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煤制油技术是将煤炭转化为清洁液体燃料的一种先进的洁净煤技术,煤气化是发展煤间接液化技术的关键瓶颈之一。山西潞安煤属于典型的高灰熔点煤,其煤灰的流动温度大于1500℃,无法直接应用于液态排渣的气流床气化炉。
配煤和添加助熔剂是降低煤灰熔融温度和灰渣粘度的有效手段。本论文选用两种潞安煤和四种低灰熔点煤相配,对配煤后的煤灰熔融特性和灰渣粘度进行了实验研究。同时,由于在煤制油的合成工段大量使用F-T催化剂,本文也考察F-T废催化剂的降熔效果,并对其的综合利用进行了简要的经济性分析。借用X—射线衍射(XRD)考察了配煤煤灰中矿物形态的变化及其对煤灰熔融特性和灰渣粘度的影响。为研究各种降熔方案的煤气化适应性问题,本文对多种方案的各气流床气化工艺(Texaco、Shell、GSP)制合成气的技术经济性进行分析,得出以下结论:
1.通过配煤可以将潞安煤流动温度降低至1380℃以下。配煤比和煤灰熔融温度的变化呈非线性关系。伊泰煤与潞安煤配比的效果最好。
2.添加F-T废催化剂也能有效地降低潞安煤灰熔融温度。复配煤结合添加F-T废催化剂是一项崭新的课题,其助熔效果要优于单一的添加助熔剂和配煤。
3.煤灰化学成分、温度和配煤比对配煤煤灰矿物行为产生重要的影响。配煤煤灰熔融温度的变化趋势与通过CaO-Al2O3-SiO2三元相图预测的结果一致。
4.煤气成本分析表明:配煤方案的经济性要优于助熔方案;助熔方案要优先考虑石灰石;三种气流床炉型的选择,优先考虑GSP,其次是Shell;综合利用F-T废催化剂最经济。