[發明專利]一種煤氣化細渣殘炭與生物質快速熱解油混合制備漿體燃料的方法

有效

• 申請號: 202010736102.5
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111849571B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 郭凡輝;武建軍;張一昕;苗澤凱;郭旸;趙旭;郭振坤;劉虎
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: C10L1/32
• 分類號: C10L1/32;C10L5/44
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發明公開了一種煤氣化細渣殘炭與生物質快速熱解油混合制備漿體燃料的方法，包括以下步驟：(1)以煤氣化細渣為原料，通過泡沫浮選技術實現氣化細渣的炭?灰分離，分離出殘炭；(2)以生物質為原料，通過快速熱解技術制備生物質熱解油；(3)將步驟(1)得到的殘炭和步驟(2)得到的生物質熱解油混合，制備漿體燃料。本發明通過泡沫浮選技術分離氣化細渣殘炭和尾礦灰，實現氣化細渣資源化利用。生物質快速熱解技術獲得高能量密度且能夠長距離運輸的生物質快速熱解油。

技術領域

本發明屬于漿體燃料技術領域，特別涉及一種煤氣化細渣殘炭與生物質快速熱解油混合制備漿體燃料的方法。

背景技術

煤炭儲量豐富且煤炭是我國最重要的一次能源。煤炭氣化技術是煤炭高效清潔轉化的重要源頭。氣化細渣是煤炭氣化工藝中的主要煤基固廢之一，其含碳量25-50wt％，目前主要的處理方式是填埋，給環境可持續發展與能源安全帶來巨大挑戰。氣化細渣中殘炭的有效分離和回收是實現煤炭高效轉化和提升尾礦灰等級的重要途徑。此外，生物質作為可再生資源，植物秸稈或木材自古以來是重要的能源來源。但其存在能量密度低，運輸費用高的難題，如何高效的大規模使用生物質是急需解決的難題。生物質快速熱解技術能夠將低密度的生物質在較短時間內轉化成部分高能量密度的生物質熱解油，可實現生物質資源的長距離運輸同時具有良好的環境效益。

發明內容

本發明的目的是提供一種煤氣化細渣殘炭與生物質快速熱解油混合制備漿體燃料的方法，將煤氣化細渣殘炭懸浮到生物質熱解油中，氣化細渣殘炭貢獻更高能量密度，生物質熱解油則貢獻高流動性和活性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種煤氣化細渣殘炭與生物質快速熱解油混合制備漿體燃料的方法，包括以下步驟：

(1)以煤氣化細渣為原料，通過泡沫浮選技術實現煤氣化細渣的炭-灰分離，分離出殘炭；

(2)以生物質為原料，通過快速熱解技術制備生物質熱解油；

(3)將步驟(1)得到的殘炭和步驟(2)得到的生物質熱解油混合，制備漿體燃料。

所述步驟(1)中，得到的殘炭的燒失量高于65wt％，熱值超過20MJ/kg，75微米以下尺寸殘炭占比超過80wt％。

所述步驟(1)中，泡沫浮選過程分離獲得的尾礦灰燒失量低于4wt％。

所述步驟(2)中，生物質為作物秸稈或木材。

所述步驟(2)中，快速熱解在500℃的惰性環境下進行。

所述步驟(2)中，得到的生物質熱解油熱值為18MJ/kg。

所述步驟(2)中，得到的生物質熱解油需在5℃以下保存。

所述步驟(3)中，殘炭質量比大于0且小于等于20wt％。在上述范圍內，調整殘炭和生物質熱解油的配比，并考察所得漿體燃料的靜態穩定性、粘度和流動行為指數相對于殘炭濃度的關系函數，使漿體燃料的靜態穩定性高于70％，粘度小于1000mPa·s，流動行為指數小于1，通過以上三個指標，確定殘炭的最大配入量，制備漿體燃料。

其中，通過考核時間15天的靜態穩定性測試得到靜態穩定性，通過流變儀測試得到粘度，通過剪切力和剪切速率計算得到流動行為指數。

有益效果：本發明提供了一種煤氣化細渣殘炭與生物質快速熱解油混合制備漿體燃料的方法，通過泡沫浮選技術分離氣化細渣殘炭和尾礦灰，實現氣化細渣資源化利用。生物質快速熱解技術獲得高能量密度且能夠長距離運輸的生物質快速熱解油。具有如下優點：

1.通過泡沫浮選技術實現氣化細渣的炭-灰分離，回收高能量密度殘炭的同時，將細渣尾礦灰升級。原來只能填埋處理的氣化細渣經此過程處理后，既獲得了高能量密度的殘炭，也獲得了高附加值的一級灰。