煤气站培训课件1.

河北永洋特钢集团煤气站培训课件第一章煤的物理化学性质第一节煤的成因煤是一种固体燃料，是人们日常生产生活中使用的主要能源。合理利用煤碳资源和提高煤碳利用率是提高经济效益的有效途径。作为煤碳气化工作者，我们首先必须对煤碳的特性和生成要有基本了解，才能根据不同煤种的不同性质提出有效的加工和处理方案以及具体的工艺流程。1、煤是由植物形成的煤是由植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用演变而成的沉积有机岩。2、煤炭的成因类型根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型称为成因类型。主要是：腐植煤、腐泥煤、残植煤和腐植腐泥煤。（1）腐植煤：由高等植物经过成煤过程中复杂的生化和地质变化作用生成。（2）腐泥煤：主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。储量大大低于腐植煤，工业意义不大。（3）残植煤：由高等植物残骸中对生物化学作用最稳定的组分(孢子、角质层、树皮、树脂)富集而成。（4）腐植腐泥煤：由高等植物、低等植物共同形成的煤。我国主要聚煤期我国主要聚煤期：新生代新近纪-古近纪（约0.24～0.65亿年）中生代晚侏罗世-早白垩世（约1.44亿年）早、中侏罗世（约2.03亿年）晚三叠世（约2.5亿年）晚古生代晚二叠世（约3亿年）晚石炭世-早二叠世（约3～3.54亿年）早石炭世（约3.54亿年）早古生代早寒武世（约5.45亿年）3、成煤的条件和环境煤炭的生成，必须有气候、生物、地理、地质等条件的相互配合，才能生成具有工业利用价值的煤炭矿藏。这些条件包括：（1）大量植物的持续繁殖(生物、气候的影响)（2）植物遗体不能完全腐烂－－适合的堆积场所(沼泽、湖泊等)（3）地质作用的配合（地壳的沉降运动－－形成上覆岩层和顶底板－－多煤层）4、成煤作用过程由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程，一般需要几千万年到几亿年的时间。腐植煤成煤作用可划分为两个阶段：即泥炭化作用和煤化作用。煤化作用又分为两个连续的过程即成岩作用和变质作用图示如下：植物泥炭化泥炭成岩作用褐煤变质作用烟煤、无烟煤煤化作用煤化程度的概念：在褐煤向烟煤、无烟煤转化的进程中，由于地质条件和成煤年代的差异，使煤处于不同的转化阶段。煤的这种转化阶段称为煤化程度，有时称为变质程度，或煤级(rank)。按煤化程度由低到高依次是：褐煤烟煤（长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤）无烟煤4.1泥炭化作用泥炭化作用的概念：高等植物死亡后，在生物化学作用下，变成泥炭的过程称为泥炭化作用。在这一阶段，植物首先在微生物作用下，分解和水解为分子量较小的性质活泼的化合物，然后小分子化合物之间相互作用，进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质等。4.2煤化作用煤化作用包括成岩作用和变质作用两个连续的过程。4.2.1成岩作用泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下降速度较大时，泥炭将被泥沙等沉积物覆盖。在上覆沉积物的压力作用下，泥炭发生了压紧、失水、胶体老化、固结等一系列变化，微生物的作用逐渐消失，取而代之的是缓慢的物理化学作用。这样，泥炭逐渐变成了较为致密的岩石状的褐煤。4.2.2变质作用当褐煤层继续沉降到地壳较深处时，上覆岩层压力不断增大，地温不断增高，褐煤中的物理化学作用速度加快，煤的分子结构和组成产生了较大的变化。碳含量明显增加，氧含量迅速减少，腐植酸也迅速减少并很快消失，褐煤逐渐转化成为烟煤。随着煤层沉降深度的加大，压力和温度提高，煤的分子结构继续变化，煤的性质也发生不断的变化，最终变成无烟煤。第二节煤的种类及分类泥炭土状褐煤褐煤暗褐煤亮褐煤1、腐植煤长焰煤烟煤不粘煤弱粘煤气煤、肥煤、焦煤、瘦煤（炼焦）贫煤无烟煤一、煤的种类孢子残植煤2、残植煤角质层残植煤树脂残植煤树皮残植煤腐泥煤3、腐泥煤藻煤烛煤二、煤的分类1、第一次煤分类方案于1956年制定并通过，1958年在全国试行。这次煤分类的主要依据是煤中可燃基挥发分产率V和胶质层厚度Y将煤总的分为10大类。再在主炼焦煤中细人小类，这样分成19小类。2、1989年10月，国家标准局发布《中国煤炭分类国家标准》(GB5751-86)，依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度b、煤样透光性P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr，maf等6项分类指标，将煤分为14类。根据变质程度由深（高）到浅（低）将煤炭分为三大类14小类：三大类：无烟煤、烟煤、褐煤。烟煤又分为12类：贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、1/2中粘煤、弱粘结煤、不粘结煤、长焰煤。煤类符号备注大类类小类无烟煤（WY）无烟煤（WY）无烟煤一号无烟煤二号无烟煤三号WY1WY2WY3三小类烟煤（YM）贫煤贫瘦煤瘦煤焦煤1／3焦煤肥煤气肥煤气煤1／2中粘煤弱粘煤不粘煤长焰煤贫煤贫瘦煤瘦煤焦煤1／3焦煤肥煤气肥煤气煤1／2中粘煤弱粘煤不粘煤长焰煤PMPSSMJM1/3JMFMQFQM1/2ZNRNBNCY十二类褐煤（HM）褐煤（HM）褐煤二号褐煤一号HM2HM1二小类备注三大类十四类十七小类3、中国煤炭分类国家标准（GB/T5751-2009）按煤的煤化程度根据干燥无灰基挥发分等指标将煤分成褐煤、烟煤和无烟煤三大类。再按煤化程度的深浅及工业利用的要求，将褐煤分两个小类，无烟煤分成三个小类，将烟煤分成十二类。用干燥无类基挥发份Vdaf=10%作为烟煤与无烟煤的分界值，小于该值的煤为无烟煤，大于该值的煤划分为烟煤；采用无灰恒湿基高位发热量Qgr,maf=24MJ/kg作为褐煤与烟煤的分界值，大于该值的煤为烟煤，小于该值的煤划分为褐煤。中国煤炭分类简表（无烟煤亚种）中国煤炭分类简表（烟煤亚种）中国煤炭分类简表（烟煤亚种）中国煤炭分类简表（褐煤亚种）1、无烟煤：高固定碳含量，高着火点（约360～420℃）,高真相对密度（1.35～1.90）,低挥发分产量和低氢含量。除了发电外，无烟煤主要作为气化原料（固定床气化发生炉）用于合成氨、民用燃料及型煤的生产等。一些低灰低硫高HGI的无烟煤也用于高炉喷吹的原料。全水Mt：6%、干基灰分Ad：20.00%、干燥无灰基挥发分Vdaf：10.00%、干基全硫St,d：=1.0%、发热量5800大卡、灰融熔性ST1400度Y=102、贫煤：烟煤中煤级最高的煤，它的特征是：较高的着火点（350—360℃），高发热量，弱粘结性或不粘结。贫煤主要用于发电和电站锅炉燃料。燃烧时火焰短，耐烧。干燥无灰基挥发分Vdaf：10.0-20.OG大约在5左右3、贫瘦煤：挥发分低，粘结性较差，可以单独用来炼焦。单独炼焦时，生成的焦粉较多,当与其他适合炼焦的煤种混合时，贫瘦煤的掺入将使焦炭产品的块度增大。贫瘦煤也可用于发电、电站锅炉和民用燃料等方面。。干燥无灰基挥发分Vdaf：10.0-20.0G：5-204、瘦煤：中度的挥发分和粘结性，主要用于炼焦。在炼焦过程中可能会产生一些胶质物，胶质层的厚度为6—10mm。由瘦煤单独炼焦产生的焦炭，机械强度较高但耐磨强度相对较差。除了那部分高灰高硫的瘦煤，瘦煤经常与其他煤种混合炼焦。全水Mt：6%、干基灰分Ad：20.00%、干燥无灰基挥发分Vdaf10-20.00%、干基全硫St,d：=1.0%、发热量5800大卡、灰融熔性ST1400度5、焦煤：焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，其耐磨性也好。全水Mt：8%、干基灰分Ad7.01-10.00%、干燥无灰基挥发分Vdaf16.00-28.00%、干基全硫St,d：=0.6%、粘结指数G65、胶质层厚度Y18-24mm6、肥煤：肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭，其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。缺点是单独炼出的焦炭，横裂纹较多，焦根部分常有蜂焦。主要用于炼焦（一些高灰高硫的肥煤用来发电）。全水Mt：8%、干基灰分Ad7.01-10.00%、干燥无灰基挥发分Vdaf25.00-37.00%、干基全硫St,d：=0.6%、粘结指数G85、胶质层厚度Y25mm7、1/3焦煤：介于焦煤、气煤和肥煤之间，具有较高的挥发分（类似于气煤），较强的粘结性（类似于肥煤）和很好的炼焦性（类似于焦煤），这也是它被称为1/3焦煤的原因。单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭.1/3焦煤由于其产量高而主要用于炼焦和发电。全水Mt：8%、干基灰分Ad7.01-10.00%、干燥无灰基挥发分Vdaf28.00-37.00%、干基全硫St,d：=0.6%、粘结指数G65、胶质层厚度Y：=25mm8、气肥煤：高挥发分（接近于气煤）和强的粘结性（接近于肥煤），它适用于焦化作用产生的城市燃气和与其他煤种混合炼焦以增加煤气、焦油等副产品的产量。气肥煤的显微组成与其他煤种有很大的差异，壳质组的含量相对较高。全水Mt：8%、干基灰分Ad7.01-10.00%、干燥无灰基挥发分Vdaf37.00%、干基全硫St,d：=0.6%、粘结指数G85、胶质层厚度Y25mm9、气煤：气煤是一种煤化度较浅的炼焦用煤。加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳定性低于肥煤，能够单独炼焦。但焦炭多呈细长条而易碎，有较多的纵裂纹，因而焦炭的抗碎强度和耐磨强度均较其他炼焦煤差,很高的挥发分和中度的粘结性，主要用于炼焦和发电。全水Mt：8%、干基灰分Ad7.01-10.00%、干燥无灰基挥发分Vdaf37.00%、干基全硫St,d：=0.6%、粘结指数G35、胶质层厚度Y：=25mm10、1／2中粘煤:是一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。其中有一部分在单独炼焦时能形成一定强度的焦炭，可作为炼焦配煤的原料。粘结性较差的一部分煤在单独炼焦时，形成的焦炭强度差，粉焦率高。干燥无灰基挥发分Vdaf20.0-37.0G：5-3011、弱粘煤:是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。加热时，产生较少的胶质体。单独炼焦时，有的能结成强度很差的小焦块，有的则只有少部分凝结成碎焦屑，粉焦率很高。干燥无灰基挥发分Vdaf20.0-37.0G：5-3012、不粘煤：不粘煤是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。加热时，基本上不产生胶质体。煤的水分大，有的还含有一定的次生腐植酸，含氧量较多，有的高达10%以上。主要用于发电、气化和民用燃料等。不粘煤主要产于中国的西北部地区。干燥无灰基挥发分Vdaf20.0-37.0基本没有粘结。13、长焰煤：长焰煤是变质程度最低的一种烟煤，从无粘结性到弱粘结性的都有。其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。贮存时易风化碎裂。煤化度较高的年老煤，加热时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时也能结成细小的长条形焦炭，但强度极差，粉焦率很高。主要用于发电、电站锅炉燃料等。干燥无灰基挥发分Vdaf37.0G35Y不大于514:褐煤(HM)。褐煤分为透光率Pm＜30％的年轻褐煤和Pm＞30～50％的年老褐煤两小类。褐煤的特点为：含水分大，(密度较小，无粘结性，并含有不同数量的腐植酸，煤中氧含量高。所有煤中最低级的煤，其特征是高水分，高氧含量（约15％—30％），并含有一些腐植酸。主要用于发电和气化。无粘结第三节、煤的物理性质一、煤粒度煤粒度指煤的颗粒大小。煤粒度可粗略的分为块煤和粉煤。煤的气化方法很多，有的气化方法适宜用块煤，有的则适用粉煤。煤的气化工艺是一化学热加工过程，与原料煤粒度有着重要关系。它的大小直接影响料层阻力、气固化学反应接触面积、加料出灰结构型式、原料煤的热分解状况、工艺条件、气化反应速度和气化效率等。固定床气化工艺，一般要块煤作原料，粒度适当而且大小均匀。一般使用范围15～50、25～50均可。小于15mm的粉煤用作固定床气化原料时，因工艺条件允许，需将它制作成各种形式的煤球后方可作气化原料。粒度不均匀，入炉后产生离析作用，造成炉内分布不均，煤粒间气体通道大小不一，造成炉内气体流动阻力不同，气体偏流于通道大阻力小的区域，从而造成