[发明专利]用于降低煤灰熔融性的助熔剂及其用途

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于降低煤灰熔融性的助熔剂，以及使用其降低煤灰熔融性的方法及其在降低煤灰熔融性中的用途。

背景技术

煤灰熔融性温度是气化用煤的重要指标之一，可用于气化炉的设计、选型，并指导实际操作。煤中矿物在加热过程中的行为对煤灰熔融性有重要影响，不同的煤灰矿物组成燃烧后形成不同的煤灰化学成分。煤灰成分不同，则煤灰熔融特性也不同。降低煤灰熔点的方法分为配煤和添加助熔剂两种方法，两种方法各有优点，添加助熔剂降低煤灰熔点的方法适用于煤灰熔点较高的情况。一般认为，煤灰的变形温度与气化炉轻微结渣和其受热面轻微积灰的温度相对应；软化温度与气化炉内大量结渣和大量积灰的温度相对应；而流动温度则与炉中灰渣呈液态流动或从受热面滴下和在炉栅上严重结渣的温度相对应。在4个特征温度中，软化温度和流动温度应用较广，一般都是根据流动温度来选择合适的气化设备，或根据气化设备类型来选择合适原料煤。液态排渣的气化炉，其操作温度应高于原料煤的流动温度，干煤粉气化炉的操作温度为1450℃左右。

本发明的目的是在灰分、发热量变化可接受的程度内使煤的煤灰熔融性温度降低到气化炉允许范围。

发明内容

本发明人经过长期研究发现，通过向煤中添加含有碱性助熔剂，可降低煤的灰熔点，满足干煤粉气化炉的技术要求。基于该发现，完成了本发明。

具体地，本发明中所用的煤为高灰熔融点煤，不符合GB/T29722-2013《气流床气化用煤技术条件》要求。

本发明所用的碱性助熔剂可为含碱性氧化物的助熔剂。具体地，所述含碱性氧化物的助熔剂可为各种矿物质，因为矿物质是常见的和廉价的。所述矿物质可为云母、方解石或石灰石。

发明人发现，通过向煤中添加碱性助熔剂，可降低煤的灰熔点，满足干煤粉气化炉的技术要求。

因此，本发明提供了如下方面：

1.一种用于降低煤灰熔融性的助熔剂，其特征在于所述助熔剂为碱性助熔剂。

2.根据方案1的助熔剂，其特征在于所述助熔剂为碱性氧化物。

3.根据方案1的助熔剂，其特征在于所述助熔剂为石灰石、方解石或云母。

4.一种降低降低煤灰熔融性的方法其特征在于将根据方案1-3中任一项的助熔剂添加至煤中。

5.根据方案4的方法，其特征在于助熔剂的添加量为0.5-4.5重量％，基于空干基煤样。

6.根据方案5的方法，其特征在于助熔剂的添加量为1.0-4.0重量％，基于空干基煤样。

7.助熔剂在降低煤灰熔融性中的用途，其特征在于所述助熔剂碱性助熔剂。

8.根据方案7的用途，其特征在于所述助熔剂为碱性氧化物。

9.根据方案7的用途，其特征在于所述助熔剂为石灰石、方解石或云母。

10.根据方案7的用途，其特征在于所述助熔剂的添加量为0.5-4.5重量％，基于空干基煤样。

附图说明

图1为三种煤降低灰熔点图；

图2为灰比(云母比煤中灰)与FT的关系图；

图3为灰中云母与FT的关系图；

图4为三种煤随云母添加量增加灰分变化图；

图5为三种煤随云母添加量增加发热量变化图；

图6为三种煤随云母添加量增加煤灰粘度变化图。

实施例

实施例中所用的煤的基本煤质特征及部分工艺性质见表1～5。由表1～3可以看出，煤样1为高灰、特低硫、中等固定碳、低挥发分、特低全水分的无烟煤；煤样2为中灰、特低硫、中高固定碳、低挥发分、特低全水分的无烟煤；煤样3矿为高灰、高硫、低固定碳、低挥发分、低全水分的无烟煤。从表3～5可以看出，由于灰成分中的Al203高，基本都在30％以上，且SIO2的含量超过40％，所以灰熔融性温度高，所选取的3种煤样的灰熔点流动温度FT＞1500℃，按照MT/T853.2《煤灰流动性分级标准》属于高流动温度灰，且粘温特性较差，根据GB/T29722《气流床气化用煤技术条件》，均不能满足干煤粉气流床气化工艺液态排渣炉的一般要求(FT＜1450℃)。

表1煤样的工业分析，％

表2煤样的元素分析，％

表3煤样的煤灰成分，％

表4煤灰熔融性温度，℃

表5煤灰粘温特性(Pa.s)