[发明专利]复合煤和改善煤灰粘温特性的方法及其应用

说明书

本发明涉及煤炭清洁利用技术领域，公开一种复合煤和改善煤灰粘温特性的方法及其应用，该复合煤包括调剂煤和待改善粘温特性的原煤，所述调剂煤和原煤的重量比≥1，所述调剂煤选自含铁煤、含钙煤和含铁钙煤中的至少一种；所述原煤满足：(SiO₂+Al₂O₃+TiO₂)/(Fe₂O₃+CaO+Na₂O+K₂O+MgO)＝4‑9；所述复合煤满足以下条件：煤灰分含量为9‑25wt％，(SiO₂+Al₂O₃+TiO₂)/(Fe₂O₃+CaO+Na₂O+K₂O+MgO)＝2‑4。与现有技术相比，本发明以配煤的方式来改善原煤的煤灰粘温特性，能够显著降低煤灰的粘度。

技术领域

本发明涉及煤炭清洁利用技术领域，具体涉及一种复合煤和改善煤灰粘温特性的方法及其应用。

背景技术

Shell、GE、GSP、Texaco、航天炉、四喷嘴水煤浆气化炉等气流床气化炉，在工作时煤气化产生的熔渣，在重力及气流的作用下以熔融状态排出渣口，即气化炉为液态排渣。

然而，气流床气化炉通常操作温度为1200℃-1500℃，温度过高，会降低气化炉的使用寿命。在气流床气化炉操作温度范围内，煤气化产生炉渣，当炉渣的粘度低于25Pa·s，气流床气化炉可以顺利排渣，当炉渣的粘度大于25Pa·s，不利于气流床气化炉排渣，特别是结晶性渣的煤灰粘温曲线存在突变，易造成气化炉结渣，气化炉排渣口容易出现堵塞情况，因而不适用于气流床气化技术。因此，高粘温特性的煤或结晶渣的煤不宜直接应用于气流床气化炉。

目前，研究者们通过添加助溶剂的方法来改变煤灰的粘温特性，例如HURST H J,NOVAK F,PATTERSON J H.Phase diagram approach to the fluxing effect ofadditions of CaCO₃ on Australian coal ashes[J].Energy Fuels,1996,10(6):1215-1219HURST，公开了一种通过向煤中加入氧化钙和碳酸钙的方法，能够有效降低煤灰粘度。

CN109576036A公开一种改善煤粉气化灰渣粘温特性的助剂，该助剂包括钙系助剂和镁系助剂，钙系助剂和镁系助剂的添加量占煤灰总质量的3％-6％，所述钙系助剂为CaO，所述镁系助剂为MgO。该专利申请通过向煤中加入助溶剂，能够降低煤灰的粘度和改变渣型。

虽然向煤中加入助溶剂能够降低煤灰的熔融温度和改善煤灰的粘温特性，但是增加助溶剂不仅会增加成本，还会产生大量的灰渣，增加了固废处理的成本和难度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的高粘温特性的煤种无法应用于液态排渣的气流床气化技术，而常规的向煤中加入助溶剂的方法不仅会增加成本，还会产生大量灰渣的缺陷，提供一种复合煤和改善煤灰粘温特性的方法及其应用，该复合煤可以显著降低煤灰的粘度，使得高粘温特性的原煤能够适用于液态排渣的气流床气化技术。