煤的灰熔融性俗称灰熔点（由三个温度点 DT：变形温度； ST：软化温度； FT：流动温度）是液态排渣气化炉和锅炉操作的一个重要工艺指标，也是德士古气化炉操作的一个重要工艺参数。德士古气化炉的操作温度一般比FT高50℃，因此，准确分析煤灰熔融性的影响因素，有利于德士古气化进行煤种选择和多煤种复配，改善靠添加助熔剂来调节灰熔点的做法，使煤种应用更加广泛。影响煤灰熔融性的因素主要是煤灰的化学组成和煤灰受热时所处的环境介质的性质。前者是内因，后者是外因。由于德士古气化炉是弱还原气氛，即煤灰受热时所处还原性环境介质的性质是稳定的，因此本文将重点讨论煤灰化学组成对煤灰熔融性的影响。

1. 煤灰化学成分对灰熔点的影响

煤灰的化学组成是复杂的，且不同煤种煤灰成分相差很大，通常以各种氧化物在煤灰中的百分含量来表示化学组成。按其组成的百分含量各组分的排列顺序为：SiO₂，Al₂O₃，（Fe₂O₃+FeO），CaO，MgO，Na₂O+K₂O，其中〔CaO+MgO+（Fe₂O₃+FeO）+K₂O+Na₂O〕又称为b类氧化物，即碱性氧化物。这些物质纯净状态时，其熔点都较高（Na₂O和K₂O除外）。在高温条件下，由于各种物质相互作用，生成了有较低熔点的共熔体，熔化的共熔体还有溶解灰中其它高熔点矿物质的性能，从而改变共熔体的成分，使熔化温度更低。由于煤灰化学组成的变化，煤灰熔点的变化也极为显著。鲁南化肥厂德士古气化炉由于采用多煤种，煤灰化学成分各不相同，各煤种的灰熔点也相差很大，最低的FT温度点不足1100℃，而最高的超过1400℃，而德士古气化炉要求的操作温度为1200～1250℃，因此准确了解煤灰化学成分对灰熔点的影响，将有助于今后气化煤种的选择和生产的管理。

1.1  SiO₂的影响

SiO₂在煤灰中含量最多，一般约为30％～70％，鲁南煤灰中SiO₂含量在25％～50％之间，其对灰熔点的影响较为复杂。一般认为，SiO₂在煤灰中起熔剂的作用，SiO₂和其它矿物共熔。在高温条件下，若SiO₂和Al₂O₃结合生成粘土时，其熔点较高，此时SiO₂和Al₂O₃含量比值为1.18（即2 SiO₂. Al₂O₃的组成比）^〔1〕。随着该比值的增加，灰中存在游离的SiO₂，游离的SiO₂在高温下能与b类氧化物结合成低熔点的共晶体，灰熔点下降。游离SiO₂过剩较多时，将使灰熔点升高。据资料介绍^〔1〕，当SiO₂含量在40％～80％区间内，SiO₂含量增加，灰熔点变化无规律；当SiO₂含量超过60％时，灰渣熔化时易起泡，形成多孔性残渣。因此，分析灰熔点或利用化学组成计算灰熔点时，应看SiO₂所在的范围。根据SiO₂在煤灰中含量，在实验室中测定的值与灰熔点的对应关系，总结如表1。

表1  SiO₂的含量与灰熔点的对应关系

注：表中ST、FT为平均数，以下各表相同

1.2  Al₂O₃的影响

煤灰中Al₂O₃的含量一般比SiO₂含量少，但Al₂O₃能显著增高煤灰的灰熔点。鲁南煤灰中Al₂O₃的含量一般在10％～25％之间。经测试表明（测试结果见表2），煤灰中Al₂O₃的含量自15％开始，灰熔点随着Al₂O₃含量的增加而有规律地增加；当Al₂O₃高于25％时，ST和FT温差随Al₂O₃增加而越来越小，即FT和ST温差接近0℃，或DT、ST、FT三个温度点重合为二个点或一个点，这样的灰渣粘度特性较差，操作温度范围较小，不利于德士古气化炉的排渣，如果操作温度低于临界粘度温度或接近临界粘度温度，将使德士古气化炉渣口堵塞。在煤灰熔融时，Al₂O₃起“骨架”作用，故Al₂O₃含量越高，灰熔点越高。当Al₂O₃含量超过40％时，灰的流动温度FT超过1500℃。

表2  Al₂O₃与灰熔点的对应关系

1.3  b类氧化物的影响

在一般条件下，b类氧化物能降低灰熔点，起助熔剂作用。由于b类氧化物与灰渣所处环境介质有关系，且各组分对灰熔点的影响机理和作用不同，故对各组分的影响分别总结如下。

1.3.1  CaO的影响

   由于煤的形成年代不同，煤中腐植质吸收钙的能力不同，在煤灰中CaO的含量变化很大。在鲁南煤灰中，CaO的含量在8％～25％之间，鲁化德士古装置在开车阶段曾添加石灰石（CaO含量在55％～58％）作助熔剂。由于CaO是碱金属氧化物，在高温条件下，很容易和SiO₂形成熔点较低的硅酸盐如2Ca SiO . 2CaO.SiO₂. Al₂O₃。在煤灰中，SiO₂所占比率较高，有足够的数量与CaO反应，形成复合硅酸盐，故CaO一般均起降低灰熔点作用。同时，单体CaO的熔点高达2590℃，当CaO含量增加到一定量时，（如超过50％），由于CaO的熔点高，这时CaO不仅不起降低灰熔点作用，反而能使灰熔点显著增高。试验表明。大多数煤灰的SiO₂/ Al₂O₃比值在1～4范围内^〔2〕，当SiO₂含量大于50％时，同时SiO₂/ Al₂O₃＞3时，CaO含量在20％～25％时，灰熔点最低；当煤灰中SiO₂/ Al₂O₃＜3时，CaO含量在30％～35％时，灰熔点最低。煤灰中CaSO₄也起降低灰熔点的作用，但不如CaO作用明显。

1.3.2  MgO的影响

在煤灰中，MgO的含量较少，一般在4％以下，在煤灰中起降低灰熔点的作用。试验表明，当煤灰中MgO的含量在13％～17％时，灰熔点最低，大于或小于这个数量，灰熔点将增高。

1.3.3  氧化铁的作用

在煤灰中，Fe₂O₃的含量变化很大，一般含量为5％～15％。但鲁南煤灰中的Fe₂O₃相对较高，有的煤种（如北宿煤）Fe₂O₃的含量可高达30％。无论氧化气氛还是还原气氛中，Fe₂O₃均起降低灰熔点的作用。在不同环境介质中，灰渣中铁具有不同价态。在弱还原性气体介质中，铁呈氧化亚铁（FeO，熔点为1420℃）；在还原性介质中，铁呈金属状态（Fe，熔点为1535℃）。氧化亚铁最易与灰渣中的氧化物形成低熔点的共熔体（Fe₂SiO₄），故在弱还原性的介质中，灰熔点最低。试验表明，在弱还原性气氛中，Fe₂O₃含量小于20％，Fe₂O₃的含量每增加1％，平均降低软化温度18℃，降低流动温度12.7℃，煤灰中FT和ST的温差随着Fe₂O₃的增加而增大。而在煤灰中Fe₂O₃的含量在20％～35％的范围内，每增加1％，平均降低软化温度8.7℃，降低流动温度6.4℃。因此，在用煤灰含Fe₂O₃高的煤作为德士古气化原料煤时，由于灰熔点不高，故操作温度不高，但Fe₂O₃对气化炉耐火材料的化学腐蚀很大。

1.3.4  碱的影响

    碱（K₂O+Na₂O）在煤灰中含量一般小于2％。煤灰中K₂O、Na₂O均能显著降低灰熔点，但在高温下具有很强的催化作用，使煤灰挥发，促进熔点很低的共熔体的形成。煤灰中Na₂O含量每增加1％，软化温度降低17.7℃，流动温度降低15.6℃。

2.1 煤灰熔融性由煤种本身决定，当煤种一定时，灰熔点的变化范围是一定的。煤灰熔融性是煤灰各组分共同作用的结果，不能片面强调某个组分的作用。

2.2 煤灰熔融性与煤灰中各化学组成的含量有关。在一般情况下，SiO₂含量的变化，影响无规律，Al₂O₃随其含量的增加而灰熔点升高，b类氧化物为助熔剂，特别是CaO和Fe₂O₃能明显地降低灰熔点。

2.3德士古气化炉炉内环境介质气氛是恒定的，在分析影响其煤灰熔融性因素时，应重点分析煤灰的化学组成和灰中各化学组成所在的范围。

2.4正确分析煤灰熔融性的影响因素，将有利于德士古气化炉煤种的选择和多煤种的复配，为德士古气化煤种开发和应用积累经验。鲁南化肥厂德士古气化炉多煤种的应用也充分说明了这一点。

煤的灰熔点

德士古水煤浆加压气化技术一般采用液态排渣工艺。煤的灰熔点对该工艺制约很大。煤的灰

熔点低, 灰分在较低的温度下就能够熔化、流动,气化温度可以控制得相对低些, 对液态排渣有利。另一方面, 较低的操作温度可以延长炉衬耐火材料寿命。一般要求灰分的流动温度不超过1400℃, 一般低于1300 ℃为宜。煤的灰熔点可用初熔温度、软化温度、半球温度、熔融流动温度来表示。灰熔点的测定既可在氧化性气氛中进行, 也可以在还原性气氛中测定。由于德士古水煤浆加压气化工艺是部分氧化还原反应, 属还原性气氛,一般测定还原性气氛下煤的灰熔点。煤的灰熔点与煤灰的矿物质含量有密切的关系。德士古液态排渣工艺最关心的是熔融流动温度。煤灰分中含有多种化学物质, 如SiO 2、M gO、A l2O 3、BaO、CaO、Cr2O 3、M nO 2、Fe2O 3、K2O、N a2O、T iO 2、P2O 5 等, 其中对煤灰熔点影响最大的是A l2O 3+ SiO 2 及CaO + Fe2O 3+ M gO 含量。若灰分中A l2O 3+ SiO 2 含量高, 则灰的熔融流动性差, 灰熔点高; 反之则熔融流动性好, 灰熔点低。在氧化性气氛中测定出的灰熔点要比还原性气氛测定出的灰熔点高50～ 100 ℃。这是由于在还原性气氛中, 煤灰中的Fe2O 3 被还原成FeO ,FeO 可与灰分中的SiO 2 形成共熔的低熔点化合物, 如: 4FeO ·SiO 2, 2FeO ·SiO 2 等。

煤的灰熔点以低于1300 ℃为宜,考虑到煤的气化效率及耐火砖的使用周期等方面的因素,最

好的煤种灰熔点在1250～1300 ℃,如果原料煤的灰熔点太低,由于生产条件下煤灰的黏度降低,也会加剧对耐火砖的侵蚀,较低灰熔点的煤种可以通过配煤来解决。

灰的粘温特性

黏度是衡量流体流动性能的主要指标,要实现气化温度下灰渣以液态顺利排出气化炉,黏度

应在合适的范围之内,既要保证在耐火砖表面形成有效的灰渣保护层,又要保持一定的流动性。根据国内外对液态排渣锅炉的研究指出,灰渣的黏度应在25～40 Pa·s 之间方可保证顺利排渣,水煤浆气化炉在操作温度下灰渣黏度控制在25～30 Pa·s 为宜。影响灰渣黏度的主要因素是煤灰的组成,即灰成分。煤灰的主要矿物质成分是Al2O3 、SiO2 、MgO 等,通过调查研究表明:Al2O3 是灰渣熔点升高、黏度变差的主要成分。Al2O3 含量越高,煤灰的流动温度越高;Al2O3 含量高于40 %时,煤灰的流动温度大于1500 ℃。MgO 含量一般很少,MgO 又和SiO2 形成低熔点的硅酸盐,起到降低灰融熔温度的作用。SiO2 是煤灰成分中含量最高的组分,使煤的灰熔融特性变差,黏度升高,但它与其它的组分(CaO) 可以形成低熔点的物质,因而可依据其含量,在一定范围内添加CaO 以消弱对灰黏度的影响。CaO 是降低灰熔点的组分,与SiO2 形成低熔点的硅酸盐,因而CaO 是最常用助熔剂组分,但其含量过高则析出CaO 单体,反而使灰熔点升高,黏度增大。其添加量应控制在与灰分之比为20 %左右。Fe2O3 也是降低灰熔点及灰渣黏度的组分,因为Fe2O3 在还原气氛下被H2 或CO 还原为FeO ,FeO 与灰渣中的SiO2 和Al2O3 形成低熔点的共熔物。Fe2O3 含量低于20 %的煤灰,Fe2O3 含量每增加1 % ,煤灰的软化温度平均降低18 ℃。K2O 和Na2O 含量增高,煤灰熔融温度显著下降,每增加1 % ,煤灰的流动温度平均降低16 ℃。

煤灰的焦渣特性

灰渣黏度是煤灰的高温特性,是指测定煤挥发分后所残留下焦渣的特性,共分8 类,序号越大

粘结性越强,一般认为水煤浆加压气化工艺的原料煤结渣特性应为1～2 类。

对炉砖的影响　

在德士古水煤浆加压气化工艺中, 由于气化炉耐火衬里使用寿命与操作温度有极大关系, 较高的温度会导致耐火材料加速分解、侵蚀。经验表明, 达到一定温度后, 温升每增加100 ℃, 腐蚀速率将升高4 倍。从这方面考虑, 较低的操作温度对延长耐火材料寿命有利。由于德士古煤气化装置采用液态排渣,提高操作温度有利于碳转化及排渣顺利。但操作温度过高,会影响价格昂贵的耐火砖寿命。气化温度视灰渣的粘温特性及煤的化学活性而定,一般高于煤灰熔点50～70 ℃。液态渣对炉砖的熔蚀使炉砖变薄,炉砖的熔蚀与温度有很大关系,温度在最佳操作温度以上每增加44 ℃,熔蚀速率增加一倍。因此选择灰熔点低的煤种,可有效地降低操作温度,延长炉砖的使用寿命。渭河化肥厂气化炉原设计运行时间为9000 h ,由于黄陵煤灰熔点高,操作温度高,3 台气化炉最好的运行4000 h 后即换炉砖。每台气化炉的炉砖价格高达500 万元人民币,且筑炉、养护、干燥时间长,影响经济运行,使前段时间被迫只能一台炉运行,严重影响满负荷运行。

另一方面, 为了确保液态排渣顺利, 须将操作温度控制在高于煤灰熔点30～ 50℃。为了解决这个问题, 一些单位开发了助熔剂以降低灰熔点。常通过加入CaO、Fe2O 3、M gO 的矿石如石灰石、含Fe2O 3 的矿渣等提高灰分中CaO + Fe2O 3+ M gO 相对含量, 以降低灰熔点。渭河化肥厂、淮化集团在德士古水煤浆加压气化装置中都设计了添加石灰石工艺, 一般为设计加入量的10%～ 20%。当然, 石灰石的加入也会给生产带来一些不利因素。

煤种的灰成分分析表明,煤灰的熔融温度与煤灰的化学组成有一定的关系,ＳｉＯ2,Ａｌ2Ｏ3含量越高,灰熔点就越高,而煤灰中Ｆｅ2Ｏ3,ＣａＯ越高,灰熔点就越低.

煤的灰分含量

煤灰中主要包括A l2O 3、SiO 2、Fe2O 3、CaO ,少量的K2O、N a2O、T iO 2、BaO 及微量物质如

Cr2O 3、M nO 2、PbO、CuO、CoO、CdO 等。煤中灰分含量高对原料的运输及生产不利, 一方面增加了不必要的运输费用, 另一方面会导致比煤耗、比氧耗增大, 生产成本大幅度上升, 同时增加了三废治理工作量。德士古水煤浆加压气化采用液态排渣工艺, 煤中的灰分在反应过程中要吸收大量的热量, 以达到熔融态, 便于液态排灰, 这就导致能耗增加。同时, 灰分含量高, 熔融态灰渣对耐火材料冲刷、侵蚀、剥蚀就大, 缩短耐火材料使用寿命。灰分含量高, 产生的炉渣相应也多,锁渣斗系统排灰频率高, 灰渣对系统的磨蚀加大,同时系统冲压、泄压频繁, 设备使用寿命缩短.

煤灰熔融性是评价气化用煤的重要指标之一，当气化炉应用液态排渣技术时，要求原料煤的灰熔融性温度必须低于气化炉的操作温度。从灰成分来看，SiO2、A1203、Fe203以及CaO是构成煤灰的主要成分，其他氧化物则含量较少。其中SiO2和Al2O3是酸性氧化物，对灰熔融性温度有提高的作用；Fe203和CaO是碱性氧化物，对灰熔融性温度有降低的作用。

决定煤的灰熔融性温度的因素分析及其计算方法
3．1．1 化学成份对煤灰熔融性的影响
    煤灰是一种极为复杂的无机混合物，其熔融温度与化学组成有一定的关系。煤灰的组成为Al203、Si02、CaO、Mg0、Fe203、K20、Na20、Ti02、S03等，影响其熔融性温度的规律如下。
    (1)Al203、Ti02含量高的煤灰，其熔融温度也高。当Al203含量>40％时，煤灰的FT必定超过1500℃。
    (2)Si02含量的影响没有A1203那样显著，其规律没有那么明显：Si02含量>40％的煤灰其熔融温度较Si02含量<40％的煤灰来得高些。Si02含量大于60％时，Si02的增加看不出熔融性温度有规律的变化。
    (3)煤灰中的CaO大多是以CaSi03形态存在，而CaSi03熔点较低，所以一般CaO含量愈高，煤的灰熔融温度愈低：由于CaO本身熔点很高(2590℃)，如果CaO含量高于50％时，则熔融温度升高：实验结果表明，对于Si02／A1203>3．0且Si02含量大于50％的煤灰，当CaO含量在20％—25％时，煤灰的熔融温度最低，CaO含量超过这个范围时，煤灰熔融温度开始提高。对于Si02／A120，<3．0的煤灰，当CaO含量在30％—35％时，煤灰的熔融温度最低，当CaO含量超过这个范围时，煤灰熔融温度开始提高。
     (4)由于煤灰中的Mg0含量一般很少，Mg0又与Si02形成低熔点的硅酸盐，所以也起降低灰熔融温度的作用。
     (5)由于氧化铁与Si02可以形成一系列低熔点的硅酸盐，所以氧化铁起了降低灰熔融温度的作用：在弱还原性气氛中，氧化铁以FeO的形态存在，与其它价态的铁相比，FeO具有最强的助熔效果，如果煤灰中的CaO、碱金属氧化物等助熔组份含量较高且硅铝比较高、Pe2O3含量较低时，煤灰熔融温度就很低；对于硅铝比较低且CaO、碱金属氧化物等助熔组份的含量亦较低的煤灰，在Fe203含量较高时，才能使其熔融温度最低。特别是氧化铁含量低于20g自勺煤灰，当Fe203含量每增加1％，煤灰的ST温度平均降低18nn，因此煤灰的熔融温度是随Fe203含量增高而降低，煤灰的颜色也是随Fe203含量增高而加深：这就是为什么煤浆的灰熔融温度比原料煤的灰熔融温度低40—80℃的原因(磨机磨煤时部分铁屑进入煤浆中)。
    (6)K20和Na20含量每增加l％，煤灰的FT温度平均降低17．7℃。
    (7)硫在煤灰中起降低熔融温度的作用。
    (8)陈文敏通过大量试验数据总结出下列规律：
     AL2O3/(CaO+Fe2O3)<1.0，则FT
     AL2O3/(CaO+Fe2O3)>4.0，则FT
     Al2O3/(CAO+Fe2O3)>5.7，则FT>l500℃

煤灰熔融温度的计算方法
    长期以来，除实测外，国内外学者做了大量研究工作，提出了几种根据煤灰化学组成预测煤灰熔融温度的方法。如：姚星一等根据我国煤灰组成特点，提出了灰熔融温度FF计算的经验公式：
    FT=24AL203+11(Si02+Ti02)+7(CaO+MgO)+3(Fe203+KNaO) (1)
    FT=200+21Al203+lOSi02+5b (2)
    FT=200+(2．5b+20Al203)+(3．3B+10Si02) (3)
    (1)、(2)式适用于b<30％的煤灰熔融温度计算：(3)式适用于A>30％的煤灰熔融温度计算，如果(2．5b+20Al2O3)<332时，则应再加上2[332—(2．5b+20Al2O3)]；如果(3．3b+10Si02)<475时，应再加上2[475—(3．36+lOSi02)]。这些经验式计算出的FT值一般与实测值之差在100℃以内。Winegartner和Rhodes、Sondreal和Elhnan分别利用大量的美国煤样的分析数据，通过回归分析，得到能够准确预测煤灰熔融温度的预测方程；Vincent研究了新西兰煤灰化学组成与灰熔融温度之间的关系，根据特定煤田的煤灰组成，利用多元回归法、逐步回归法来预测煤灰熔融温度。平户瑞穗根据煤灰中主要化学成份如CaO、Fe203、A1203和Si02与灰熔融温度之间的关系建立了多元回归方程(其相关系数r=0．95)，能够较为准确地预测煤灰的熔融温度。
3．2 煤灰的熔融性对Texaco气化装置运行的影响
    Texaco煤气化炉的适宜的操作温度范围为1300—1400℃，实际操作温度为原料煤的灰熔融性温度FT加30—50℃。为了保障气化炉排渣顺利，专家们提出引进T4温度(灰渣流动时灰的粘度在25—40 Pa•s时的温度)，测量灰渣的粘度，并找出其规律，确定最佳的操作温度。目前，昆山的Texaco服务公司已用T4温度指导中国的Texaco煤气化装置操作运行。
    当气化炉操作温度提高，熔渣对耐火衬里的冲刷及熔蚀加快。现场经验和实验室测试都表明，当操作温度与特定的灰渣粘度相匹配时，耐火砖寿命最长。Texaco发展公司已经做了大量试验以确定特定煤的灰渣的粘度与相应操作温度之间的关系。灰渣粘度一般随温度的升高而降低。操作温度下灰渣粘度太高将引起出渣口堵塞及排渣困难，甚至导致下降管损坏、大块渣形成及锁斗系统堵塞。操作温度下灰渣粘度太低，在耐火砖表面不能形成稳定的粘性保护层，将加速耐火砖剥落，且出渣口变大，气化炉压差下降，煤浆的雾化效果变差，煤粒反应时间缩短，灰渣中可燃物上升，发气量降低：一般的规则是气化炉操作温度在最佳粘度对应的温度以上每增加44℃，耐火砖剥落速率增加1倍：例如一个气化炉在1390℃运行，但它的最佳灰渣粘度对应的温度为1300℃那么耐火砖寿命将从18000h减至4500h，从而影响了气化炉的运行周期。除非灰渣粘度太低，否则原料中灰量的增加；应加速耐火砖的剥落，且在适宜的操作温度及灰渣粘度下，将在耐火砖表面形成一粘性保护层，使之与大量灰渣隔开。但是在低粘度情况下，这个保护层将不十分有效，大量的灰渣将冲刷耐火砖表面，这样将造成灰渣、砖表面的持续腐蚀，缩短气化炉耐火砖的运行周期。
3．3 煤灰熔渣对耐火内衬的侵蚀破坏机理
    原料煤灰成份决定了灰渣的粘温特性，液态熔渣沿向火砖内壁向—下流动过程中与砖接触，对耐火砖造成侵蚀和破坏：——般适用于渣油气化炉的高铝质(A1203)向火面耐火砖容易受到熔渣侵蚀，因为熔渣中也含有相当量的A1203。
    熔渣中含有的CaO及Fe203组份侵入耐火砖，与耐火砖中的Mg0组份生成MgFe204，后者的耐磨损性比Mg0低。
    一般认为耐火砖中的尖晶体MgAl2O4对熔渣的侵蚀作用具有一定的抵御性：然而熔渣中含有的氧化铁组份侵入砖，Fe3+取代了耐火砖中的A13+，这种置换作用引起砖体膨胀而造成耐火砖脆裂。
    主要组份为Cr203的耐火砖，熔渣侵入后使耐火砖晶间结构变化，性能退化，造成耐火砖脆裂。
    主要组份为Cr203、A1203及Zr02的耐火砖，一般能经受熔渣的侵蚀作用。耐火砖氧化铬含量越高，受熔渣的侵蚀程度就越轻，然而耐火砖氧化铬含量越高，其抵御剥落的能力就越弱。

所选原料煤的最佳操作温度的确定
    在烟煤中，不同煤质、不同矿点(即使是同一矿点)、不同煤层的煤其反应活性、灰渣成份、含灰量、灰熔融温度、熔渣流动状态下的粘温特征等工艺性质不同，所以最佳气化操作温度也不同：应该做好煤质评价，在此基础上确定最佳操作温度。一般的最佳操作温度为FT温度加30—50℃或T4温度。当然这个温度必须在Texaco煤气化炉所能接受的温度范围内：有的厂家为了增加原料煤灰熔融温度波动时的操作弹性，保持较宽的炉温操作，确定的操作温度为盯温度加50—100℃或者更高：但笔者认为，若能及时分析煤灰熔融温度并调整，确定这样宽的操作炉温将得不偿失。

确定可用于Texaco气化炉气化的煤质能用于Texaco气化炉的煤种最好是烟煤,且煤质满足下列四个条件:(1)发热量≥25.121 MJ/kg,以保证气化炉的热平衡。(2) FT在1 300℃左右(对于鲁南Texaco炉,最好在1 100℃~1 250℃为宜)。(3)煤中灰含量Aad≤15 %,最好是Aad≤10%,越低越好。(4)煤的成浆性能好,水煤浆浓度可达60 %以上,添加剂用量少,且价格便宜。

4.2 确定煤的灰渣不缩短气化炉运行的周期

为了维持气化炉的操作运行稳定,且生产周期长,则必须同时满足下列两个条件:

(1)灰熔渣对耐火材料衬里的侵蚀性较弱,灰熔融性温度偏低,操作温度较低。

(2)确定操作温度下,渣的粘度-温度特性合适,在气化操作温度下,灰渣的粘度控制在25 Pa·s~40 Pa·s,且由煤质分析确定的最佳操作温度在Texaco气化装置允许的范围之内。

4.3  Texaco煤气化煤质选择的经济运行指标

为使原料煤在最优化状态下气化,且有效气体成份高,氧耗低,操作稳定,对其后系统及气体净化装置的腐蚀性弱,则满足下列条件为宜:

(1)反应性好,活性高(碳转化率高),在1 250℃时,反应性分析CO2还原率α≥98 %。

(2)煤的内在水分低,最好≤8 %为宜,成浆性好,能制出高浓度的水煤浆,煤浆浓度≥60 %,最好在65 %以上。且粘度在0.7 Pa·s~1.4 Pa·s之间,煤浆稳定,流动性好。

(3)可磨指数大,以便能制出设计粒度分布的煤浆,增加煤浆的稳定性、流动性。在煤的可磨指数改变较大时,可通过调整棒(球)的级配比及添加量来改变磨机的可磨性能以得到合理的粒度分布的煤浆,保持煤浆的稳定,磨机设计时要有这样的弹性。

(4)煤中有害元素硫、氯、砷、汞、氟等含量要低,以减轻净化系统的脱硫负荷,避免变换催化剂的中毒。