焦化除塵灰摻煤共氣化的方法技術

焦化除塵灰摻煤共氣化的方法，屬于煤氣化技術領域，其步驟為：1)將煤樣和焦化除塵灰分別進行灰分、揮發分、灰化學組成、灰熔融溫度以及CO2氣化反應性測定；2)依據煤樣和焦化除塵灰的灰分、揮發分、灰化學組成、灰熔融溫度以及CO2氣化反應性指數R0.5，將煤樣和焦化除塵灰按比例混合得到混合煤樣；3)將混合煤樣送入氣化爐內進行氣化即可。采用焦化除塵灰摻配煤共氣化不僅可以增加有效氣的產量，而且原料成本顯著下降，進而提高煤氣化企業的經濟效益，同時，將焦化企業產生的焦化除塵灰進行再利用，也為焦化企業解決了堆積大量的焦化除塵灰無法處理的難題。

【技術實現步驟摘要】
焦化除塵灰摻煤共氣化的方法
本專利技術屬于煤氣化
，具體涉及一種焦化除塵灰摻煤共氣化的方法。
技術介紹
焦化廠在傳統的裝煤、推焦過程會產生大量的除塵灰，尤其是近年來，隨著干熄焦技術的應用，使得焦化廠的除塵灰產量日益增加，據統計，焦化除塵灰的產量大約占到焦炭總產量的4％，大量除塵灰的堆積不僅造成資源的浪費，而且污染環境。經檢測分析表明，焦化除塵灰具有固定碳含量高，揮發分低以及堿性組分含量高等特點，因此，現有企業多是將焦化除塵灰回配煉焦，或者是用除塵灰代替部分無煙煤作為冶金行業的高爐噴吹燃料，這樣不僅實現除塵灰的回收利用，減小環境壓力，而且降低了煉焦、冶金行業的生產加工成本，具有一定的經濟效益。但是，在實際生產過程中，為了保證生產的持續、穩定性生產，焦化除塵灰回配煉焦的配入比例不超過煉焦用煤樣的20％，而在冶金行業領域，焦化除塵灰配入無煙煤的比例更少(≤5％)，這使得焦化廠產生的大量焦化除塵灰無法得以完全再利用，部分焦化廠產生的焦化除塵灰堆積在廠區，產生的顆粒粉塵嚴重影響了工作人員的健康。因此，尋求新的焦化除塵灰的利用途徑，這是技術人員一直在考慮的問題。
技術實現思路
本專利技術的首要目的是提供一種使用方便、可以有效保證生產持續性進行的焦化除塵灰摻煤共氣化的方法。為了實現上述目的，本專利技術采用了以下技術方案：一種焦化除塵灰摻煤共氣化的方法，其步驟如下：S1)將煤樣和焦化除塵灰均分別進行灰分、揮發分、灰化學組成、灰熔融溫度以及CO2氣化反應性測定；S2)依據步驟S1)測得的煤樣和焦化除塵灰的灰分、揮發分、灰化學組成、灰熔融溫度以及CO2氣化反應性指數R0.5，將煤樣和焦化除塵灰按比例混合得到混合煤樣，控制混合煤樣的灰分質量為18％-20％、揮發分質量為6％-8％、灰中酸性氧化物與堿性氧化物質量含量的比值為4.8-5.2、灰流動溫度為1340-1380℃，CO2氣化反應性指數R0.5為(6.5-6.8)*10-3；反應性指數R0.5＝0.5/t0.5是熱重分析煤焦反應性的重要參數，其中t0.5是指在相同升溫速率下碳轉化率達到50％的時間。在相同升溫速率下，R0.5越大，反應性越好。S3)將混合煤樣送入氣化爐內進行氣化即可。采用上述技術方案產生的有益效果在于：針對我國煤炭保有儲量的57％的高灰熔點煤很難直接用作氣流床氣化的問題，企業多是購買低灰熔點煤、或者助熔劑與這些高灰熔點煤相配以降低煤灰熔融溫度，相比而言，本專利技術通過焦化除塵灰摻煤共氣化，這樣不僅可以解決焦化除塵灰利用范圍窄、污染環境的問題，而且原料易得、價格低廉，重要的是可以有效改善高灰熔點煤的煤灰熔融溫度和粘溫特性，從而使得高灰熔點煤可以安全、穩定地投入氣化爐中進行氣化。具體的，經實驗驗證，與高、低煤灰熔點的兩種煤混合氣化相比，采用焦化除塵灰摻配煤共氣化不僅可以增加有效氣的產量，而且原料成本顯著下降，可以有效提高煤氣化企業的經濟效益，同時，將焦化企業產生的焦化除塵灰進行再利用，也為焦化企業解決了堆積大量的焦化除塵灰無法處理的難題，并提高其經濟收入。作為進一步的優選方案：所述步驟S1中煤樣的灰流動溫度為1500-1600℃，焦化除塵灰的流動溫度為1300-1330℃之間，一般來說，焦化企業在生產過程中產生的焦化除塵灰的流動溫度偏低，為了保證煤氣化爐的持續、穩定運行，優選是采用灰流動溫度在1500-1600℃之間的煤樣與焦化除塵灰進行混合共氣化。具體的方案為，所述步驟S1中的焦化除塵灰和煤樣在測定灰分、揮發分、灰化學組成、灰熔融溫度以及CO2氣化反應性前均磨至粒度在0.2mm以下，通過大量的實驗證明，將焦化除塵灰和煤樣先磨至粒度在0.2mm以下，這樣測出的灰分、揮發分以及灰化學組成等數據能夠更好地為焦化除塵灰和煤樣的混合比例的確定提供依據。優選的，所述步驟S2的混合煤樣中焦化除塵灰和煤樣的質量比為(14-18):100。從兩淮地區的不同礦區采集了多個高灰熔點煤樣，分別依據國標將各煤樣制成煤樣進行分析，綜合考慮這些煤樣的煤灰特點，優選采用上述比例將焦化除塵灰摻配煤進行共氣化，這樣不僅使得焦化除塵灰得以充分利用，降低焦化企業的處理壓力，而且還可以有效保證煤氣化生產的安全、穩定、持續運行。具體來說，經分析計算得知，采用上述比例混合得到的混合煤樣的合成氣組成及有效氣流量高，且比氧耗、比煤耗降低，因此可為企業帶來巨大的經濟效益。附圖說明圖1為混合煤樣的CO2氣化反應性曲線；圖2為混合煤樣的煤灰粘溫特性曲線。陰影區域為粘度2.5-25pa.s的區域。一般要求煤灰在1300-1450℃的粘度值控制在2.5～25Pa·s之間，進一步說明本專利技術實施例煤樣1+14％除塵灰的樣品粘度在25Pa·s時對應的溫度相對較低，效果更好。具體實施方式以下通過實施例對本專利技術公開的技術方案作進一步說明，但本專利技術并不限于以下實施例。實施例1)收集煤樣和焦化除塵灰(以下簡稱除塵灰)，分別磨至粒度在0.2mm以下。2)將磨好的煤樣和除塵灰分別進行灰分、揮發分、灰化學組成、灰熔融溫度以及CO2氣化反應性測定，具體測定結果參見表1-4，其中煤樣1是樣品煤樣，煤樣2為對照煤樣；3)依據表1-4中測定的煤樣和除塵灰的灰分、揮發分、灰化學組成、灰熔融溫度以及CO2氣化反應性測定，將除塵灰和煤樣按(14-18):100的質量比進行混合得到混合煤樣，使得混合煤樣的灰分為18％-20％、揮發分為6％-8％、灰中酸性氧化物與堿性氧化物含量的比值為4.8-5.2、灰流動溫度為1340-1380℃，CO2氣化反應性指數R0.5為(6.5-6.8)*10-3，同時，對除塵灰和煤樣按(5-12):100以及20:100的質量比進行混合得到的混合煤樣也進行了灰熔融溫度測定作為對比例，與本專利技術所公開的實施例進行對比；4)將除塵灰摻配煤得到的混合煤樣送入氣化爐內進行氣化。表1煤樣和除塵灰的工業分析結果其中，Aad-灰分，Vad-揮發分。表2煤樣和除塵灰的工業分析結果表3煤樣、除塵灰、以及除塵灰摻配煤的混合煤樣的灰熔融溫度其中：“煤樣+5％除塵灰”是指煤樣中摻配質量添加量為5％的除塵灰，以此類推。表4煤樣和除塵灰的CO2氣化反應性指數R0.5從表3中可以看出，選取的煤樣1流動溫度大于1500℃，屬于高灰熔融溫度煤，而除塵灰的熔融溫度較低，摻配除塵灰能明顯改善煤樣1的灰熔融特性，具體的，除塵灰的質量添加量為10％時煤樣1的灰流動溫度下降了90℃，除塵灰的質量添加量為14％時煤樣1的灰流動溫度已經降至1400℃以下，而繼續增加除塵灰的質量添加量，煤樣1的四個煤灰熔融特征溫度雖然呈現下降趨勢，但下降幅度已經不明顯。從表4中可以看出，煤樣1的反應性高于除塵灰，混合煤樣的反應性處在前兩者之間，但是總體上來說，隨著除塵灰配入比例的增加，混合煤樣的反應性呈現下降趨勢，因此在確保混合煤樣的灰熔融溫度符合氣流床氣化要求的前提下，為防止混合煤樣反應性下降造成碳轉化率和有效氣產量的降低，除塵灰摻配的比例不宜過高，優選除塵灰配入煤樣1中的質量添加量是在本專利技術所述的14％-18％的范圍內。不同比例除塵灰配入煤樣1的混合煤樣的CO2氣化反應性曲見圖1。進一步，將煤樣1以及除塵灰的質量添加量分別為12％、14％的兩混合煤樣進行灰化，將三個灰樣進行粘溫特性的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種焦化除塵灰摻煤共氣化的方法，其特征在于，其步驟包括如下：S1)將煤樣和焦化除塵灰均分別進行灰分、揮發分、灰化學組成、灰熔融溫度以及CO2氣化反應性測定；S2)依據步驟S1)測得的煤樣和焦化除塵灰的灰分、揮發分、灰化學組成、灰熔融溫度以及CO2氣化反應性指數R0.5，將煤樣和焦化除塵灰按比例混合得到混合煤樣，控制混合煤樣的灰分質量為18％?20％、揮發分質量為6％?8％、灰中酸性氧化物與堿性氧化物質量含量的比值為4.8?5.2、灰流動溫度為1340?1380℃，CO2氣化反應性指數R0.5為(6.5?6.8)*10?3；反應性指數R0.5＝0.5/t0.5，其中t0.5是指在相同升溫速率下碳轉化率達到50％的時間；S3)將混合煤樣送入氣化爐內進行氣化即可。

【技術特征摘要】
1.一種焦化除塵灰摻煤共氣化的方法，其特征在于，其步驟包括如下：S1)將煤樣和焦化除塵灰均分別進行灰分、揮發分、灰化學組成、灰熔融溫度以及CO2氣化反應性測定；S2)依據步驟S1)測得的煤樣和焦化除塵灰的灰分、揮發分、灰化學組成、灰熔融溫度以及CO2氣化反應性指數R0.5，將煤樣和焦化除塵灰按比例混合得到混合煤樣，控制混合煤樣的灰分質量為18％-20％、揮發分質量為6％-8％、灰中酸性氧化物與堿性氧化物質量含量的比值為4.8-5.2、灰流動溫度為1340-1380℃，CO2氣化反應性指數R0.5為(6.5-6.8)*10-3；反應性指數R0.5＝0.5/t0.5，其中t0...

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔建方，李寒旭，張雷，寧利民，劉象，嚴加才，辛宇，王亞濤，
申請(專利權)人：開灤集團有限責任公司，安徽理工大學，
類型：發明
國別省市：河北;13