新疆气化煤质特性：结渣风险与优化策略

新疆作为我国重要的煤炭储备区域，其煤炭资源的特点对煤化工和气化技术的应用有着显著影响。本文主要关注于新疆伊犁及准东煤化工基地的六种典型煤种，探讨它们作为催化气化用煤的适应性和潜在的结渣性问题。 首先，煤质活性高是新疆煤炭的一大优势，这使得煤电和煤化工生产具有很高的经济效益。然而，煤催化气化技术，尤其是作为第3代气化技术，对煤质有特定的要求，如适宜的烧结温度和灰熔点。研究通过压差法烧结温度测定装置测试了这些煤种的初始烧结温度，并结合XRD（X射线衍射）和Factsage热力学软件分析，以了解灰分中矿物质的反应性质和转变规律。 结果显示，新疆煤种的整体灰熔点较低，主要由于难熔化合物氧化铝含量相对较少，而碱性化合物较高。这种特性对于采用固态排渣的煤气化工艺来说，意味着存在较高的结渣风险。其中，准东煤（西黑山、大井矿）由于高钾钠和低铝的特性，其结渣倾向更为明显，而哈密广汇煤则具有相对较高的熔融温度，因此在催化气化过程中的结渣现象较小。 催化剂的作用显著影响了烧结温度的变化。加载碳酸钾催化剂后，煤灰的烧结温度大幅下降，显示出碳酸钾能有效降低结渣风险。然而，钙催化剂的效果受煤种灰成分的影响较大。此外，煤灰中硅含量的高低会影响结渣风险，特别是当煤中含有较高铁含量时，即使在还原性气氛下，添加K和Ca催化剂也可能会增加结渣的可能性。 对于灰分较低的煤种，碳酸钾催化剂可以进一步优化其在气化过程中的性能。然而，整体而言，研究强调了煤质特性对气化工艺安全运行的重要性，尤其是在控制结渣性方面。 该研究不仅提供了新疆煤炭的具体煤质数据，还揭示了在实际操作中如何通过选择合适的煤种和催化剂来降低结渣风险，这对于优化新疆地区的煤化工和气化项目的经济效益和环境可持续性具有重要意义。通过深入理解这些特性，煤炭行业可以更好地适应和发展新技术，如煤炭分级利用、新型催化剂设计以及清洁能源生产。