多喷嘴对置式水煤浆气化细灰的润湿特性

牛永健， 杨 澜， 朱诗杰， 陈雪莉

（华东理工大学上海煤气化工程技术研究中心）

煤气化是煤炭清洁高效利用的核心技术[1]，而高压、大容量气流床气化技术，显示了良好的经济和社会效益，代表着煤气化的发展趋势。煤组成复杂，煤中的矿物质在气流床气化过程中转变为熔渣和飞灰。熔渣粒径大，易与合成气分离并从气化炉排出；飞灰粒径通常较小，不易从合成气中脱除，且As、Se、Cd 等重金属常会在PM2.5颗粒中富集[2]，不仅造成系统积灰、堵塞，还容易引起催化剂中毒、设备腐蚀磨损等问题，所以煤气化合成气中细灰颗粒的高效脱除非常重要。多喷嘴对置式水煤浆气化技术中粗合成气的除尘净化采用湿法除尘，颗粒的润湿性是影响湿法除尘效率的关键因素之一，对小粒径颗粒尤其如此。因此，研究煤气化细灰的润湿特性对强化气流床煤气化过程中细灰的高效脱除具有重要意义。

目前，对颗粒润湿性影响的研究主要集中在对煤尘的研究，对煤气化细灰润湿性研究较少，缺少对影响煤气化细灰润湿特性的物理化学性质的研究。已有研究发现煤尘的润湿性随着粒径的减小而变差[3-10]，矿物质组成和表面基团均对颗粒润湿性有影响。Gosiewska 等[11]研究了煤尘的矿物质组成和接触角的关系，得出矿物质决定煤尘本身的润湿性的结论；Zdziennicka 等[12]的研究表明石英（主要成分SiO2)是高表面能的亲水性矿物质；程卫民等[13-14]得出无机矿物质中以石英为代表的原生矿物质是提高煤尘亲水能力的最主要因素，其含量与接触角呈线性关系，波数1 020～1 100 cm-1处石英的Si-O-Si反对称伸缩振动透过率增加会使煤尘颗粒疏水性增强；……