水煤气的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种水煤气的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的发展，石油供需矛盾日益扩大，中国多煤、少油和缺气的能源结构决定 了煤液化过程是中国能源战略的重要组成部分。煤直接液化过程是先把原料煤磨成粉，然 后与自身产生的液化重油（循环溶剂）配成煤浆，在高温、高压及催化剂的作用下加氢，最 终直接将煤转化成汽油、柴油等煤液化产品的过程。
[0003] 不管煤直接液化过程采取哪种工艺，其碳转化率都不可能达到100%。少量未反应 的煤、无机矿物以及催化剂粉末都是以固体形态和液化油渣夹杂在一起，经固液分离后，得 到液相产物（液化油）以及固相产物（液化油渣）。液化油渣是一种高硫、高碳、高灰的物 质，产量达到液化原料煤的30%左右。因此，如何合理利用液化油渣对煤制油液化工艺的经 济性、环保性和资源的有效利用等都有着重要的意义。
[0004] 对于煤直接液化油渣的利用方面，国内的科研工作者也贡献出一些研究成果。如 专利CN200710120626. 6B公开了一种液化油渣热法进入循环流化床锅炉的方法：将热熔态 的油渣经栗加压、雾化与脱硫剂以及原料煤一起在锅炉中进行燃烧，为合理利用油渣提供 了一种可行的方法。CN200710178082. 9公开了一种将煤直接液化油渣作为道路沥青改性剂 及其应用方法：将煤直接液化油渣粉碎在100目以下，温度控制在100~250°C，与沥青按 比重5%~30%混合均勾，得到一种新的廉价的改性沥青。
[0005] 现有的煤直接液化油渣利用的方法虽然思路很好，但是仍然存在能源转化率低的 缺陷。基于此，有必要提供一种能够充分利用煤直接液化油渣的方法。
【发明内容】
[0006] 本发明的主要目的在于提供一种水煤气的制备方法，以解决现有技术中的油渣能 源转化率低的问题。
[0007] 为了实现上述目的，根据本发明一个方面提供了一种水煤气的制备方法，该制备 方法包括以下步骤：S1，将原料煤、煤直接液化油渣与水混合，得到水煤浆；以及S2,将水煤 浆与氧气进行气化反应，得到水煤气。
[0008] 进一步地，水煤浆中煤直接液化油渣的重量占原料煤重量的5%~15%，优选为 5% ~10%〇
[0009] 进一步地，步骤Sl中，将原料煤、煤直接液化油渣与水混合后，进一步向混合体系 中加入添加剂，得到水煤浆；其中，添加剂包括分散剂、稳定剂、消泡剂、pH调整剂、防霉剂、 表面改性剂及促进剂组成的组中的一种或多种。
[0010] 进一步地，添加剂的用量为原料煤重量的3%~5%。
[0011] 进一步地，水煤浆的pH为7~9,质量浓度为55 %~65 %，粘度为300~ 1500mpa · s，固态颗粒的粒度为325~20目。
[0012] 进一步地，水煤浆的灰分为小于18wt%，灰熔点小于1280°C。
[0013] 进一步地，步骤S2中，气化反应的反应温度为1100~1500 °C，压力为2. 5~ 8.5MPa〇
[0014] 进一步地，气化反应在德士古气化炉中进行。
[0015] 应用本发明的技术方案，将煤直接液化油渣与原料煤一并作为气化反应的原料， 制备水煤气。相比于将煤直接液化油渣与原料煤进行混合燃烧，本发明是将含碳量较高的 有机物转化为含碳量较低的水煤气，然后再进行利用。这使得煤直接液化油渣能够得到更 充分地利用，有利于提高煤直接液化油渣的能源转化率，同时也更环保，资源的利用率较 尚。
【附图说明】
[0016] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0017] 图1示出了本发明实施例1至4中应用的水煤气制备装置的示意图。
[0018] 其中，上述附图包括以下附图标记：
[0019] 110、煤贮斗；120、煤称量给料机；130、磨煤机；140、磨煤机出料槽；150、低压煤浆 栗；160、水煤浆槽；170、高压煤浆栗；180、气化反应装置；101、受煤口；102、第一搅拌器； 103、第二搅拌器；104、皮带系统；105、滚筒筛。
【具体实施方式】
[0020] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0021] 正如【背景技术】部分所描述的，现有技术中重复利用煤直接液化油渣时存在转化率 低的问题。为了解决这一问题，本发明提供了一种水煤气的制备方法，该制备方法包括以下 步骤：S1，将原料煤、煤直接液化油渣与水混合，得到水煤浆；以及S2,将水煤浆与氧气进行 气化反应，得到水煤气。
[0022] 本发明所提供的上述水煤气的制备方法中将煤直接液化油渣与原料煤一并作为 气化反应的原料，制备水煤气。相比于将煤直接液化油渣与原料煤进行混合燃烧，本发明是 将含碳量较高的有机物转化为含碳量较低的水煤气，然后再进行利用。这使得煤直接液化 油渣能够得到更充分地利用，有利于提高煤直接液化油渣的能源转化率，同时也更环保，资 源的利用率较高。
[0023] 在上述制备方法中，将原料煤与煤直接液化油渣一并作为气化反应的原料制备水 煤气能够有效利用煤直接液化油渣，减少资源浪费。在一种优选的实施方式中，水煤浆中煤 直接液化油渣的重量占原料煤重量的5%~15%。煤直接液化油渣中含有一定量的硫，将 水煤浆中煤直接液化油渣与原料煤之间的用量关系限定在上述范围内，有利于减轻后期脱 硫以及硫回收系统的负荷。优选地，水煤浆中煤直接液化油渣的重量占原料煤重量的5%~ 10%〇
[0024] 在上述制备方法中，本领域技术人员可以选择添加剂的种类。在一种优选的实施 方式中，步骤Sl中，将原料煤、煤直接液化油渣与水混合后，进一步向混合体系中加入添加 剂，得到水煤浆；其中，添加剂包括但不限于分散剂、稳定剂、消泡剂、pH调整剂、防霉剂、表 面改性剂及促进剂组成的组中的一种或多种。分散剂的加入有利于降低水的表面张力和提 高煤粒表面的表面张力，使润湿接触角降至50度以下。从而借水化膜将煤粒隔离开，减少 煤粒间的阻力，从而达到降低黏度的作用。总之，水煤浆分散剂吸附在煤表面，有利于提高 煤的亲水性，并能在煤表面形成双电层和空间位阻，进而有利于提升原煤颗粒的分散性。常 用分散剂按离解与否可分为离子型与非离子型两大类。离子型又可按电荷的属性分为阴离 子型、阳离子型和两性型三类。两性型是指当溶液呈碱性时显示阴离子特性，呈酸性时显示 阳离子特性。阴离子、非离子、阳离子、及两性分散剂的国际价格比为1:2:3:4。优选地，分 散剂选自选择阴离子型分散剂。更有选地，萘磺酸盐、木质素磺酸盐、磺化腐值酸盐等。
[0025] 稳定剂可以使煤浆中已分散的煤粒能与周围其他煤粒及水相互交联，形成一种较 弱但又有一定强度的三维空间结构，从而有效地阻止颗粒沉淀，防止固液间的分离。优选 地，稳定剂为聚丙烯酰胺絮凝剂、羧甲基纤维素以及一些微细胶体粒子。
[0026] 需要使用消泡剂的情况分为两种：一是分散剂为非离子型时，因它常常同时有很 好的起泡性能，水煤浆中含过多气泡，特别是微泡时，流动性大受影响；二是制浆用煤为浮 选精煤，当其表面残留起泡剂较多时，经搅拌充气也会产生大量气泡。优选地，阴离子型分 散剂为萘磺酸盐类，同时有很好的消泡作用。其与非离子型分散剂联合使用，不仅能消泡， 而且可降低价格昂贵的非离子型分散剂的用量。消泡剂用量大约是分散剂的十分之一，两 者可同时加入。
[0027] 加入pH调整剂，有利于制浆时水煤浆的分散性、稳定性等综合性能。防霉剂有利 于抑制细菌生。
[0028] 表面处理剂有利于改变煤粒表面特性，增强其成浆性，特别是对难成浆煤种。表面 处理剂对提高难制浆煤种的成浆性作用明显，而对易制浆煤种作用不大或没有作用。
[0029] 促进剂有利于降低水煤浆的黏度、提高其稳定性、改善流变特性、增强抗剪切能 力。更为特别地，促进剂对水煤浆，特别是对难制浆煤种的成浆性具有显著效果。
[0030] 本发明中的添加剂包括但不限于榆林市南大化工科技有限公司市售的水煤浆添 加剂。在一种优选的实施方式中，水煤浆添加剂的用量为原料煤重量的3%~5%。将水煤