一种改善粉煤气化煤灰熔渣黏温特性的助剂及应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于一种液态排渣技术领域，具体设及一种改善粉煤气化煤灰烙渣黏溫特 性的助剂及其应用。
【背景技术】
[0002] 煤气化技术是煤炭清洁、高效转化的重要龙头技术，也是发展现代煤化工的必经 途径。高溫、高压的气流床气化具有易大规模化、煤种适应范围广和碳转化率高等特点，近 年来已成为煤气化的主要应用技术。目前，较先进的气流床气化装置主要有壳牌(Shell)煤 粉气化和德±古巧6皿(30)水煤浆加压气化装置均采用液态排渣技术。因此，煤灰烙渣能否 顺利的排出是保证装置能否稳定运行的关键，使得煤灰烙渣的流动性成为了气化用煤的一 项重要指标。
[0003] 煤灰烙渣的黏溫特性反映了高溫下煤灰烙渣黏度和溫度的关系，是高溫下定量描 述煤灰烙渣流动性的最重要参数，也是决定液态排渣气化炉操作溫度的重要依据。壳牌 (化e 11)煤粉气化和德±古（Texaco)水煤浆加压气化装置排渣溫度可选区间约为1300- 1500°C，在此溫度范围内如果煤灰烙渣的黏度超过25化.S，需提高气化炉的操作溫度，但造 成氧耗、煤耗等的增加。同时，如果煤灰烙渣的黏度随溫度变化太敏感，对气化操作溫度的 要求比较苛刻，气化可操作溫度范围变窄，不易于操作。
[0004] 山西无烟煤主要形成于石炭纪和二叠纪，属于中变质无烟煤，气化反应活性较低。 而气流床气化炉的理论碳转化率受煤变质程度影响较小，因此，从反应性角度考虑，山西无 烟煤较适合于气流床气化。但山西无烟煤灰中Si化和Ah〇3含量之和大于80%，属于高娃侣 煤，Si〇2/Al2〇3质量比为1.2~2.0。不仅煤灰烙渣的黏度在1500°C时大于25化.S，而且煤灰 烙渣的黏度随溫度变化非常敏感，无法满足壳牌(Shell)煤粉气化和德±古巧6^3(3〇)水煤 浆加压气化装置液态排渣的要求。
【发明内容】
[000引本发明的发明目的在于针对山西无烟煤的煤灰烙渣黏度高和煤灰烙渣的黏度随 溫度变化太敏感，无法用于液态排渣气化炉气化运一难题，提供一种改善山西无烟煤的煤 灰烙渣黏溫特性的助剂及其应用。
[0006] 为达上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0007] -种改善粉煤气化煤灰烙渣黏溫特性的助剂，其特征在于助剂是娃灰石矿石粉， 其中化Si化质量百分比含量为93.62-99.00%。
[000引上述的助剂还含有：。-5%的化203,的Al203和<5%的MgO。
[0009] 所述的娃灰石矿石粉的粒度小于等于80目（^ 180μπι)。
[0010] 所述的助剂的使用方法:所述助剂用于干法粉煤气化炉液态排渣气化炉，按质量 比，W煤为基准，其添加量为煤的5.67-8.91 %，将助剂加入到原料煤中，混合均匀，得到改 性气化原料煤。
[0011] 本发明的优点在于：采用本发明所述的助剂，通过添加5.67-8.91% (煤基）的助 剂，改变煤灰的化学组成，可W明显改善煤灰烙渣的黏溫特性。对于山西无烟煤，添加量为 5.67-8.91 %时，可W使煤灰烙渣黏度25化.S的溫度从1600°C W上降低至1500°C W下，同时 解决煤灰烙渣的黏度随溫度变化太敏感的问题。
【附图说明】
[0012] 图1为实施例2助剂添加前后山西无烟煤的煤灰烙渣黏溫特性曲线对照图。实线为 添加助剂山西无烟煤B的煤灰烙渣黏溫曲线;虚线为未添加助剂山西无烟煤B的煤灰烙渣黏 溫曲线。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合实验例做更详细的说明，但并不是对本发明的限制，仅仅作事例说明。
[0014] 实施例1
[001引将按质量百分比含93.62%〔35103，1.0%化203,2.5%41203,2.3%]\%0的助剂，从粒 度小于等于80目（^ 180μπι)，5.67% ( W煤为基准）的比例添加至山西无烟煤A煤中，混合均 匀。按照国家标准《煤灰黏度测定方法KGB/T 31424-2015)规定的方法，测定原煤及添加助 剂煤样的煤灰烙渣的黏溫特性发现，该助剂显著改善了煤灰烙渣的黏溫特性，使得黏度 25化.S的溫度由1615°C降低至1460°C，并且煤灰烙渣黏度随溫度变化缓慢。
[0016] 实施例2
[0017] 将按质量百分比含95.00%〔日51〇3,0.8%化2〇3，1.6%412〇3,2.0%]\%0的助剂，从粒 度小于等于80目（^180μπι) ,7% (W煤为基准）的比例添加至山西无烟煤B煤中，混合均匀。 按照国家标准《煤灰黏度测定方法KGB/T 31424-2015)，测定原煤及添加助剂煤样的煤灰 烙渣的黏溫特性发现，该助剂显著改善了煤灰烙渣的黏溫特性，使得黏度25化.S的溫度由 1635°C降低至1450°C，并且。
[0018] 从图1可W看出，助剂均匀混入山西无烟煤B中，明显改善了其煤灰烙渣的黏溫特 性，不仅降低了高溫下煤灰烙渣的黏度，黏度为25化.S的溫度从1600°CW上降低至1450°C， 煤灰烙渣黏度随溫度变化缓慢，同时解决了烙渣黏度随溫度变化太敏感，对于实现山西无 烟煤的气流床气化利用具有重要意义。
[0019] 实施例3
[0020] 将按质量百分比含 99.00%CaSi〇3,0.15% 化 2〇3,0.2%412〇3,0.3%]\%0的助剂，^ 粒度小于等于80目（^180μπι) ,8.91% (W煤为基准）的比例添加至山西无烟煤C煤中，混合 均匀。按照国家标准《煤灰黏度测定方法KGB/T 31424-2015)，测定原煤及添加助剂煤样的 煤灰烙渣的黏溫特性发现，该助剂显著改善了煤灰烙渣的黏溫特性，使得黏度25化.S的溫 度由1643Γ降低至1440°C，并且煤灰烙渣黏度随溫度变化缓慢。
[0021 ]本发明山西无烟煤A，B，C的灰化学组成见表1 [0022]表1山西无烟煤煤样的灰化学组成
[0023]
【主权项】
1. 一种改善粉煤气化煤灰熔渣黏温特性的助剂，其特征在于助剂是硅灰石矿石粉，其 中CaSi〇3质量百分比含量为93.62-99.00%。2. 如权利要求1所述的一种改善粉煤气化煤灰熔渣黏温特性的助剂，其特征在于所述 的助剂还含有：< 1.5wt%的Fe2〇3，< 3wt%的Ah〇3和 < 5wt%的MgO。3. 如权利要求1所述的一种改善粉煤气化煤灰熔渣黏温特性的助剂，其特征在于所述 的硅灰石矿石粉的粒度小于等于180μπι。4. 如权利要求1-3任一项所述的一种改善粉煤气化煤灰熔渣黏温特性的助剂的应用， 其特征在于包括如下步骤： 助剂用于干法粉煤气化炉液态排渣气化炉，按质量比，以煤为基准，其添加量为煤的 5.67-8.91%，将助剂加入到原料煤中，混合均匀，得到改性气化原料煤。
【专利摘要】一种改善粉煤气化煤灰熔渣黏温特性的助剂是硅灰石矿石粉，其中CaSiO3质量百分比含量为93.62-99.00%。本发明具有改善山西无烟煤的煤灰熔渣黏温特性的优点。
【IPC分类】C10J3/52
【公开号】CN105586094
【申请号】CN201610113262
【发明人】孔令学, 白进, 李怀柱, 李文, 白宗庆, 尉迟唯, 郭振兴
【申请人】中国科学院山西煤炭化学研究所
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年2月29日