[发明专利]一种碱性造纸黑液制备水煤浆用于水煤浆气化的方法

说明书

技术领域

本发明属于煤炭气化领域。

背景技术

现代大型湿法煤炭气化均采用水煤浆气化，气化温度1400℃左右。水煤浆气化炉如德士古、四喷嘴内衬耐火砖，同时气化炉采用液态排渣，要求煤炭的灰熔点FT越低越好，通常要求煤的灰熔点小于1350℃，高灰熔点煤气化会影响炉内耐火砖的使用寿命，需要添加石灰石助熔剂降低煤的灰熔点，从而降低气化温度，减少对耐火砖的侵蚀，石灰石助熔剂的添加量一般为煤炭灰份的10％-20％。添加石灰石虽然降低了煤的灰熔点，但也提高了气化炉的氧耗，增加了煤气化的生产成本，高灰熔点煤用于水煤浆气化受到一定限制。

制浆造纸工业国国民经济的重要产业之一，在为人类做出巨大贡献同时，其对环境所造成的污染问题也日益突出，已成为工业污染防治的焦点、热点和难点。据1996年环保统计公报数字表明，县及县以上制浆造纸和纸制品废水排放21.25亿吨，占全国工业总排放量的11％，仅次于化学工业及钢铁工业的年排水量，居第三位。其中达标排放为3亿吨，仅占造纸总排放量的14％。排放废水中化学耗氧量307万吨，约占全国总排放量的45％。碱法草浆造纸黑液中含有较多的碱性物质，如碳酸钠Na2CO3、氢氧化钠NaOH、硫酸钠Na2SO4等，采用常规污水处理工艺处理造纸污水投资大、运行成本高，增加了造纸成本。

发明内容

本发明的目的就在于提供碱性造纸黑液煤浆用于水煤浆气化的方法，用碱性造纸黑液制备水煤浆可以降低煤炭的灰熔点，从而降低气化温度，扩大水煤浆气化原料煤的适用范围，同时具有明显的脱硫效果。

其具体技术方案如下：

一种利用碱性造纸黑液制备水煤浆的方法，其包含有如下步骤：

(1)收集碱性造纸黑液，并将其固形物重量百分比调整到15％-36％；

(2)将步骤1中制得的碱性造纸黑液与粉碎后的煤按比例投送到磨浆机中，制得浓度在63％-70％的碱性黑液水煤浆。

(3)碱性黑液水煤浆有明显的降低煤炭灰熔点的作用，将碱性黑液水煤浆用于水煤浆气化炉，可以降低气化温度，扩大水煤浆气化原料煤的适用范围。

(4)碱性黑液水煤浆具有明显的脱硫效果，可将煤中的硫份固定到灰渣当中，又可消耗掉大量的造纸黑液，环保作用明显。

碱性造纸黑液水煤浆具有明显的降低煤炭灰熔点的作用，使高灰熔点的煤应用于水煤浆气化，扩大了水煤浆气化原料煤的范围；对于较低灰熔点的煤炭，使用黑液水煤浆可降低气化温度，减少灰渣对耐火砖的侵蚀，提高耐火砖的使用寿命；碱性黑液水煤浆具有明显的脱硫效果，可将煤中的硫份固定到灰渣当中；以造纸黑液制水煤浆达到了彻底治理造纸黑液的目的，在水煤浆气化领域和造纸污水处理领域具有广阔的使用前景和较好的经济效益。

燃烧试验所用黑液煤浆和普通水煤浆的特性分析

利用碱性造纸黑液代替添加剂可以制备水煤浆，黑液浓度15％-36％，水煤浆浓度在63％-70％，制备过程不需要添加任何添加剂，黑液煤浆中含有大量的普通水煤浆中没有的离子，具有许多普通水煤浆不具备的特性。

1、黑液组成及性质、煤的元素分析、工业分析及发热量

我国几家的典型麦草制浆的黑液组成及性质、普通水煤浆和黑液煤浆的元素分析、工业分析及发热量测定结果如表1、表2所示。

表1  我国几家的典型麦草制浆的黑液组成及性质

表2  普通水煤浆和黑液浆的工业分析、元素分析及发热量

2、灰熔融特性温度

普通水煤浆和黑液煤浆的灰熔融特征温度测试结果如表3所示，灰成分分析数据如表4所示。

表3  普通水煤浆和黑液煤浆的熔融特征温度/℃