[發(fā)明專利]一種使高階煤用于氣流床液態(tài)排渣爐的改性方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510025138.1
• 申請日: 2015-01-19
• 公開（公告）號: CN104650985A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李晉平;劉斌;李衛(wèi)東;馬軍祥;杜國恩;申慧青;任啟亮;郭志鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司
• 主分類號: C10J3/46
• 分類號: C10J3/46;C10L9/10
• 代理公司: 太原華弈知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 14108
• 代理人: 李建偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤化工領(lǐng)域，尤其涉及一種高階煤的改性方法，改性后的高階煤可以用于氣流床液態(tài)排渣爐。

背景技術(shù)

氣流床液態(tài)排渣爐是目前世界上最為先進(jìn)的煤氣化爐型之一，因其規(guī)模大，碳轉(zhuǎn)化率高，熱效率高，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)被廣為使用，但是它特有的結(jié)構(gòu)和工藝對煤質(zhì)的要求也較為苛刻，因煤質(zhì)問題導(dǎo)致設(shè)備損壞、停車的事故也接連不斷。

我國生產(chǎn)的單一煤種很難滿足氣流床液態(tài)排渣爐的需求，現(xiàn)在企業(yè)通用的辦法是通過配煤技術(shù)將不同地區(qū)不同特征的煤種混合起來以改變煤質(zhì)使之滿足工藝用煤指標(biāo)，但是由于煤質(zhì)指標(biāo)眾多，尋找與當(dāng)?shù)孛悍N相匹配的配對煤種較為困難，同時(shí)由于同一地區(qū)的煤質(zhì)基本一致，即便找到配對煤種，通常也相距甚遠(yuǎn)，運(yùn)輸不能及時(shí)保障，同時(shí)運(yùn)行成本也大大增加，同時(shí)采用煤煤混配，混配效果較差，煤質(zhì)波動很大，容易造成氣化操作條件變化，導(dǎo)致堵渣和積灰的風(fēng)險(xiǎn)顯著提高，因此解決原料煤的長期供應(yīng)和確保煤質(zhì)穩(wěn)定一直是企業(yè)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

以殼牌粉煤氣化爐為例，殼牌氣化爐技術(shù)先進(jìn)，煤質(zhì)要求嚴(yán)格。他不僅對煤的灰分、揮發(fā)分、熱值等有一定要求，還受煤的灰熔融性、黏溫特性等的影響。但具體的影響機(jī)理目前尚沒有明確的定義和量變關(guān)系，各家都在長期生產(chǎn)實(shí)踐過程中摸索適合自己的一些煤質(zhì)指標(biāo)。

殼牌氣流床液態(tài)排渣爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，以渣抗渣的運(yùn)行機(jī)理，需要在高溫下反應(yīng)，確保在水冷壁上附著一定厚度的渣以保護(hù)水冷壁，同時(shí)新生成的渣要沿著爐壁流出下渣口，確保連續(xù)運(yùn)行。因煤質(zhì)使用不當(dāng)或煤質(zhì)出現(xiàn)波動時(shí)，就會影響掛渣和排渣，從而導(dǎo)致水冷壁燒穿或灰渣堵塞，造成嚴(yán)重的停車事故。

氣流床液態(tài)排渣爐通常采用廢鍋流程來回收熱量，飛灰會隨著合成氣一并帶入，在廢鍋段逐漸冷卻，而粘附在廢鍋內(nèi)件上，形成積灰，嚴(yán)重影響換熱效果，嚴(yán)重時(shí)直接堵管停車。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種使高階煤用于氣流床液態(tài)排渣爐的改性方法，通過對煤的改性，滿足液態(tài)排渣爐的使用要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)穩(wěn)定，解決氣流床液態(tài)排渣爐對煤質(zhì)要求高，引發(fā)的配煤難及配煤引起的高成本問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種使高階煤用于氣流床液態(tài)排渣爐的改性方法，向高階煤中添加高階煤重量2%～8%改性劑，并混合均勻，所述的改性劑粒度≤2mm，由重量份數(shù)為3～5的SiO?,?4～5的?CaO組成。

本發(fā)明提供了一種使高階煤用于氣流床液態(tài)排渣爐的改性方法，通過對單一高階煤進(jìn)行改性劑添加，無需多種煤種混配，對原煤指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，使之各項(xiàng)指標(biāo)滿足液態(tài)排渣氣化爐運(yùn)行要求，添加改性劑的高階煤可直接應(yīng)用于液態(tài)排渣氣化爐使用，避免了配對煤的尋找、減少了煤炭的長途運(yùn)輸，解決了部分企業(yè)有煤資源仍需外購輔煤的困擾，同時(shí)擴(kuò)寬煤種的適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)煤種當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)化，擴(kuò)寬了不同煤質(zhì)地區(qū)煤氣化工藝路線的選擇范圍。并且經(jīng)過改性的煤可以實(shí)現(xiàn)煤灰在爐內(nèi)壁的掛壁穩(wěn)定，保證氣化爐的掛渣和排渣平衡，降低堵渣和積灰的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)通過改性，提高了煤質(zhì)的均質(zhì)化水平，穩(wěn)定了操作運(yùn)行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本發(fā)明解決了液態(tài)排渣爐原料緊張的問題，保證用煤質(zhì)量的長期穩(wěn)定，降低了企業(yè)的原料和運(yùn)行成本，簡化了工藝操作，延長了設(shè)備的使用壽命，降低了事故發(fā)生率。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

以山西臨汾黑龍煤為試驗(yàn)用煤，黑龍煤屬于高階煤，本身因灰熔點(diǎn)高，煤灰粘性差不適合氣流床液態(tài)排渣爐使用。

取3噸SiO?和4噸CaO混合均勻，粉碎成粒度≤2mm的粉末，制得改性劑。

取黑龍煤10噸，向高階煤中添加400kg的改性劑，混合均勻。

混合后的煤，常規(guī)分析見下表：

對混合后的煤的黏溫特性進(jìn)行檢測分析，該煤黏溫曲線較好，在反應(yīng)溫度區(qū)間內(nèi)無拐點(diǎn)，操作空間大約213度，堵渣風(fēng)險(xiǎn)較低。

實(shí)際在某殼牌氣流床液態(tài)排渣爐中進(jìn)行了14天的試燒，效果良好，未出現(xiàn)堵渣問題。

實(shí)施例2

以山西潞安余吾煤為試驗(yàn)用煤，余吾煤屬于高階煤，該煤灰熔點(diǎn)高大于1500℃，粘性特性差，氣化爐操作空間較小，不適合氣流床液態(tài)排渣爐使用。

取5噸SiO?和5噸CaO混合均勻，粉碎成粒度≤2mm的粉末，制得改性劑。

向該煤種添加約6%的改性劑，改性后的煤，灰熔融流動溫度顯著降低至1400℃以下，同時(shí)明顯改善黏溫特性，增大操作空間。在合適的氣化溫度下，可以避免下渣口和渣屏堵渣以及積灰的風(fēng)險(xiǎn)。常規(guī)分析值見下表：