煤质分析仪器在气化用煤技术中的应用

高 磊，程 晓

（潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046200）

0 引言

我国煤炭资源的存储数量极其丰富，原煤年度生产数量稳定占据世界首位。煤炭是火力发电生产活动等能源转化工业生产活动推进过程中需要运用的关键性原料物资和燃料物资，在未来一段相当长的历史时期内，煤炭依然是我国占据主导地位的资源要素，到2050 年，煤炭资源的使用消耗数量，在我国全部能源资源要素的消耗数量之中，将会占据50%的比例。

对于煤炭资源而言，按照其实际发生的碳化程度，通常可以将其划分处理成泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤以及亚煤等具体类型。在上述多种表现类型之中泥炭的碳化发生程度处在相对较低水平，无烟煤的碳化发生程度处在最高水平。从物质组成结构展开阐释分析，煤炭资源主要由有机物和无机物组成，有机物主要经由碳元素、氢元素、氧元素、氮元素、硫元素等共同组成[1]。无机物主要指的是矿物质成分和水，而碳元素含量水平、氧元素含量水平、氢元素含量水平、氮元素含量水平以及硫元素含量水平是评价确定煤质优劣表现状态的关键性参考指标。从宏观视角展开分析，煤质质量变化波动较大将对气化技术系统产生一定程度的影响，主要包括下渣口结渣、气化炉技术设备内部发生的积渣、诱导激冷水技术系统内部结垢问题或者是堵塞问题、合成气洗涤技术系统发生堵塞等问题。

1 全自动工业分析仪的作用

分析技术工作是支持煤质基本表现特征的关键性途径，同时还是开展煤质评价工作中运用的基础性参考依据。

全自动工业分析仪技术设备的基本操作方法方面相对简单，其具备的自动化程度相对较高，能够一次性地自动化完成煤炭资源要素中水分含量、灰分含量、挥发分含量以及固定碳含量水平的测量。在自动化测量技术具体运用过程中，能够较大程度上剔除因人为因素导致的误差，不仅能控制缩短技术分析工作环节的总体时间，还能有效改善数据测量结果的准确程度和测试技术环节的总体推进效率，测量过程中实际获取的数据结果，决定着煤炭样本是否适宜在煤化工气化炉技术设备内部使用[2]。

在气化水煤浆生产制造甲醇的过程中，针对煤质中水分含量和灰分含量提出的技术控制要求相对较高，如果煤质中的水分含量过高，会导致磨煤机出口位置的温度参数呈现出显著变化，导致制粉技术推进过程极其困难，间接上导致输煤技术设备因为下煤过程不通畅而发生堵煤问题，同时还会给相关技术设备产生磨损，增加检修技术环节的费用，还会同时导致气化水煤浆物质黏度显著增大，高浓度优质煤浆的获取难度提升[3]。

煤质中的灰分，通常指的是工业分析仪技术设备在达到815 ℃条件下在经历完全燃烧过程后所获取的残留物质，主要参考因素在于燃烧过程与气化过程是否容易发生结渣现象和是否会对正常操作过程产生不良影响。

从技术作用原理角度分析，气化水煤浆物质实际所处的浓度水平，通常能针对气化技术施加较大程度的影响，在水煤浆浓度处在较低水平条件下，导致水煤浆气化比煤耗偏高、比氧耗偏高、气化效率偏低、有效气产量偏低情况等情况，其实际产煤数量会呈现出持续下降变化，在此种情况下，会显著影响破坏水煤浆气化技术装置运行过程稳定性，出现较大程度的能源及资源浪费问题[4]。

2 壳牌气化炉的作用

在壳牌气化炉具体运用过程中，煤炭资源开展气化过程是在高温和加压技术环境中开展的，煤粉、氧气以及数量较少的蒸汽，在加压技术条件下同时被输送到气化炉设备内部，在相对短暂的时间之内，依次推进完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等技术过程。

3 灰熔融性测试仪的作用

灰熔融性测试仪技术设备发挥的主要作用，在于针对煤灰物质的熔融技术特性展开精确测量，其主要关注的技术参数，包括变形温度技术参数（DT 技术参数）、软化温度技术参数（ST 技术参数）、半球温度技术参数（HT 技术参数）和流动温度技术参数（FT 技术参数）[5]。

灰熔融性测试仪最为显著的特点，在于其不仅能够在弱还原性环境之下完成针对灰熔点的测量，还能在还原性环境下完成针对灰熔点的测量，以具体设定的某种水平的升温速率开展加热处理，针对上述四种温度技术参数，运用灰锥加热过程中呈现的不同表现，完成辨别与判断过程。

借助测量获取的煤灰物质灰熔点相关数据，能够对气化炉技术设备的操作温度技术参数提供支持，便于向气化炉开展排渣过程，客观上在测量确定气化用煤炭的高温技术及改善提升煤炭资源要素的有效利用程度方面，均能发挥出关键性作用，是现阶段开展煤炭资源要素检测活动过程中不可或缺的关键性手段[6]。

4 全自动红外测硫仪的作用

全自动红外测硫仪的基本技术原理是向红外气体传感器组件内部注入硫元素在燃烧过程生成的二氧化硫，通过检测确定二氧化硫具体所处的浓度水平，其检测技术开展过程中，运用了物理技术方法。

全自动红外测硫仪能够有效准确测定煤炭资源中的硫元素含量水平，其操作步骤相对简单，测试环节推进速度相对较快，使用过程便捷程度高，客观上显著提升了仪器设备运行的总体可靠性。

在煤炭样本中硫元素的含量水平较高会对输煤设备和磨煤机设备产生较为严重的腐蚀破坏作用，增加检修的经济成本投入，降低煤炭资源的总体利用效率。煤炭资源包含的硫元素，其燃烧过程中产生的二氧化硫不但会对自然生态环境产生破坏作用，还会对锅炉设备的管道组件产生腐蚀，随着硫元素含量水平的逐渐提升，锅炉还会产生严重结渣问题[7]。

5 XRF 荧光光谱仪的作用

XRF 高频熔样机是开展煤灰成分分析过程中在发挥前处理技术功能的关键性设备。在熔融处理方法运用条件下，将煤灰检测样品（针对已经完成烧制的煤灰开展技术处理，支持其呈现出粉末状表现特征）与处在偏酸性状态下的碱性熔剂四硼酸锂（67%+33%）混合熔剂以适当数量比例放置到坩埚内部，在固定温度条件下开展熔融处理环节，此过程需要大约10 min，在设定优化好的的程序下完全熔好样品，冷却熔融即制得玻璃状试样[8]。

6 高温黏度计的作用

高温黏度计主要针对煤灰样品和熔渣样品的黏温特性开展测量[9]。高温黏度计的主要原理，在于借助浸入被测液体内部的转子的持续旋转过程形成的扭矩，针对黏度值测量，扭矩与浸入样品内部的转子遭遇黏性拖拉形成的阻力成比例，使得其与黏度也成比例。高温黏度计主要应用于煤炭行业对煤灰熔融黏度测定要求较高的技术环节，是气化技术发展过程中占据重要地位的检测环节。

7 结语

介绍了煤质分析技术开展过程中需要运用的若干中常见仪器设备，及其发挥的主要作用，在于针对煤炭样本开展水分、灰分、挥发分、灰熔点、灰成分以及黏温特性曲线层面的技术分析，而在气化用煤技术活动开展过程中，上述技术指标发挥着关键性影响作用。煤炭是现阶段我国工业事业发展过程中极其重要的不可再生资源，要持续改善煤质分析技术领域的研究，以实现煤炭资源的总体利用效率得到持续改善提升。