CN100360647C - 水煤气发生炉用气化型煤 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水煤气发生炉用气化型煤。主要解决现有型煤反应活性明显低于块煤，燃烧不充分，灰渣残碳率高的技术问题。技术解决方案：水煤气发生炉用气化型煤，由混合煤粉与粘结剂组成，混合煤粉由无烟煤粉、烟煤煤粉、褐煤煤粉组成，煤粉指标控制为：挥发分≤10%、灰分：16～24%、固定碳：65～75%、水分＜6%；所述的粘结剂为耐高温粉煤粘结剂，由硅酸钠水溶液、膨润土、氯酸钾组成，各组分的重量百分配比为：无烟煤85%-93%，烟煤0-8%，褐煤0-8%，硅酸钠水溶液3%-12%，膨润土2%-7%，氯酸钾0.1%-0.5%。本发明的制备方法包括两个步骤：首先按配比进行混合煤粉的配置，然后加入粘结剂按照型煤制备的常规工艺进行制备。本发明主要用于制作化工合成原料气的合成氨。

Description

水煤气发生炉用气化型煤

技术领域：本发明涉及一种型煤，特别涉及一种可以100％完全替代块煤的水煤气发生炉用气化型煤气化型煤。

背景技术：

化工合成原料气是煤气化技术在国民经济工业领域的一项重要应用，其中，合成氨在合成化工产品中占有很大比例。我国生产化工合成原料气应用最多的是水煤气发生炉，化肥行业有80％以上的原料气由中、小化肥厂的水煤气发生炉生产。而水煤气发生炉的原料用煤质量指标要求很高，是煤炭作为一次能源时最为严格的指标；长期以来，国内市场按照国家标准GB7561-87《合成氨用煤质量标准》，向化肥生产企业供应优质无烟块煤。由于煤炭生成地质和环境条件不同，各地无烟煤质量差异很大，可以作为合成氨原料用煤的数量不多；随着煤碳开采机械化程度提高，块煤采出率仅为20％左右，这导致近年来合成氨原料用煤短缺的供需矛盾更为突出，块煤价格猛涨。从而使可利用、相对廉价的粉煤成型替代块煤制作化工合成原料气的技术日益得到重视。

型煤造气既能解决无烟粉煤大量积压、资源浪费、块煤短缺等问题，又降低了化肥生产成本。但由于合成氨工艺的复杂性，现有各种型煤不适用于水煤气发生炉；只能与块煤掺烧，掺烧比例不超过10-15％，且反应活性明显低于块煤，燃烧不充分，灰渣残碳率高，替代效果差。现有各种型煤不适用于水煤气发生炉的主要原因，是未能解决水煤气发生炉的特殊气化工艺要求；水煤气发生炉气化型煤的制作关键，是耐高温粉煤粘结剂技术。现有各种粘结剂技术制作的型煤，其冷强度和热强度都无法与被替代的块煤相比，一般冷强度低于60Kg/球，热强度更低；但水煤气发生炉气化型煤对强度的要求则正好相反，要求热强度高于冷强度；否则在水煤气发生炉内高温环境下，型煤极易破碎，产生粉尘，导致发生炉内气流堵塞，气化不均，阻碍气化反应正常进行；与此同时气化带出物增多，使气化效率降低。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可以100％完全替代块煤用于水煤气发生炉制作化工合成原料气的合成氨气化型煤。主要解决现有型煤反应活性明显低于块煤，燃烧不充分，灰渣残碳率高的技术问题。要解决这个技术问题，必须解决三个问题。首先是粉煤原料的制备，包括直接采用符合GB7561-87《合成氨用煤质量标准》煤质指标的粉煤；或以无烟煤为主要原料与不同煤质的其它原煤按比例混配，调整煤质，使混合粉煤达到GB7561-87《合成氨用煤质量标准》主要煤质指标的要求。其次需要选择配制耐高温粉煤粘结剂的主要组成材料。最后是确定型煤粘结剂各种组成材料的配比。发明专利ZL00135180.X提供了一种具有通孔结构的型煤成型方法，试验表明，这种通孔结构型煤使用本发明能籍助风道效应使型煤利用效率达到几乎完美的程度，在水煤气发生炉内完全气化后的灰渣残碳率接近于零。水煤气发生炉的灰渣残碳率是表征煤炭是否被充分利用的定性、定量指标，水煤气发生炉使用优质无烟块煤，在较好炉况工艺条件下灰渣残碳率才能达到10％左右。但该专利未提供制作符合GB7561-87《合成氨用煤质量标准》主要煤质指标，专门用于化工合成原料气的型煤粘结剂配制方法。本发明可使该专利的应用范围得以扩展。

本发明的技术方案为：首先进行粉煤原料制备：通过配煤方法得到合成氨气化用粉煤原料，调整主要煤质指标使挥发分≤10％、灰分：16～24％、固定碳：65～75％、水分＜6％；当灰分、固定碳含量之间有矛盾时，以灰分为准；混合粉煤主要煤质指标，就是参与配煤的各种原煤相应煤质指标的加权平均值，计算公式如下：

混合粉煤的煤质指标＝∑参与配煤的原煤相应煤质指标×该原煤占配煤后混合粉煤的百分比

其中，该原煤占配煤后混合粉煤的百分比，由主要原煤需调整的煤质指标，和待配原煤的该煤质指标，以及混合粉煤的该煤质指标共同确定。说明如下：

如果以混合煤粉和粘结剂总量100％计，混合煤粉包括无烟煤粉、烟煤煤粉、褐煤煤粉，耐高温粉煤粘结剂包括：硅酸钠水溶液、膨润土、氯酸钾；各组分具体的重量百分配比范围如下：

无烟煤        85％-93％

烟煤          0-8％

褐煤          0-8％

硅酸钠水溶液  3％-12％

膨润土        2％-7％

氯酸钾        0.1％-0.5％

本发明提供的耐高温粉煤粘结剂配比技术，与现有其它型煤粘结剂相比，具有以下显著优点：冷强度可达到100Kg/球以上(测试标准：MT/T 748-1997《工业型煤冷压强度测定方法》)，热强度可达到120Kg/球以上(按福建省煤炭工业科学研究所推荐测试方法)；热稳定性≥80％(测试标准：MT/T 924-2003《工业型煤热稳定性测定方法》)，灰熔融性＞1350℃(测试方法根据  GB/T 212-2001《煤的工业分析方法》)；完全克服了现有其它型煤粘结剂冷强度低，且热强度低于冷强度的弊端，有利于型煤在水煤气发生炉内保持原状，气化稳定，气化效率大为提高；此外，采用本发明粘结剂配比技术，可以降低粘结剂用量，与现有其它型煤粘结剂比较，能相对提高型煤固定碳含量，从而最终达到增加化工合成原料气产气量的效果。

因此，使用本发明制作的通孔结构型煤，是一种可以100％完全替代块煤用于水煤气发生炉，制作化工合成原料气的合成氨气化型煤。

本发明的制备方法包括两个步骤：首先按配比进行混合煤粉的配置，然后按配比加入粘结剂按照型煤制备的常规工艺进行制备。

具体实施方式：实施例1-4，本发明各组分重量配比见下表

	无烟煤％	烟煤％	褐煤％	硅酸钠水溶液％	膨润土％	氯酸钾％
							本发明	85-93	0-8	0-8	3-12	2-7	0.1-0.5
实施例1	85	1	2	8	3.5	0.5
							实施例2	88	2	4	3	2.8	0.2
实施例3	93	0	0	4	2.7	0.3
							实施例4	86	5	1	3	4.8	0.2

水煤气发生炉用气化型煤的粉煤原料配制方法，将主要原煤(无烟煤)、待配原煤(烟煤)、待配原煤(褐煤)按比例混配，调整煤质，达到GB7561-87主要煤质指标要求后得到混合粉煤；然后按配比加入硅酸钠水溶液、膨润土、氯酸钾；按照型煤制作常规工艺流程，将符合成型要求的粉料送入成型设备，按照型煤制作常规工艺流程烘干后，制得水煤气发生炉用气化型煤。具体制备方法参照发明专利ZL00135180.X。

Claims (2)

1、水煤气发生炉用气化型煤，由混合煤粉与粘结剂组成，其特征是：混合煤粉由无烟煤粉、烟煤煤粉、褐煤煤粉组成，煤粉指标控制为：挥发分≤10％、灰分：16～24％、固定碳：65～75％、水分＜6％；所述的粘结剂为耐高温粉煤粘结剂，由硅酸钠水溶液、膨润土、氯酸钾组成，各组分的重量百分配比范围如下：

无烟煤        85％-93％

烟煤          0-8％

褐煤          0-8％

硅酸钠水溶液  3％-12％

膨润土        2％-7％

氯酸钾        0.1％-0.5％。

2、根据权利要求1所述的水煤气发生炉用气化型煤，其特征是：所述的型煤为通孔结构型煤。