PHẦN 2 : CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THAN
3.3. Các yếu tố chính ảnh hưởng tới q trình khí hóa than
• Ảnh hưởng c a áp su t. ủ ấ
Q trình khí hóa xảy ra ở áp suất nhất định. Thự ếc t thì để q trình hóa khí hoạt động thì áp suất tối thiểu phải là 9.8atm và có thể đạ đết n 98.7atm. Ở áp
suất cao cực độ, như việ ổc t ng h p amoniăc (128 – 148 atm) hay như q trình hóa ợ
khí ở áp suất ở áp suất 69 –98atm trở lên sẽ khó thực hiệ Ởn. áp suất q cao thì
kích thước thiết bị sẽ lớn c ng nh vi c l a ch n vật liệu làm lị hóa khí trở nên ũ ư ệ ự ọ
khó khăn dẫn đến chi phí kinh t s r t cao. ế ẽ ấ
Vì vậy việc lựa chọn áp suất cho q trình hóa khí là tùy thuộc vào yêu cầu của quá trình hay thiết bị và mục đích s d ng cuối cùng sao cho chi phí đầu tưử ụ là th p nhất. ấ
Mỗi giá trị áp suất nhất định thì thành phần khí tổng hợp sẽ thay đổi khác
nhau.Như vậy tùy thu c vào s n ph m khí ra theo yêu cầu cần sử dụng mà ta ộ ả ẩ
chọn một giá trị áp suất nhất định tương ứng với mỗi kiểu công nghệ hóa khí than thích hợp.
• Ảnh hưởng c a nhi t độ ủ ệ
Nhiệt độ của q trình hóa khí nhìn chung được lựa chọn trên c sở của ơ
trạng thái tro(trạng thái dướ đ ểi i m mềm của tro và trên iểm nóng chảy của xỉ). đ
Đối với than i m nóng ch y c a tro r t cao, đ ể ả ủ ấ đó là s thu n l i đểự ậ ợ thêm chất khí
hóa vào than để giảm nhi t ệ độ nóng ch y c a tro xu ng. Hóa khí nhi t ả ủ ố ở ệ độ cao sẽ làm tăng lượng oxy tiêu thụ của quá trình và s gi m toàn di n hi u su t c a ẽ ả ệ ệ ấ ủ
q trình hóa khí. Vì vậy trong q trình hóa khí ta ln đảm bảo nhiệt độ trong lị khơng được vượt q giá trị cho phép.
Các q trình hóa khí hiện đại đều hoạt động ở áp suất 30bar và nhiệt độ
trên 13000C. Ở đ ề i u kiện như vậy có tác d ng làm t ng giá tr sảụ ă ị n xu t khí t ng ấ ổ
hợp với thành phần mêtan giảm xuống. Trong trường hợp này thì nhiệt độ cao
là cần thiết, đồng thời để q trình hóa khí thuận lợi hơn người ta còn sử dụng thêm chất xúc tác trong q trình ph n ng. ả ứ
• Ảnh hưởng c a nguyên li u ủ ệ
Các loại nhiên liệu có độ ẩm cao như củi g , than bùn ... mu n chuy n ỗ ố ể
chúng thành nhiên liệu khí bằng q trình khí hóa thường phải thực hiện sấy sơ bộ.
Nếu độ ẩm của nhiên liệu tăng cao thì chẳng những tiêu tốn nhiệt vào quá trình bốc
hơi ẩm và đốt nóng hơi ẩm đến nhiệt độ khí mà cịn làm giảm chất lượng khí than. Về mặt cơng ngh khí hóa người ta l i phải tổệ ạ chứ ớc l p nhiên ki u có chi u cao ệ ề
thích hợp hoặc thay đổi chế độ khí hóa. Đó cũng là nguyên nhân làm tăng giá thành cho một đơn vị nhiên li u chu n. ệ ẩ
• Ảnh hưởng c a lượng tar ủ
Lượng tar có thể đạt tới 7 ÷ 8% nếu ta khí hóa củi, than non, than bùn. Với các nhiên liệu rắn khác nhựa than có hàm lượng thấp hơn. Tar có thể tồn tạ ởi dạng lỏng hoặc hơi và ảnh hưởng tới chất lượng khí than v i m c độớ ứ khác nhau. Nhi t ệ
sinh của nhựa than khá cao (tới 31400kj/kg), vì vậy nếu nó nằm dạở ng h i thì ơ
chất lượng khí than tăng lên nhiều. Đ ềi u đó cũng giải thích tại sao khí than sinh ra
từ than non có chất lượng cao hơn khí than sinh ra từ than già như antraxit.
Tuy nhiên, vì đ ềi u kiện nào đó (độ ẩm nhiên liệu hoặc chiều cao lớp nhiên
liệu tổ chức không hợp lý) thì nhựa than tách ra ở dạng l ng. Trong trường hợp ỏ
này chất lượng của khí than giảm xuống và q trình khí hóa gặp khó khăn do tar tách ra ở trong lị làm dính k t các lớp nhiên liệu, cản trở sự lưế u thơng khí và s ự
dịch chuyển nhiên liệu. Nếu tar tách ra trên đường dẫn khí hoặc ở vị trí các van trên đường dẫn sẽ gây tắc tai các vị trí trên đường dẫn. Để khắc phụ đc iều đó khi bố
• Ảnh hưởng c a tro x . ủ ỉ
Tro được tách ra trong q trình khí hóa được chuyển xuống phần dưới của
lò. Tại vùng này tro xỉ có thể nóng lên vì nhiệt độ mà nó tiếp xúc khá cao. Nếu nhiêt độ chảy của xỉ thấp, nó sẽ kết thành t ng x lớả ỉ n c n tr quá trình khí hóa và ả ở
lị bị bịt kín một phần hay hầu hết. Khi hiện tượng kết tảng xỉ xẩy ra, gió s tập ẽ
trung vào những vùng chưa bị dính k t x , ngh a là s phân bố gió hay tác nhân khí ế ỉ ĩ ự
hóa sẽ tập trung vào vùng này, kết quả làm cho tác nhân khí hóa vượt quá mức bình thường, vì vậy hàm lượng CO2 và N2 của khí than sẽ tăng lên. M t khác ặ
nếu quá trình tiếp diễn lâu tại các vị trí đó, nhiệt độ tai đây sẽ tăng nhanh b i nhi t ở ệ
tỏa ra do các phả ứn ng t a nhi t làm cho xỉ tiếp tục bị dính kết l i dỏ ệ ạ ẫn tới sự tắc lị
làm ngừng q trình khí hóa và làm chất lượng khí than giảm xuống nghiêm trọng.
Để tránh sự kết dính xỉ, người ta phải kịp thời phát hiện và dùng các biện pháp sau để xử lý: Dùng choòng phá các t ng x , dùng các áo nước bao quanh thân ả ỉ
lò để chống sự kêt dính xỉ vào thành lị, dùng ghi quay để phá các tảng xỉ tạo thành. Nếu phải khí hóa loại nhiên liệu dễ cháy, người ta có thể dùng phương pháp thải xỉ dạng lỏng để tránh các hiện tượng trên.
• Ảnh hưởng của kích thước h t than. ạ
Kích thước hạt than và hạt cốc có vai trị đáng kể trong q trình khí hóa. Ta biết rằng nếu kích thước các hạt nhỏ thì tổng diện tích tiếp xúc của các hạt với tác nhân khí hóa tăng lên do đó độ ho t tính tăng lên, tốc ạ độ phản ứng trong q
trình khí hóa tăng. Tuy nhiên nếu kích thước hạt q nhỏ thì sức cản thủy lực tăng, dễ gây tắc lị làm cản trở q trình khí hóa. Vì v y, việc tậ ạo ra kích thước hợp lý để
cho q trình khí hóa tiến hành thuận lợi cũng có ý nghĩa quyết định.
Với mỗi loại nhiên li u, kích thước ó được l a ch n theo kinh nghi m, ví ệ đ ự ọ ệ
dụ than nâu, than đá có thể tạo kích thước trong khoảng 20÷50mm, với antraxít kích thước khoảng 13 ÷ 25mm. Nhiên liệu dễ kết kh i, hoặc dễ tạố o b t v n ộ ụ
thì sức c n th y l c càng t ng, do ả ủ ự ă đó thường ph i li u hai loại nhiên liệố ệ u này. N u ế
khí hóa than dễ kết khối, nên dùng lị khí hóa có nghi quay vì trong q trình quay các tảng xỉ và cốc bị phá vỡ liên kết. Nếu khí hóa than bụi hay than cám nên dùng