[发明专利]一种使高阶煤用于气流床液态排渣炉的改性方法

说明书

技术领域

本发明属于煤化工领域，尤其涉及一种高阶煤的改性方法，改性后的高阶煤可以用于气流床液态排渣炉。

背景技术

气流床液态排渣炉是目前世界上最为先进的煤气化炉型之一，因其规模大，碳转化率高，热效率高，节能环保等优点被广为使用，但是它特有的结构和工艺对煤质的要求也较为苛刻，因煤质问题导致设备损坏、停车的事故也接连不断。

我国生产的单一煤种很难满足气流床液态排渣炉的需求，现在企业通用的办法是通过配煤技术将不同地区不同特征的煤种混合起来以改变煤质使之满足工艺用煤指标，但是由于煤质指标众多，寻找与当地煤种相匹配的配对煤种较为困难，同时由于同一地区的煤质基本一致，即便找到配对煤种，通常也相距甚远，运输不能及时保障，同时运行成本也大大增加，同时采用煤煤混配，混配效果较差，煤质波动很大，容易造成气化操作条件变化，导致堵渣和积灰的风险显著提高，因此解决原料煤的长期供应和确保煤质稳定一直是企业的难点和重点。

以壳牌粉煤气化炉为例，壳牌气化炉技术先进，煤质要求严格。他不仅对煤的灰分、挥发分、热值等有一定要求，还受煤的灰熔融性、黏温特性等的影响。但具体的影响机理目前尚没有明确的定义和量变关系，各家都在长期生产实践过程中摸索适合自己的一些煤质指标。

壳牌气流床液态排渣炉采用水冷壁结构，以渣抗渣的运行机理，需要在高温下反应，确保在水冷壁上附着一定厚度的渣以保护水冷壁，同时新生成的渣要沿着炉壁流出下渣口，确保连续运行。因煤质使用不当或煤质出现波动时，就会影响挂渣和排渣，从而导致水冷壁烧穿或灰渣堵塞，造成严重的停车事故。

气流床液态排渣炉通常采用废锅流程来回收热量，飞灰会随着合成气一并带入，在废锅段逐渐冷却，而粘附在废锅内件上，形成积灰，严重影响换热效果，严重时直接堵管停车。

发明内容

本发明的目的是提供一种使高阶煤用于气流床液态排渣炉的改性方法，通过对煤的改性，满足液态排渣炉的使用要求，同时实现煤质稳定，解决气流床液态排渣炉对煤质要求高，引发的配煤难及配煤引起的高成本问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种使高阶煤用于气流床液态排渣炉的改性方法，向高阶煤中添加高阶煤重量2%～8%改性剂，并混合均匀，所述的改性剂粒度≤2mm，由重量份数为3～5的SiO?, 4～5的 CaO组成。

本发明提供了一种使高阶煤用于气流床液态排渣炉的改性方法，通过对单一高阶煤进行改性剂添加，无需多种煤种混配，对原煤指标进行调整，使之各项指标满足液态排渣气化炉运行要求，添加改性剂的高阶煤可直接应用于液态排渣气化炉使用，避免了配对煤的寻找、减少了煤炭的长途运输，解决了部分企业有煤资源仍需外购辅煤的困扰，同时扩宽煤种的适应性，实现煤种当地转化，扩宽了不同煤质地区煤气化工艺路线的选择范围。并且经过改性的煤可以实现煤灰在炉内壁的挂壁稳定，保证气化炉的挂渣和排渣平衡，降低堵渣和积灰的风险，同时通过改性，提高了煤质的均质化水平，稳定了操作运行，提高系统的稳定性。

本发明解决了液态排渣炉原料紧张的问题，保证用煤质量的长期稳定，降低了企业的原料和运行成本，简化了工艺操作，延长了设备的使用寿命，降低了事故发生率。

具体实施方式

实施例1

以山西临汾黑龙煤为试验用煤，黑龙煤属于高阶煤，本身因灰熔点高，煤灰粘性差不适合气流床液态排渣炉使用。

取3吨SiO?和4吨CaO混合均匀，粉碎成粒度≤2mm的粉末，制得改性剂。

取黑龙煤10吨，向高阶煤中添加400kg的改性剂，混合均匀。

混合后的煤，常规分析见下表：

对混合后的煤的黏温特性进行检测分析，该煤黏温曲线较好，在反应温度区间内无拐点，操作空间大约213度，堵渣风险较低。

实际在某壳牌气流床液态排渣炉中进行了14天的试烧，效果良好，未出现堵渣问题。

实施例2

以山西潞安余吾煤为试验用煤，余吾煤属于高阶煤，该煤灰熔点高大于1500℃，粘性特性差，气化炉操作空间较小，不适合气流床液态排渣炉使用。

取5吨SiO?和5吨CaO混合均匀，粉碎成粒度≤2mm的粉末，制得改性剂。

向该煤种添加约6%的改性剂，改性后的煤，灰熔融流动温度显著降低至1400℃以下，同时明显改善黏温特性，增大操作空间。在合适的气化温度下，可以避免下渣口和渣屏堵渣以及积灰的风险。常规分析值见下表：