一种降低气化焦灰熔点的方法与流程

文档序号:18799046发布日期:2019-09-29 20:21

本发明涉及一种降低气化焦灰熔点的方法,尤其是针对气化焦的灰熔温度较高,在配煤过程中通过添加碱金属类复合助剂,改变气化焦最终的灰分组成,调节其灰成分中酸碱性氧化物的比例以及孔道结构,从而达到降低气化焦灰熔点的目的钠钾复合添加剂及制法和应用。



背景技术:

气化焦是用于加压或常压固定床气化炉的原料,可利用部分低阶劣质粉煤来生产,不仅扩大了炼焦配煤资源,最大限度保护了稀缺炼焦煤,而且能化解焦化产能过剩的问题;气化焦的应用还具有降低固定床气化成本、大幅减轻下游化工企业生产过程中造成的环境污染等优势。

气化炉根据排渣方式的不同分为液态排渣和固态排渣两种形式,固态排渣炉要求气化焦的灰熔点比操作温度高,灰渣以固态形式排出;液态排渣炉要求气化焦的灰熔点比操作温度低,一般应低于操作温度150℃左右,为满足气化炉液态排渣方式,必须需降低气化焦的灰熔点。

经过检索可知,关于降低燃煤灰熔点的专利有很多,如CN100596302C公开了一种降低淮南煤煤灰熔点的助溶剂的制备方法,其包含碳酸钙、氧化铁及碳酸镁,该助剂混入煤中在气化过程中能够改变其灰渣熔融特性,降低灰熔点和灰粘度,从而使灰渣以液态形式顺利排出;CN101580751A公开了一种降低煤灰熔点的助溶剂及其制备方法,包含二氧化硅形成具有玻璃相的助溶剂,其成本低,效果好,能有效降低煤灰熔点;CN106520206A公开了用于降低煤灰熔点的高效复合助熔剂及制法和应用,该复合助熔剂由钙矿石粉和元明粉(Na2SO4)复合而成,该发明具有添加量小,成本低,可降低煤灰熔点的优点;上述这些助剂均是通过与气化用煤直接掺混的方法达到降低灰熔点的效果,到目前为止用于降低气化焦灰熔点的钠钾复合添加剂未见报道,原因是用于降低气化焦灰熔点的钠钾复合添加剂制备有难度,需要进行实验研究。



技术实现要素:

本发明要解决的具体技术问题是气化炉在采用液态排渣时,由于气化焦的灰熔点较高,给气化炉液态排渣带来的技术难题,对此本发明提供一种降低气化焦灰熔点的方法。

气化焦的灰分是一种极为复杂的无机混合物,其组成含量不同,尤其酸碱氧化物的比例不同,会直接导致气化焦灰熔点的不同,本发明的创新点在于通过配煤过程中直接添加碱金属类复合助剂,改变气化焦最终的灰分组成,调节其灰成分中酸碱性氧化物的比例以及孔道结构,从而达到降低灰熔点的目的,以实现液态排渣方式的顺利进行。

为了实现上述目的,本发明采取如下的技术方案。

一种降低气化焦灰熔点的方法,其特征在于:所述方法是按下列步骤进行的:

(1)选取原料的组成及其质量指标为:钾长石K2O≥8wt%、钠长石Na2O≥8wt%、石灰石CaO≥51wt%;

(2)将选取的原料钾长石、钠长石及石灰石分别干燥至水分Mad≤5%,再经粗破、细破至粒度≤3mm;

(3)依次按重量份分别称取破碎好的原料钾长石60-70份、钠长石10-20份和石灰石10-20份,将其混在一起并搅拌30-50分钟,混合均匀;

(4)混合料经干式研磨,使原料粒度≤150目,然后在260-300℃条件下煅烧1-2小时,冷却至常温后包装,获得钠钾复合添加剂;

(5)选取配合煤的质量指标为:FCd≥50%,Vdaf≥25%,Ad≤18%,St,d<1.5%,G≥50;

(6)按钠钾复合添加剂∶配合煤的重量比为1.0-5.0∶100,将钠钾复合添加剂添加到配合煤中,在干馏炉中隔绝空气加热至900-1100℃,持续加热18-26h,然后将红热炉料出炉后经熄焦工序降至常温,再经筛分,即获得含有钠钾复合添加剂的低灰熔点的气化焦。

其中,所述的筛分是将降至常温的炉料筛分为25-80mm粒度;所述配合煤是弱粘煤、气煤、焦煤、肥煤、主焦煤、气肥煤、不粘煤和长焰煤中的多种配合而成。

实现本发明上述所提供的一种降低气化焦灰熔点的方法,与现有技术相比,采用本发明钠钾复合添加剂,原料来源广泛而丰富,价格低廉,直接添加至配合煤中,通过高温干馏制得含有钠钾复合添加剂的气化焦,其灰熔点可降低至1050℃以下,和原气化焦相比其灰熔点降低效果显著,尤其是应用于现有捣固焦工艺生产气化焦,不需要对焦炉设备及其炼焦方法做出较大改进,即可生产低灰熔点的气化焦,同时在液态排渣气化炉上的顺利运行,降低了气化炉的操作难度。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作出进一步地说明。

实施例1

实施本发明上述所提供的一种降低气化焦灰熔点的方法,具体实施方法步骤如下:

(1)针对本发明所实现的目的,选取所用原料的组成及其质量指标为钾长石K2O8wt%、钠长石Na2O11.8wt%、石灰石CaO56wt%;

(2)将选取的原料钾长石、钠长石和石灰石分别干燥至水分Mad≤5%,再经粗破、细破至粒度≤3mm;

(3)依次按重量份分别称取破碎好的钾长石60kg、钠长石20kg和石灰石10kg,将其混在一起并搅拌30分钟,混合均匀;

(4)混合料经干式研磨,使原料粒度≤150目(0.1mm);然后在260℃条件下煅烧2小时,冷却至常温后包装,即为钠钾复合添加剂;

(5)入炉煤料由20wt%的弱粘煤、15wt%的气煤、20wt%的1/3焦煤、30wt%的肥煤和15wt%的长焰煤配合而成配合煤;其配合煤的质量指标为:Vdaf30.0%,Ad13.5%,FCd59.6%,St,d0.95%;粘结指数G=55,细度(≤3mm)=83.2%;

(6)按钠钾复合添加剂:配合煤重量比为1:100,将制好的钠钾复合添加剂添加到配合煤中,在干馏炉中隔绝空气加热至900℃,持续加热26h,然后将红热炉料出炉后经熄焦工序降至常温,再经筛分,即得到含有钠钾复合添加剂的气化焦。

对比例1

配合煤中不添加任何添加剂,在干馏炉中隔绝空气加热至900℃,持续加热26h,然后将红热炉料出炉后经熄焦工序降至常温,再经筛分,所得气化焦作为对照用焦。

在河南鹤壁市神华煤炭化验设备有限公司生产的HR-6型灰熔点测定仪上,分别对所得气化焦及对照用焦灰分进行灰熔点测试,测试结果如下表1所示。

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实施例2

实施本发明上述所提供的一种降低气化焦灰熔点的钠钾复合添加剂及制法和应用,具体实施方式如下:

(1)针对本发明所实现的目的,选取所用原料的组成及其质量指标为:钾长石K2O9.7wt%、钠长石Na2O10.7wt%、石灰石CaO54wt%;

(2)将选取的原料钾长石、钠长石和石灰石分别干燥至水分Mad≤5%,再经粗破、细破至粒度≤3mm;

(3)依次按重量份分别称取破碎好的钾长石62kg,钠长石18kg、石灰石13kg,将其混在一起并搅拌35分钟,混合均匀;

(4)混合料经干式研磨,使原料粒度≤150目(0.1mm);然后在270℃条件下煅烧1.8小时,冷却至常温后包装,即为钠钾复合添加剂;

(5)入炉煤由25wt%的不粘煤、30wt%的长焰煤、30wt%的气肥煤和15wt%的焦煤配合而成配合煤;其质量指标(wt%):Vdaf29.0%,Ad12.6%,FCd61.2%,St,d0.85%,粘结指数G=58,细度(≤3mm)=82.5%;

(6)钠钾复合添加剂:配合煤重量比为2:100,将制好的钠钾复合添加剂添加到配合煤中,在干馏炉中隔绝空气加热至950℃,持续加热24h,然后将红热炉料出炉后经熄焦工序降至常温,再经筛分,即得到含有钠钾复合添加剂的气化焦。

对比例2

配合煤中不添加任何添加剂,在干馏炉中隔绝空气加热至950℃,持续加热24h,然后将红热炉料出炉后经熄焦工序降至常温,再经筛分,所得气化焦作为对照用焦。

在河南鹤壁市神华煤炭化验设备有限公司生产的HR-6型灰熔点测定仪上,分别对所得气化焦及对照用焦灰分进行灰熔点测试。测试结果如下表2所示。

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实施例3

实施本发明上述所提供的一种降低气化焦灰熔点的钠钾复合添加剂及制法和应用,具体实施方式如下:

(1)针对本发明所实现的目的,选取所用原料的组成及其质量指标为钾长石K2O10.6wt%、钠长石Na2O9.4wt%、石灰石CaO53wt%;

(2)将选取的原料钾长石、钠长石和石灰石分别干燥至水分Mad≤5%,再经粗破、细破至粒度≤3mm;

(3)依次按重量份分别称取破碎好的钾长石65kg,钠长石15kg、石灰石15kg,将其混在一起并搅拌40分钟,混合均匀;

(4)混合料经干式研磨,使原料粒度≤150目(0.1mm);然后在280℃条件下煅烧1.5小时,冷却至常温后包装,即为钠钾复合添加剂;

(5)入炉煤料由20wt%的弱粘煤、15wt%的长焰煤、30wt%的1/3焦煤、20wt%的气煤和15wt%的主焦煤配合而成配合煤;其配合煤的质量指标为:Vdaf33.0%,Ad18.0%,FCd53.7%,St,d1.24%;粘结指数G=63,细度(≤3mm)=78.6%;

(6)按钠钾复合添加剂:配合煤重量比为3:100,将制好的钠钾复合添加剂添加到配合煤中,在干馏炉中隔绝空气加热至1000℃,持续加热22h,然后将红热炉料出炉后经熄焦工序降至常温,再经筛分,即得到含有钠钾复合添加剂的气化焦。

对比例3

配合煤中不添加任何添加剂,在干馏炉中隔绝空气加热至1000℃,持续加热22h,然后将红热炉料出炉后经熄焦工序降至常温,再经筛分,所得气化焦作为对照用焦。

在河南鹤壁市神华煤炭化验设备有限公司生产的HR-6型灰熔点测定仪上,分别对所得气化焦及对照用焦灰分进行灰熔点测试。测试结果见下表3所示。

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实施例4

实施本发明上述所提供的一种降低气化焦灰熔点的钠钾复合添加剂及制法和应用,具体实施方式如下:

(1)针对本发明所实现的目的,选取所用原料的组成及其质量指标为:钾长石K2O11.8wt%、钠长石Na2O8.8wt%、石灰石CaO52wt%;

(2)将选取的原料钾长石、钠长石和石灰石分别干燥至水分Mad≤5%,再经粗破、细破至粒度≤3mm;

(3)依次按重量份分别称取破碎好的钾长石68kg,钠长石13kg、石灰石18kg,将其混在一起并搅拌45分钟,混合均匀;

(4)混合料经干式研磨,使原料粒度≤150目(0.1mm);然后在290℃条件下煅烧1.3小时,冷却至常温后包装,即为钠钾复合添加剂;

(5)入炉煤由30wt%的弱粘煤、30wt%的1/3焦煤、20wt%的气肥煤和20wt%的不粘煤配合而成配合煤;其质量指标(wt%):Vdaf31.0%,Ad13.4%,FCd58.4%,St,d1.35%,粘结指数G=62,细度(≤3mm)=86.5%;

(6)按钠钾复合添加剂:配合煤重量比为4:100,将制好的钠钾复合添加剂添加到配合煤中,在干馏炉中隔绝空气加热至1050℃,持续加热20h,然后将红热炉料出炉后经熄焦工序降至常温,再经筛分,即得到含有钠钾复合添加剂的气化焦。

对比例4

配合煤中不添加任何添加剂,在干馏炉中隔绝空气加热至1050℃,持续加热20h,然后将红热炉料出炉后经熄焦工序降至常温,再经筛分,所得气化焦作为对照用焦。

在河南鹤壁市神华煤炭化验设备有限公司生产的HR-6型灰熔点测定仪上,分别对所得气化焦及对照用焦灰分进行灰熔点测试。测试结果见下表4所示。

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实施例5

实施本发明上述所提供的一种降低气化焦灰熔点的钠钾复合添加剂及制法和应用,具体实施方式如下:

(1)针对本发明所实现的目的,选取所用原料的组成及其质量指标为:钾长石K2O13.6wt%、钠长石Na2O8.0wt%、石灰石CaO51wt%;

(2)将选取的原料钾长石、钠长石和石灰石分别干燥至水分Mad≤5%,再经粗破、细破至粒度≤3mm;

(3)依次按重量份分别称取破碎好的钾长石70kg,钠长石10kg、石灰石20kg,将其混在一起并搅拌50分钟,混合均匀;

(4)混合料经干式研磨,使原料粒度≤150目(0.1mm);然后在300℃条件下煅烧1小时,冷却至常温后包装,即为钠钾复合添加剂;

(5)入炉煤由15wt%的弱粘煤、35wt%的1/3焦煤、30wt%的气煤和20wt%的不粘煤配合而成配合煤;其质量指标(wt%):Vdaf28.0%,Ad15.6%,FCd59.5%,St,d1.27%,粘结指数G=56,细度(≤3mm)=81.5%;

(6)按钠钾复合添加剂:配合煤重量比为5:100,将制好的钠钾复合添加剂添加到配合煤中,在干馏炉中隔绝空气加热至1100℃,持续加热18h,然后将红热炉料出炉后经熄焦工序降至常温,再经筛分,即得到含有钠钾复合添加剂的气化焦。

对比例5

配合煤中不添加任何添加剂,在干馏炉中隔绝空气加热至1100℃,持续加热18h,然后将红热炉料出炉后经熄焦工序降至常温,再经筛分,所得气化焦作为对照用焦。

在河南鹤壁市神华煤炭化验设备有限公司生产的HR-6型灰熔点测定仪上,分别对所得气化焦及对照用焦灰分进行灰熔点测试。测试结果见下表5所示。

通过上述实施例1-5实验结果可以看出,添加钠钾复合添加剂后,显著降低了气化焦的灰熔点,确保其顺利应用于液态排渣气化炉。

再多了解一些
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