晋城无烟煤灰熔融温度的助熔调控方法研究

杨 丽 超

(晋煤集团煤化工研究院，山西 晋城 048006)

0 引 言

煤灰熔融温度指煤灰在加热过程中逐渐熔化成液态时的温度，其为气化用煤的重要指标之一[1]。煤炭气化是洁净、高效利用煤炭的主要途径之一，为保证气化效率，在气流床煤气化工艺中多采用液态排渣工艺[2]。固态排渣煤气化技术一般要求灰熔融软化温度(ST)不低于1 250 ℃[3]，而液态排渣煤气化技术则通常要求灰熔融流动温度(FT)低于1 400 ℃。目前，液态排渣气化技术由于煤种适用性广、碳转化率高、环境友好等优势，已成为煤气化技术的发展方向[4-5]。

为此，国内外学者对煤灰熔融温度的影响因素及高灰熔融温度煤如何用于液态排渣气化技术开展了大量研究[6-12]。孔令学等[13]研究发现，在一定量的添加范围内，随着CaO添加量的增加，煤灰熔融温度呈现先降低后升高的趋势。刘硕等[14]从矿物质角度解释氧化钙的助熔原理，即CaO易与煤灰中其他组分形成钙长石、铝酸钙及钙黄石等低熔融矿物，从而使灰熔融温度下降。白进等[15]研究表明，不同助熔剂的助熔效果为:MgO>CaO>Fe2O3。

晋城矿区煤炭累计探明储量 44.81 亿 t，主要赋存地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，共含煤7～16层，煤层总厚13.5m，其中主要可采煤层为3号和15号煤层，局部可采煤层为9号和2号煤层，可采煤层以无烟煤为主。晋城地区相关企业积极研发适应晋城无烟煤的液态排渣气化技术并已开展中试试验。为研究晋城无烟煤用于液态排渣气化工艺时灰熔融温度的适应性，以下分析煤灰化学组成及酸碱比等参数对晋城无烟煤灰熔融温度的影响，在此基础上研究助熔调控方法，以期为指导晋城无烟煤用于液态排渣气化技术提供参考。