CN101691503A - 利用低热值粉煤制备煤气的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用低热值粉煤制备煤气的方法，它包括下述步骤：将原料粉煤中颗粒大于5mm的煤块通过筛分将其分离出来；将筛分后的颗粒≤5mm的粉煤送入混合机内预混，按照粉煤重量的3-5％加入转化剂和水分混合均匀后制成湿煤球；将湿煤球送入烘干室内排列起来，利用车间隧道窑余热将湿煤球烘干，底部烘干的煤球自卸球口被收集输送投入使用，上部湿煤球自动下移继续烘干；将烘干的煤球作为燃料送至煤气发生炉加煤口，按照需要添加即可。此方法可使耐火材料的烧成成本降低30-50％，平均吨砖成本降低约80-140元，并降低了粉尘的排放量，作业环境得到改善，而且使本地廉价粉煤得到充分利用，经济效益和社会效益十分可观。

Description

利用低热值粉煤制备煤气的方法

技术领域

本发明涉及制备煤气的方法，尤其是涉及一种耐火材料行业中利用低热值粉煤制备煤气的方法。

背景技术

新密地区是我国三大耐火材料生产基地之一，年总产能五百万吨，拥有耐火材料生产企业500多家。2006年以前，新密耐材企业大多数是以倒焰窑为烧成设备，燃料为本地粉煤，还有一部分中小型隧道窑也是直接燃烧原粉煤。虽然各家燃煤的利用率不尽相同，但基本上能充分利用各种品位和粒度的煤质，如低温用低热值煤，高温用中高热值优质煤，或者将粉煤加水混拌后进行燃烧。因此耐材企业对燃煤的要求不是特别高，外地煤和本地煤都能得到利用，供应充足，生产成本也不高，缺点是灰渣多、热效率不高，环境污染严重。

随着国家环保治理力度的加大，2006年新密地区346家耐材生产企业被严令停产整顿，要么不生产，要么改造烧成设备。一时间，新密近千座倒焰窑寿终正寝。为响应国家号召，各种隧道窑、梭式窑甚至改进型倒焰窑如雨后春笋、遍地开花，除重油烧成高温隧道窑外，绝大部分均改造为燃气窑炉，燃料用发生炉煤气，煤气发生炉规格以2.4m、2.6m、3.0m为主，单段双段均有，其原理是利用煤气发生炉将原煤转化为煤气，这样燃料中的有效成份能得到充分燃烧，一些灰份、挥发份和有害气体被抑制在发生炉中，燃烧后的废气少，环境污染程度大幅降低。但同时又带来另外一个问题，由于煤气发生炉对煤质要求较严，如以散煤形式直接加入，不仅产生的煤气量严重不足(主要有效成份是CO、CH₄、H₂等组份)，难以保证燃烧有效用量，其中夹杂的粉煤和块煤表面附着的粉煤及灰分在加入时会产生大量粉尘，造成作业条件恶劣、操作不便等，对环境有害且容易发生故障，而煤气发生炉的炉体又要求上下通风，因而必须以块煤形式加入，同时要求块煤的热值在6000大卡以上，故本地的低热值粉煤(热值低于6000大卡)不能作为直接燃料，外购块煤燃料价格昂贵，产品成本大大提高。经测算，块煤平均价格为680元/吨，生产一吨粘土砖平均煤耗280kg，高铝砖平均煤耗410kg，硅砖平均煤耗520kg，折合烧成成本分别为粘土砖190.4元，高铝砖278.8元，硅砖353.6元，比使用本地粉煤作燃料成本分别提高83元、92元和114元；成本上升必然带来价格上涨，使新密耐材竞争力减弱，抑制了新密耐火材料行业的发展。因此如何降低烧成成本是新密耐材行业面临的一大课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐火材料行业利用低热值粉煤制备煤气的方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的利用低热值粉煤制备煤气的方法，它包括下述步骤：

第一步：将原料粉煤中颗粒大于5mm的煤块通过筛分将其分离出来；

第二步：将筛分后的颗粒≤5mm的粉煤送入混合机内预混，按照粉煤重量的3-5％加入转化剂氢氧化钙、酚醛树脂、乙二醇或羧甲基纤维素钠和适量的水分混合均匀后制成直径30-40mm的湿煤球；

第三步：将上述制成的湿煤球送入封闭的塔式烘干室内排列起来，烘干室为上口大下口小的圆锥状，卸球口位于烘干室下部，烘干室底部的烟道与隧道窑余热抽风机出风口相连通，烘干室上部通过小烟道与排烟烟囱相连通，利用车间隧道窑余热，自烘干室底部烟道进入烘干室将湿煤球烘干，然后从上部小烟道返回排烟烟囱，底部烘干的煤球自卸球口被收集输送投入使用，上部湿煤球自动下移继续烘干；

第四步：将烘干的煤球作为燃料送至煤气发生炉加煤口，按照需要添加即可。

所述隧道窑余热抽风机出风口处的温度为220℃，烘干室进口温度为110℃。

本发明的优点在于此方法可使耐火材料的烧成成本降低30-50％，平均吨砖成本降低约80-140元，并降低了粉尘的排放量，作业环境得到改善，而且使本地廉价粉煤得到充分利用，经济效益和社会效益十分可观。

据测算，新密巩义地区年烧成制品约800万吨，除重油和天然气烧成制品外，采用煤气发生炉烧成的产品总量就有600多万吨，如全部采用低热值的本地粉煤制球后作为燃料，每年可降低生产成本4亿多元。

该方法对高热值粉煤也同时适用，也可降低生产成本，其总量相当可观。

具体实施方式

本发明所述的利用低热值粉煤制备煤气的方法，它包括下述步骤：

第一步：将原料粉煤中颗粒大于5mm的煤块通过筛分将其分离出来，其中筛分出的含量在5％左右的大颗粒可当作块煤使用；

第二步：将筛分后的颗粒≤5mm的粉煤(每次约500kg)通过振动给料机送入混合机内预混30-60秒，按照粉煤重量的3-5％加入氢氧化钙，当然也可以添加酚醛树脂、乙二醇、羧甲基纤维素钠等转化剂，热值在6000大卡以上的粉煤添加3％，热值在5500-6000大卡的粉煤添加4％，热值在5500卡以下的粉煤添加5％，将转化剂添加完后继续混合60秒，再加入粉煤重量6-8％的水分继续混合120秒使之均匀后进入造球机进行制球，制成湿煤球(型球)的直径为30-40mm；由于低热值煤与高热值煤相比，固定碳含量低，故不可能产生相同的煤气量，但不论哪一种煤质，在残渣中均含有10％左右的固定碳，煤气成份中二氧化碳等无效成份也占6％以上，也就是说，原煤中有16％的固定碳没有转化为有效的煤气成份，因此添加转换剂可使原煤在转化过程中充分转化；实验表明，一份6000大卡的本地低热值粉煤添加此助剂后，生成的煤气热值接近6800大卡，与高热值块煤相当，残渣中固定碳的含量微量，煤气中二氧化碳含量少量；

第三步：将上述制成的型球送入封闭的塔式烘干室内排列起来，烘干室为上口大下口小的圆锥状，高约15米，上口直径4m，下口直径2.5m，卸球口位于地面标高3m处，烘干室底部砌烟道与隧道窑余热抽风机出风口相连通，上部通过排列的六组小烟道与排烟烟囱相连通，温度为220℃左右的隧道窑余热在抽风机作用下自下而上进入烘干室(由于热损失，烘干室的进口温度可降为110℃，该温度既可以烘干湿煤球，又不会将煤球点燃)将湿煤球烘干后返回排烟烟囱，底部烘干的煤球(含水量为2-3％)自卸球口被收集输送投入使用，上部湿煤球自动下移继续烘干；初次加球时，因烘干室底部是空的，上下落差太大，直接倒入会使型球碰碎，用吊篮先一车一车加入，加到离上口约1.5m时，可直接用皮带输送机往里送球，每隔一小时卸一次球，上面的球自动往下移，如此反复；考虑到型球移动缓慢或架空的因素，在侧壁装有推球板，可使型球全部压实，或用铁锤敲打底部也可使球煤往下移动；整个过程处于封闭状态，不会产生粉尘和有害气体，也不会漏风；

第四步：将烘干至含水量为2-3％的煤球作为燃料送至煤气发生炉加煤口，按照需要添加即可。

实例一：梭式窑生产线(以粘土砖为例)

该梭式窑共两座，配一台2.6米煤气发生炉，粘土砖每五天为一生产周期，每窑120吨，累计每月产量1440吨(不考虑产品合格率)，平均每天产量48吨。改造以前，每天上块煤67车，每车200公斤，每天耗煤13.44吨，折合吨砖煤耗280公斤，折合成本190.4元(块煤每吨680元)。

改造以后，产量不变，每天上煤球68车，每车180公斤，每天耗煤12.24吨，折合吨砖煤耗255公斤，散煤价格390元每吨，加上添加剂合计420元，折合成本107.1元。

平均每吨产品节约成本83.3元，每月节约119952元，每年节约144万元。实例二：隧道窑生产线(以硅砖为例)

该隧道窑长186米，共62个车位，平均每车装10吨，每二小时进一车，每天产量120吨，配二台2.4米煤气发生炉。改造前，每天上块煤156车，每车200公斤，每天煤耗62.4吨(两台炉)，折合吨砖煤耗520公斤，折合成本353.6元。

改造以后，产量不变，每天上煤球190车，每车180公斤，每天耗煤68.4吨(两台炉)，煤价420元每吨(同上)，折合煤耗570公斤，折合成本239.4元。

平均每吨产品节约成本114.2元，每月节约41.1万元，每年节约493.2万元。

本公司烧成制品全年可节约成本680万元，经济效益及社会效益十分可观。

Claims (2)

1.一种利用低热值粉煤制备煤气的方法，其特征在于：它包括下述步骤：

第一步：将原料粉煤中颗粒大于5mm的煤块通过筛分将其分离出来；

第二步：将筛分后的颗粒≤5mm的粉煤送入混合机内预混，按照粉煤重量的3-5％加入转化剂氢氧化钙、酚醛树脂、乙二醇或羧甲基纤维素钠和适量的水分混合均匀后制成直径30-40mm的湿煤球；

第三步：将上述制成的湿煤球送入封闭的塔式烘干室内排列起来，烘干室为上口大下口小的圆锥状，卸球口位于烘干室下部，烘干室底部的烟道与隧道窑余热抽风机出风口相连通，烘干室上部通过小烟道与排烟烟囱相连通，利用车间隧道窑余热，自烘干室底部烟道进入烘干室将湿煤球烘干，然后从上部小烟道返回排烟烟囱，底部烘干的煤球自卸球口被收集输送投入使用，上部湿煤球自动下移继续烘干；

第四步：将烘干的煤球作为燃料送至煤气发生炉加煤口，按照需要添加即可。

2.根据权利要求1所述的利用低热值粉煤制备煤气的方法，其特征在于：所述隧道窑余热抽风机出风口处的温度为220℃，烘干室进口温度为110℃。