要针对低温气化生成的炉渣做研究,而对高温气化生成的炉渣研究甚少。本文以中试装置和工业装置生成的炉渣为研究对象,着重论述了干粉煤气化炉渣的形态、矿物组成、可燃物含量及其气化反应活性等特征,并进一步讨论了细渣中可燃物含量高于其相应粗渣的原因。收稿日期:2008209223作者简介:高旭霞(19832),女,浙江人,硕士生,从事气流床煤气化灰渣方面的研究。E2mail:gxx452003@163.com通讯联系人:龚欣,E2mail:gongxin@ecust.edu.cn678华东理工大学学报(自然科学版)第35卷1实验部分1.1实验样品实验所用的样品部分采自工业装置,水煤浆气化炉(德士古和多喷嘴对置式水煤浆气化炉)和干粉煤气化炉(壳牌气化炉)生成的渣样分别编号为slag21、slag22、slag23粗渣和细渣;部分采自兖矿鲁南化肥厂干粉煤加压气化中试装置,不同煤种及操作条件下生成的渣样编号为slag24、slag25、slag26、slag27、slag28粗渣和细渣。工业装置生成的粗渣和细渣的见图1。出气流床气化炉的渣样包括粗渣和细渣,向下通过激冷室进入底部的水室。然后通过排渣装置将渣水排入沉降槽,沉降于槽底的炉渣即为粗渣。而沉降槽分离出的黑水以及合成气中没有落入水室的熔渣,通过一个澄清槽,浓缩后压滤即得细渣。中试装置的粗渣与工业装置一致,而细渣略有不同:出沉降槽的黑水经沉降分离形成细渣。2实验结果2.1渣样的形貌结构从粗渣和细渣的表面形态上看,粗渣表面致密有釉质光泽,而细渣表面粗糙没有釉质。取代表性的粗渣和细渣,在放大200倍的扫描电镜下观察其表面形态,观察结果更为直观确切。图2为粗渣和细渣的扫描电镜照片。(a)Coarseslag(b)...