洁净煤技术

作者：张林民, 宋旭东, 卫俊涛, 白永辉, 王焦飞, 吕鹏, 苏炜光, 于广锁

关键词：煤气化,煤焦颗粒沉积,残炭,灰熔融特性,黏温特性,碳热反应

煤炭作为我国经济发展和社会稳定的重要基石，其清洁高效转化是实现可持续发展的重要路径。煤气化技术作为煤炭清洁高效利用的核心技术之一，不仅能够有效提高煤炭资源利用率，还能显著降低环境污染。在气化过程中，大部分煤焦颗粒在气化炉内直接参与气化反应，但部分煤焦颗粒在重力及复杂气流作用下沉积在熔渣壁面。这些沉积的煤焦颗粒会继续与近壁气化剂发生反应，但受熔渣流动物理因素以及熔渣中活性矿物质化学反应因素影响，部分碳未能完全转化，并残留在熔渣内部形成残炭。气化渣中残炭的形成不仅会影响气化效率，还会通过影响熔渣流变特性影响气化炉稳定运行。因此，需要对气化炉熔渣壁面煤焦颗粒沉积过程中残炭的形成机理及其对熔渣流动性影响进行深入了解。为此，聚焦于气化炉内环境影响变化，探讨了残炭生成的全生命周期过程。首先，概述了熔渣壁面煤焦颗粒的沉积特性，详细阐述了壁面温度、壁面熔融状态、煤颗粒碳转化率及煤颗粒矿物质成分等因素对颗粒沉积特性的影响，并进一步通过熔渣壁面煤焦颗粒沉积特性揭示了煤焦颗粒沉积过程中残炭的形成机理。其次，分析了残炭的表观形貌、微观结构以及化学反应特性等理化性质，这些性质对于残炭的二次利用及提高碳资源高效利用具有重要意义。最后，总结了残炭添加对不同化学组分煤灰熔融特性和黏温特性的影响。以期通过多方面阐述，从源头上解析气化渣中残炭形成的本质问题。

来源：2025年第7期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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