新疆气化煤灰渣特征及其对气化炉的适应性研究

2023年8月3日发(作者：)

第48卷第6期2020年12月煤化工Coal

Chemical

IndustryVol.48

No.6Dec.

2020新疆气化煤灰渣特征及其对气化炉的适应性研究刘

峰，乔波，尹洪清,王振华，王军，路文学，吕传磊（兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司，山东滕州277527）摘要针对新疆煤在气化过程中易造成炉壁超温、耐火砖侵蚀严重、气化炉堵渣等问题，对比分析了陕蒙气

化煤、山东枣庄气化煤和新疆气化煤的灰成分、熔融特性、黏温特性,考察了新疆煤气化后的灰渣特点。结果表明，

新疆气化煤灰黏度较小，流动性较强,使得气化过程中在耐火材料表面结渣较为致密,对耐火材料的侵蚀较严重;

当温度变化时，黏度梯度变大,流动性出现巨大差异，从而导致反应器内结渣，发生排渣不畅、堵塞的现象。关键词

新疆煤,灰成分，碱酸比,硅铝比，熔融特性,黏温特性文章编号:1005-9598

（2020）

-06-0066-04

中图分类号:TQ533

文献标识码：A新疆作为我国重要的能源基地，煤炭预测资源量

达到2.

19X104亿t,占全国预测煤炭资源总量的40%

WYK）、陕蒙气化煤（JJT、YPH、ZLW）；新疆某化工厂气化

炉（A炉、B炉）炉渣，气化炉气化用煤为新疆气化煤。以上,位居全国首位切。在煤化工领域，对气化用煤的

1.2仪器设备5E-AF4200智能灰熔融性测试仪（长沙开元仪器

灰成分、灰熔融特性及黏温特性有较为严格的要求。本

文基于新疆气化煤在气化运行过程中易造成炉壁超

温、耐火砖侵蚀严重、气化炉堵渣结渣等现象,将其与

山东枣庄气化煤、陕蒙气化煤进行灰成分、灰熔融特性

股份有限公司）,RHEOTRONIC

II煤灰高温黏度计（美国

THETA公司），S8

TIGER波长色散X射线荧光仪（德国

布鲁克公司）。及黏温特性分析,以期为气化用煤的选择提供建议。2结果与讨论1实

验2.1煤灰成分分析1.1原料新疆气化煤、山东枣庄气化煤（1^皿、11丫巧壮町14、采用X射线荧光光谱法（熔片法）对新疆气化煤、枣

庄气化煤、陕蒙气化煤进行灰成分全分析，结果见表lo表1新疆煤、枣庄煤、陕蒙煤煤灰成分分析结果（质量分数）

煤种新疆气化煤LZJMHYJSBHJMSi02％k2o0.

560.

76Na20AI2O314. 1422.

6222.

9223.86Fe20316.7213.33CaO15.6011.94MgO4.

62S03Ti020.

520.

680.

650.

740.

600.

470.

650.71P2050. 190. 110. 120. 150. 110.

040.

050.

0429.0415.

971.6738.

9538.

1939.

1937.

5119.531.

211.

121.

061.

292.

286.886.997.040.

310.

300.

380.

331.

17枣庄气化煤14.

4813.

7515.

8517.

7019.

8012.6511.

5410.

4712.050.690.

73WYK22. 146.

2016.

801&

900.630.290.

59陕蒙

气化煤JJT9.

8814.

0616.

3026.8115.98YPH27.

9035.

701.

051.

070.

762.64ZLW17.

3610.

200.67收稿日期：2020-07-17基金项目：国家重点研发计划（2018YFC0808502）作者简介:刘

峰（1993-），男，山东邹城，助理工程师，学士,2015年本科毕业于青岛科技大学化学工程与工艺专业，现

从事煤化工技术研发应用工作,E-mail:

365837756@qq.

com02020年12月刘峰等：新疆气化煤灰渣特征及其对气化炉的适应性研究-67

-煤灰成分一般分为两类：酸性成分(203>

Ti。?)和碱性成分(Fe203>Ca0,Mg0,Na20,K20)o

煤灰碱

酸比是碱性成分与酸性成分的质量分数之比,硅铝比

是Si。?与AI2O3的质量分数之比。黏温特性较好的煤

灰一般碱酸比在0.3〜0.8,硅铝比在2.

5左右国，此

时渣的流动状态良好，容易在气化炉中实现较厚的挂

渣，起到保护气化炉耐火砖的作用。根据表1中数据，计算出新疆煤、枣庄煤、陕蒙煤

煤灰成分碱酸比和硅铝比，结果见图1。由表1及图1

可知,新疆气化煤煤灰碱性成分质量分数39.

17%,酸

性成分质量分数43.

70%,碱酸比与其他两种气化煤

灰相比较高,属于典型的高碱煤。煤灰中酸性成分有

增加灰渣黏度的作用，碱性成分的作用则相反；但若

碱性成分过高，当气化炉温度波动时，灰渣易变为结

晶渣，造成下降管堵渣，影响气化炉运行的安全性。1.

81.

61.41.

21.

00.

80.

60.4煤种—•—碱酸比

一■—硅铝比图1新疆煤、枣庄煤、陕蒙煤煤灰成分碱酸比和硅铝比综合图1及表1,新疆气化煤煤灰的碱性成分高,

ai203含量较低，硅铝比偏大，推测其灰渣黏度较低,黏

温特性不佳,需添加适量的酸性成分来改善煤质特性。

2.2灰渣熔融特性分析灰渣熔融特性用煤灰熔融性温度表示，是气化用

煤的一项重要参考指标。熔融温度的高低取决于煤灰

的组成及含量,深入研究煤灰化学成分对灰熔融性温

度的影响,对气化炉排渣方式的选择及扩大适用煤种

范围具有十分重要的意义。新疆煤、WYK煤、YPH煤和

ZLW煤的灰熔融特性测试结果见图2O1±2501±

2

0

o

1±

1

5

o

1±10O1

050f

,

,

,

、

|WYK

YPH

ZLW

新疆煤煤种—■—变形温度(DT)

—•—软化温度(ST)半球温度(HT)

—▼—流动温度(FT)

图2不同煤种的灰渣熔融特性测试结果考虑到煤的气化效率及耐火砖的使用周期等方

面，煤种最佳灰熔融性温度范围是1

250

°C〜1

300

°C

0

图2的测试结果显示，与枣庄气化煤及陕蒙气化煤相

比,新疆气化煤的灰熔融性温度较低o

一般认为,煤灰

中酸性成分含量越高，灰熔融性温度越高；碱性成分

含量越高，灰熔融性温度越低⑸。由于新疆气化煤灰

中钙、镁和铁的总质量分数比一般煤样高出50%左

右，其碱性成分含量较多，灰熔融性温度较低。碱性

成分在高温下与高锯砖相互作用，FeO与高锯砖反

应生成铁铝尖晶石相和FeCr204,Mg0则与高锯砖反

应生成MgCr204o在耐火砖表面有大量渣存在的情况

下，这些金属相会沿着砖孔隙渗入，对耐火材料造

成侵蚀。2.3灰渣黏温特性分析煤灰的黏温特性描述煤灰在高温下形成的熔渣

黏度与温度之间的关系。WYK煤、YPH煤、ZLW煤、新疆

煤的灰渣黏温特性见图3-图6。5040302010

01

320

1

380

1

440温度/°C图WYK煤(近玻璃渣)的灰渣黏温特性5040s・ed30、超20厳10

01

290

1

320

1

380

1

440温度/°CYPH煤(结晶渣)的灰渣黏温特性1

200

1

280

1

360

1

440温度/°C图5

ZLW煤(玻璃渣)的灰渣黏温特性-68

-煤化工2020年第6期由图6可以看出，随温度的降低，新疆煤灰渣黏

度由低到高的上升速度较快,25

Pa-s~3

Pa-s

（灰渣

温度1

289

°C〜1

246

°C）的可操作温度区间较窄，几

乎没有塑性区；温度降低至临界温度后，黏度梯度变

大，灰渣流动性出现巨大差异，从而导致反应器内结

渣，发生排渣不畅、堵塞现象。而枣庄WYK煤、陕蒙

ZLW煤高温黏度较好，液态排渣区间较宽，呈现出玻

图6新疆煤（结晶渣）的灰渣黏温特性灰渣类型与灰成分中203及.

MgO的组分含量有关，根据煤灰成分可以大致判断新

璃态或近玻璃态渣型，结合气化装置实际生产情况，

应用效果良好。2.4入炉煤和炉渣的灰成分对比取气化炉入炉煤（新疆煤经磨煤机研磨所得）和

出炉炉渣，采用X射线荧光光谱法（熔片法）进行灰

成分全分析，结果见表2。%P2O50.

190.

12MnO疆气化煤灰渣、YPH气化煤灰渣为结晶渣;WYK气化煤

灰渣为近玻璃渣;ZLW气化煤灰渣为玻璃渣。表2入炉煤和气化炉炉渣灰成分分析结果（质量分数）

样品新疆煤煤灰A炉渣Si0229.0426.

72AI2O314.

1411.

1011.43Fe20316.

7222.

5922.

19CaO15.

6017.

6217.

09MgOso315.

970.

700.

94TiO2k20Na20BaO0.470.600.63Cr2034.

623.

143.

140.

520.

590.

590.

560.

780.

791.670.

240.

290.

290.010.

352.

272.

52B炉渣27.

650.

130.

25由表2可知，经气化炉充分燃烧后，炉渣的SO?

操作温度区间。质量分数明显下降，由原来的15.

97%下降到0.

70%,

这是因为在气化过程中硫元素大部分经过燃烧进入

参考文献：[1]

郑轶丹，乔

明，李雪静，等•新疆炼油与化工产业发

到合成气中；Cg（）3含量明显增加，炉渣中吐2（）3质量

分数是入炉煤灰的25〜35倍，这表明耐火砖表面受熔

融灰渣的侵蚀较为严重。研究显示，渣组分中的碱金

展现状及面临的挑战[J]

•中外能源,2011,16(8):103-

108.属氧化物K20,Na20将显著降低渣的熔点和黏度，增加

ZHENG

Y

D,QIAO

M丄I

X

J,et

al.

The

Refining

and

Chemical

Indus

tty

in

Xinjiang

Today

and

Challenges

对耐火材料的侵蚀与渗透；同时，“O'NazO在耐火材

料中存在，降低了液相出现的温度，从而降低了耐火

[J]•

Sino-Global

Energy,2011,16(8)：

103-108.[2]

李

文，白

进.煤的灰化学[M].北京:科学出版社，

材料的抗侵蚀性&8】。2013:90-120.3结论与建议新疆煤、山东枣庄煤、陕蒙煤3种气化煤灰酸性

成分占比均较大,碱酸比普遍都要小于1。新疆气化

[3]

刘家利•准东煤灰熔融性与灰成分相关性分析[J].洁

净煤技术,2015,21(5)：

99-102,

J

L.

Correiation

Analysis

of

Ash

Fusibility

and

Ash

Composition

of

Zhundong

Coal

[J].

Clean

Coal

Technology,2015,21(5):99-102,106.煤灰碱酸比比大部分枣庄气化煤和陕蒙气化煤都要

高出不少，属于典型的高碱煤，需添加适量的酸性成

分改善煤质特性。另外,新疆煤灰中碱金属氧化物含

[4]

荣令坤，王

雄，赵俊梅，等•煤灰对熔融性影响分析

[J]

•煤炭技术,2019,38(8):137-139.量较高，特别是钙、铁、镁金属氧化物超标明显，易造

RONG

L

K,WANG

X,ZHA0

J

M,et

al.

Analysis

of

Influ­ence

of

Coal

Ash

on

Fusibility

[J].

Coal

Technolo­gy,2019,38(8)：

137-139.[5]

樊泉桂，潘攀.化学组分及单组分熔融温度与煤灰

成新疆煤煤灰黏度较小、流动性较强，使得气化过程

中在耐火材料表面结渣较为致密，对耐火材料的侵蚀

较严重。熔融温度的相关性分析[J].锅炉技术,2007,38(6)：

10-13,

Q

G,PAN

P.

The

Correlativity

on

Chemistry

Com-

为满足气化炉长周期稳定运行，以期取得较好的

经济效益，建议进行配煤或添加助剂研究，通过调节

煤灰成分的硅铝比和碱酸比，改善黏温特性，增大可

ponent

Melting

Temperature

and

Coal

Ash

Melting 2020年12月刘峰等：新疆气化煤灰渣特征及其对气化炉的适应性研究-69

-Temperature

[J].

Boiler

Technology,2007,38(6)：

10-13,

L

X.

Effect

of

Operation

Condition

of

Coal

Slurry

Gasification

on

Chrome-rich

Refractories

[J].

Refractories,2001,35(3):155-157.[8]冯志源，王

皓,耿可明，等.高碱性煤渣中N^O含量

[6]

赵世贤，蔡斌利，孙红刚，等.水煤浆气化炉煤渣对高

箔砖侵蚀的热力学模拟[J]•耐火材料,2015,49(1)：

13-16.对高锯砖抗侵蚀性能的影响研究[Jh煤化工，2020,

48(5):

Z

Y,WANG

H,GENG

K

M,et

Impact

of Na20

Con-

tent

in

High

Alkaline

Coal

Slag

on

Corrosion

Re­ZHAO

S

X,CAI

B

L,SUN

H

G,et

al. Thermodynamics

Simulation

on

Corrosion

of

High

Chrome

Bricks

by

Gasifier

Slags

[J]. Refractories,2015,49(l)：

13-16.[7]

宋林喜•水煤浆气化操作条件对高箔耐火材料的影响

[J].耐火材料，2001,35(3)：

tance

of

High

Chrome

Brick

[J].

Coal

Chemical

Industry,2020,

48(5)：

on

Ash

Characteristics

of

Xinjiang

Gasified

Coal

and

Its

Adaptability

to

GasifierLiu

Feng,

Qiao

Bo,

Yin

Hongqing,

Wang

Zhenhua,

Wang

Jun,

Lu

Wenxue and

Lyu

Chuanlei

(Yankuang

National

Research

and

Engineering

Center

for

Coal

Slurry

Gasification

and

Coal

Chemical

Industry

Ltd.,

Tengzhou

Shandong

277527,

China)Abstract

In

view of

the

problems

of

over

-temperature

of

furnace

wall,

serious erosion

of

refractory brick

and

slag

blockage

of

gasifier

during

the

gasification

of

Xinjiang

coal,

the

ash

composition,

melting

characteristics

and

viscosity

-

temperature

characteristics

of

Shaanxi-Inner

Mongolia

gasified

coal,

Shandong

Zaozhuang

gasified

coal

and

Xinjiang

gasified

coal

were

compared and

analyzed,

and

the

ash

characteristics

of

Xinjiang

coal

after

gasification

were

investigated.

The

results

showed

that

the

ash

of

Xinjiang

gasified

coal

had

low

viscosity

and

strong

fluidity,

which

made

the

slagging

on

the

refractory

surface

denser

and

the

erosion

of

refractory

more

serious

during

the

gasification.

And

when

the

temperature

changed,

the

viscosity

gradient

increased

and

there

was

a

huge

difference

in

fluidity,

which

led

to

slagging

in

the

reactor

and

blockage

of

slag

words

Xinjiang

coal,

ash

composition,

alkali

acid

ratio,

silica

alumina

ratio,

melting

characteristics,

viscosity-

temperature

characteristics1-9月焦化行业运行基本平稳，盈利能力逐步向好中化新网讯:工业和信息化部网站近日发布的数据显示,2020年1—9月份，焦化行业运行基本平稳,盈利能力逐步向好。产量小幅下降。1—9月份，我国焦炭产量为35

085.

8万t,同比下降0.

9%,较上半年降幅收窄1.

6个百分点。其中，钢铁

联合焦化企业焦炭产量为8

250.

3万t,同比增长1.

1%;其他焦化企业焦炭产量为26

835.

5万t,同比下降1.

6%。价格有所回升。1—9月份，粒度大于40

mm的焦炭平均价格为1

845元/t,同比下降&

4%,降幅较上半年收窄2.

3个百分

点;粒度25

mm-40

ram的焦炭平均价格为1

759元/t,同比下降10.

1%,降幅较上半年收窄1. 8个百分点。进出口涨跌互现。1—9月份，我国焦炭出口量259.

8万t,同比下降49.

7%,较上半年降幅收窄4.

6个百分点，焦炭出口平

均价格为220.

2美元/t,同比下降23.

0%,较上半年降幅收窄1.

5个百分点;焦炭进口量202.

7万t,同比增长982.

8%,增幅

较上半年减少48个百分点,焦炭进口平均价格为229.

6美元/t,同比下降2.

0%,与上半年相比价格同比值由正转负。经济效益持续好转。以焦炭主产区山西省为例,2020年1—9月，焦化行业主营业务收入1

329. 3亿元，同比降低9.

3%,降

幅较上半年收窄6.

3个百分点,较一季度收窄10.

2个百分点;实现利润总额71.

1亿元，同比下降14. 3%,降幅较上半年收窄

43.

4个百分点,较一季度收窄60.

4个百分点。

2023年8月3日发(作者：)

第48卷第6期2020年12月煤化工Coal

Chemical

IndustryVol.48

No.6Dec.

2020新疆气化煤灰渣特征及其对气化炉的适应性研究刘

峰，乔波，尹洪清,王振华，王军，路文学，吕传磊（兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司，山东滕州277527）摘要针对新疆煤在气化过程中易造成炉壁超温、耐火砖侵蚀严重、气化炉堵渣等问题，对比分析了陕蒙气

化煤、山东枣庄气化煤和新疆气化煤的灰成分、熔融特性、黏温特性,考察了新疆煤气化后的灰渣特点。结果表明，

新疆气化煤灰黏度较小，流动性较强,使得气化过程中在耐火材料表面结渣较为致密,对耐火材料的侵蚀较严重;

当温度变化时，黏度梯度变大,流动性出现巨大差异，从而导致反应器内结渣，发生排渣不畅、堵塞的现象。关键词

新疆煤,灰成分，碱酸比,硅铝比，熔融特性,黏温特性文章编号:1005-9598

（2020）

-06-0066-04

中图分类号:TQ533

文献标识码：A新疆作为我国重要的能源基地，煤炭预测资源量

达到2.

19X104亿t,占全国预测煤炭资源总量的40%

WYK）、陕蒙气化煤（JJT、YPH、ZLW）；新疆某化工厂气化

炉（A炉、B炉）炉渣，气化炉气化用煤为新疆气化煤。以上,位居全国首位切。在煤化工领域，对气化用煤的

1.2仪器设备5E-AF4200智能灰熔融性测试仪（长沙开元仪器

灰成分、灰熔融特性及黏温特性有较为严格的要求。本

文基于新疆气化煤在气化运行过程中易造成炉壁超

温、耐火砖侵蚀严重、气化炉堵渣结渣等现象,将其与

山东枣庄气化煤、陕蒙气化煤进行灰成分、灰熔融特性

股份有限公司）,RHEOTRONIC

II煤灰高温黏度计（美国

THETA公司），S8

TIGER波长色散X射线荧光仪（德国

布鲁克公司）。及黏温特性分析,以期为气化用煤的选择提供建议。2结果与讨论1实

验2.1煤灰成分分析1.1原料新疆气化煤、山东枣庄气化煤（1^皿、11丫巧壮町14、采用X射线荧光光谱法（熔片法）对新疆气化煤、枣

庄气化煤、陕蒙气化煤进行灰成分全分析，结果见表lo表1新疆煤、枣庄煤、陕蒙煤煤灰成分分析结果（质量分数）

煤种新疆气化煤LZJMHYJSBHJMSi02％k2o0.

560.

76Na20AI2O314. 1422.

6222.

9223.86Fe20316.7213.33CaO15.6011.94MgO4.

62S03Ti020.

520.

680.

650.

740.

600.

470.

650.71P2050. 190. 110. 120. 150. 110.

040.

050.

0429.0415.

971.6738.

9538.

1939.

1937.

5119.531.

211.

121.

061.

292.

286.886.997.040.

310.

300.

380.

331.

17枣庄气化煤14.

4813.

7515.

8517.

7019.

8012.6511.

5410.

4712.050.690.

73WYK22. 146.

2016.

801&

900.630.290.

59陕蒙

气化煤JJT9.

8814.

0616.

3026.8115.98YPH27.

9035.

701.

051.

070.

762.64ZLW17.

3610.

200.67收稿日期：2020-07-17基金项目：国家重点研发计划（2018YFC0808502）作者简介:刘

峰（1993-），男，山东邹城，助理工程师，学士,2015年本科毕业于青岛科技大学化学工程与工艺专业，现

从事煤化工技术研发应用工作,E-mail:

365837756@qq.

com02020年12月刘峰等：新疆气化煤灰渣特征及其对气化炉的适应性研究-67

-煤灰成分一般分为两类：酸性成分(203>

Ti。?)和碱性成分(Fe203>Ca0,Mg0,Na20,K20)o

煤灰碱

酸比是碱性成分与酸性成分的质量分数之比,硅铝比

是Si。?与AI2O3的质量分数之比。黏温特性较好的煤

灰一般碱酸比在0.3〜0.8,硅铝比在2.

5左右国，此

时渣的流动状态良好，容易在气化炉中实现较厚的挂

渣，起到保护气化炉耐火砖的作用。根据表1中数据，计算出新疆煤、枣庄煤、陕蒙煤

煤灰成分碱酸比和硅铝比，结果见图1。由表1及图1

可知,新疆气化煤煤灰碱性成分质量分数39.

17%,酸

性成分质量分数43.

70%,碱酸比与其他两种气化煤

灰相比较高,属于典型的高碱煤。煤灰中酸性成分有

增加灰渣黏度的作用，碱性成分的作用则相反；但若

碱性成分过高，当气化炉温度波动时，灰渣易变为结

晶渣，造成下降管堵渣，影响气化炉运行的安全性。1.

81.

61.41.

21.

00.

80.

60.4煤种—•—碱酸比

一■—硅铝比图1新疆煤、枣庄煤、陕蒙煤煤灰成分碱酸比和硅铝比综合图1及表1,新疆气化煤煤灰的碱性成分高,

ai203含量较低，硅铝比偏大，推测其灰渣黏度较低,黏

温特性不佳,需添加适量的酸性成分来改善煤质特性。

2.2灰渣熔融特性分析灰渣熔融特性用煤灰熔融性温度表示，是气化用

煤的一项重要参考指标。熔融温度的高低取决于煤灰

的组成及含量,深入研究煤灰化学成分对灰熔融性温

度的影响,对气化炉排渣方式的选择及扩大适用煤种

范围具有十分重要的意义。新疆煤、WYK煤、YPH煤和

ZLW煤的灰熔融特性测试结果见图2O1±2501±

2

0

o

1±

1

5

o

1±10O1

050f

,

,

,

、

|WYK

YPH

ZLW

新疆煤煤种—■—变形温度(DT)

—•—软化温度(ST)半球温度(HT)

—▼—流动温度(FT)

图2不同煤种的灰渣熔融特性测试结果考虑到煤的气化效率及耐火砖的使用周期等方

面，煤种最佳灰熔融性温度范围是1

250

°C〜1

300

°C

0

图2的测试结果显示，与枣庄气化煤及陕蒙气化煤相

比,新疆气化煤的灰熔融性温度较低o

一般认为,煤灰

中酸性成分含量越高，灰熔融性温度越高；碱性成分

含量越高，灰熔融性温度越低⑸。由于新疆气化煤灰

中钙、镁和铁的总质量分数比一般煤样高出50%左

右，其碱性成分含量较多，灰熔融性温度较低。碱性

成分在高温下与高锯砖相互作用，FeO与高锯砖反

应生成铁铝尖晶石相和FeCr204,Mg0则与高锯砖反

应生成MgCr204o在耐火砖表面有大量渣存在的情况

下，这些金属相会沿着砖孔隙渗入，对耐火材料造

成侵蚀。2.3灰渣黏温特性分析煤灰的黏温特性描述煤灰在高温下形成的熔渣

黏度与温度之间的关系。WYK煤、YPH煤、ZLW煤、新疆

煤的灰渣黏温特性见图3-图6。5040302010

01

320

1

380

1

440温度/°C图WYK煤(近玻璃渣)的灰渣黏温特性5040s・ed30、超20厳10

01

290

1

320

1

380

1

440温度/°CYPH煤(结晶渣)的灰渣黏温特性1

200

1

280

1

360

1

440温度/°C图5

ZLW煤(玻璃渣)的灰渣黏温特性-68

-煤化工2020年第6期由图6可以看出，随温度的降低，新疆煤灰渣黏

度由低到高的上升速度较快,25

Pa-s~3

Pa-s

（灰渣

温度1

289

°C〜1

246

°C）的可操作温度区间较窄，几

乎没有塑性区；温度降低至临界温度后，黏度梯度变

大，灰渣流动性出现巨大差异，从而导致反应器内结

渣，发生排渣不畅、堵塞现象。而枣庄WYK煤、陕蒙

ZLW煤高温黏度较好，液态排渣区间较宽，呈现出玻

图6新疆煤（结晶渣）的灰渣黏温特性灰渣类型与灰成分中203及.

MgO的组分含量有关，根据煤灰成分可以大致判断新

璃态或近玻璃态渣型，结合气化装置实际生产情况，

应用效果良好。2.4入炉煤和炉渣的灰成分对比取气化炉入炉煤（新疆煤经磨煤机研磨所得）和

出炉炉渣，采用X射线荧光光谱法（熔片法）进行灰

成分全分析，结果见表2。%P2O50.

190.

12MnO疆气化煤灰渣、YPH气化煤灰渣为结晶渣;WYK气化煤

灰渣为近玻璃渣;ZLW气化煤灰渣为玻璃渣。表2入炉煤和气化炉炉渣灰成分分析结果（质量分数）

样品新疆煤煤灰A炉渣Si0229.0426.

72AI2O314.

1411.

1011.43Fe20316.

7222.

5922.

19CaO15.

6017.

6217.

09MgOso315.

970.

700.

94TiO2k20Na20BaO0.470.600.63Cr2034.

623.

143.

140.

520.

590.

590.

560.

780.

791.670.

240.

290.

290.010.

352.

272.

52B炉渣27.

650.

130.

25由表2可知，经气化炉充分燃烧后，炉渣的SO?

操作温度区间。质量分数明显下降，由原来的15.

97%下降到0.

70%,

这是因为在气化过程中硫元素大部分经过燃烧进入

参考文献：[1]

郑轶丹，乔

明，李雪静，等•新疆炼油与化工产业发

到合成气中；Cg（）3含量明显增加，炉渣中吐2（）3质量

分数是入炉煤灰的25〜35倍，这表明耐火砖表面受熔

融灰渣的侵蚀较为严重。研究显示，渣组分中的碱金

展现状及面临的挑战[J]

•中外能源,2011,16(8):103-

108.属氧化物K20,Na20将显著降低渣的熔点和黏度，增加

ZHENG

Y

D,QIAO

M丄I

X

J,et

al.

The

Refining

and

Chemical

Indus

tty

in

Xinjiang

Today

and

Challenges

对耐火材料的侵蚀与渗透；同时，“O'NazO在耐火材

料中存在，降低了液相出现的温度，从而降低了耐火

[J]•

Sino-Global

Energy,2011,16(8)：

103-108.[2]

李

文，白

进.煤的灰化学[M].北京:科学出版社，

材料的抗侵蚀性&8】。2013:90-120.3结论与建议新疆煤、山东枣庄煤、陕蒙煤3种气化煤灰酸性

成分占比均较大,碱酸比普遍都要小于1。新疆气化

[3]

刘家利•准东煤灰熔融性与灰成分相关性分析[J].洁

净煤技术,2015,21(5)：

99-102,

J

L.

Correiation

Analysis

of

Ash

Fusibility

and

Ash

Composition

of

Zhundong

Coal

[J].

Clean

Coal

Technology,2015,21(5):99-102,106.煤灰碱酸比比大部分枣庄气化煤和陕蒙气化煤都要

高出不少，属于典型的高碱煤，需添加适量的酸性成

分改善煤质特性。另外,新疆煤灰中碱金属氧化物含

[4]

荣令坤，王

雄，赵俊梅，等•煤灰对熔融性影响分析

[J]

•煤炭技术,2019,38(8):137-139.量较高，特别是钙、铁、镁金属氧化物超标明显，易造

RONG

L

K,WANG

X,ZHA0

J

M,et

al.

Analysis

of

Influ­ence

of

Coal

Ash

on

Fusibility

[J].

Coal

Technolo­gy,2019,38(8)：

137-139.[5]

樊泉桂，潘攀.化学组分及单组分熔融温度与煤灰

成新疆煤煤灰黏度较小、流动性较强，使得气化过程

中在耐火材料表面结渣较为致密，对耐火材料的侵蚀

较严重。熔融温度的相关性分析[J].锅炉技术,2007,38(6)：

10-13,

Q

G,PAN

P.

The

Correlativity

on

Chemistry

Com-

为满足气化炉长周期稳定运行，以期取得较好的

经济效益，建议进行配煤或添加助剂研究，通过调节

煤灰成分的硅铝比和碱酸比，改善黏温特性，增大可

ponent

Melting

Temperature

and

Coal

Ash

Melting 2020年12月刘峰等：新疆气化煤灰渣特征及其对气化炉的适应性研究-69

-Temperature

[J].

Boiler

Technology,2007,38(6)：

10-13,

L

X.

Effect

of

Operation

Condition

of

Coal

Slurry

Gasification

on

Chrome-rich

Refractories

[J].

Refractories,2001,35(3):155-157.[8]冯志源，王

皓,耿可明，等.高碱性煤渣中N^O含量

[6]

赵世贤，蔡斌利，孙红刚，等.水煤浆气化炉煤渣对高

箔砖侵蚀的热力学模拟[J]•耐火材料,2015,49(1)：

13-16.对高锯砖抗侵蚀性能的影响研究[Jh煤化工，2020,

48(5):

Z

Y,WANG

H,GENG

K

M,et

Impact

of Na20

Con-

tent

in

High

Alkaline

Coal

Slag

on

Corrosion

Re­ZHAO

S

X,CAI

B

L,SUN

H

G,et

al. Thermodynamics

Simulation

on

Corrosion

of

High

Chrome

Bricks

by

Gasifier

Slags

[J]. Refractories,2015,49(l)：

13-16.[7]

宋林喜•水煤浆气化操作条件对高箔耐火材料的影响

[J].耐火材料，2001,35(3)：

tance

of

High

Chrome

Brick

[J].

Coal

Chemical

Industry,2020,

48(5)：

on

Ash

Characteristics

of

Xinjiang

Gasified

Coal

and

Its

Adaptability

to

GasifierLiu

Feng,

Qiao

Bo,

Yin

Hongqing,

Wang

Zhenhua,

Wang

Jun,

Lu

Wenxue and

Lyu

Chuanlei

(Yankuang

National

Research

and

Engineering

Center

for

Coal

Slurry

Gasification

and

Coal

Chemical

Industry

Ltd.,

Tengzhou

Shandong

277527,

China)Abstract

In

view of

the

problems

of

over

-temperature

of

furnace

wall,

serious erosion

of

refractory brick

and

slag

blockage

of

gasifier

during

the

gasification

of

Xinjiang

coal,

the

ash

composition,

melting

characteristics

and

viscosity

-

temperature

characteristics

of

Shaanxi-Inner

Mongolia

gasified

coal,

Shandong

Zaozhuang

gasified

coal

and

Xinjiang

gasified

coal

were

compared and

analyzed,

and

the

ash

characteristics

of

Xinjiang

coal

after

gasification

were

investigated.

The

results

showed

that

the

ash

of

Xinjiang

gasified

coal

had

low

viscosity

and

strong

fluidity,

which

made

the

slagging

on

the

refractory

surface

denser

and

the

erosion

of

refractory

more

serious

during

the

gasification.

And

when

the

temperature

changed,

the

viscosity

gradient

increased

and

there

was

a

huge

difference

in

fluidity,

which

led

to

slagging

in

the

reactor

and

blockage

of

slag

words

Xinjiang

coal,

ash

composition,

alkali

acid

ratio,

silica

alumina

ratio,

melting

characteristics,

viscosity-

temperature

characteristics1-9月焦化行业运行基本平稳，盈利能力逐步向好中化新网讯:工业和信息化部网站近日发布的数据显示,2020年1—9月份，焦化行业运行基本平稳,盈利能力逐步向好。产量小幅下降。1—9月份，我国焦炭产量为35

085.

8万t,同比下降0.

9%,较上半年降幅收窄1.

6个百分点。其中，钢铁

联合焦化企业焦炭产量为8

250.

3万t,同比增长1.

1%;其他焦化企业焦炭产量为26

835.

5万t,同比下降1.

6%。价格有所回升。1—9月份，粒度大于40

mm的焦炭平均价格为1

845元/t,同比下降&

4%,降幅较上半年收窄2.

3个百分

点;粒度25

mm-40

ram的焦炭平均价格为1

759元/t,同比下降10.

1%,降幅较上半年收窄1. 8个百分点。进出口涨跌互现。1—9月份，我国焦炭出口量259.

8万t,同比下降49.

7%,较上半年降幅收窄4.

6个百分点，焦炭出口平

均价格为220.

2美元/t,同比下降23.

0%,较上半年降幅收窄1.

5个百分点;焦炭进口量202.

7万t,同比增长982.

8%,增幅

较上半年减少48个百分点,焦炭进口平均价格为229.

6美元/t,同比下降2.

0%,与上半年相比价格同比值由正转负。经济效益持续好转。以焦炭主产区山西省为例,2020年1—9月，焦化行业主营业务收入1

329. 3亿元，同比降低9.

3%,降

幅较上半年收窄6.

3个百分点,较一季度收窄10.

2个百分点;实现利润总额71.

1亿元，同比下降14. 3%,降幅较上半年收窄

43.

4个百分点,较一季度收窄60.

4个百分点。