CN102925244B - 一种粉煤气化用石油焦粉及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉煤气化用石油焦粉及其制备工艺，它由石油焦80～90%，添加剂10～20%组成，经过破碎筛分、装入贮仓、送入给料机中、加入磨机中混合研磨、气体分离和焦粉收集等工艺步骤制备而成。本发明的有益效果是：采用添加剂与石油焦充分混合、研磨，得到的石油焦粉的灰熔点在1350℃以下，灰分含量在9～19%，保证了入炉石油焦的硫含量控制在设备承受范围内，并具有较好的反应活性，满足了粉煤气化工艺的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉煤气化用石油焦粉及其制备工艺，尤其涉及及一种壳牌粉煤气化用石油焦粉及其制备工艺，属于化工原材料技术领域。
背景技术
壳牌粉煤气化是当今世界先进的煤气化技术，其主要流程为：原料煤在磨煤系统中碾磨、烘干后通过煤加压输送系统输送至气化炉内与纯氧以及蒸汽发生气化反应,炉内1600℃左右的高温将原料煤中的灰份部分液化，使其以液态形式从气化炉渣口排出，而夹杂在粗煤气里的飞灰则经过激冷降温输送至除灰系统,经过除灰，含尘量小于0.4mg/Nm3的粗煤气进入洗涤系统降温、洗涤后得到合格的粗煤气，粗煤气进一步送入下游生产产品。
就目前壳牌煤气化在国内运行情况来看，因国内煤炭具有分布广、种类多，但煤质差异大的特点，导致了气化用煤普遍存在煤质、煤灰分含量、灰熔点等指标大幅波动，煤质的不稳定会严重影响煤气化装置的稳定运行及满负荷生产。当原料煤灰份含量高或高负荷运行时，煤气化装置灰、渣处理量过高，会导致气化炉积灰、设备冲刷、磨损严重、故障频发，很难长周期、满负荷、稳定运行。因此，如何控制粉煤气化用原料的稳定已经成为煤气化行业的一个重要任务。
石油焦是渣油经延迟焦化加工得到的一种焦炭，随着原油的重质化与劣质化，石油焦作为石油提炼的最终产物，产量大幅增加。而石油焦具有外观与煤相似，化学性质稳定，不吸水，不自燃，便于输送、粉碎和储运的特点。石油焦含固定碳较多，热值高，按标准煤折算1t石油焦相当于1.1～1.2t标准煤；灰分含量在1%以下，挥发份含量约10%，比煤（灰分含量7%～22%、挥发分含量23%～41%）低很多，其燃烧性能类似半无烟煤。
煤气化生产过程中，主要是利用碳、氧气、水蒸气发生的不完全氧化反应生成一氧化碳和氢气的过程。根据目前煤气化技术的发展和应用情况，石油焦可以作为原料运用于煤气化工艺。目前石油焦作为气化用原料已经在水煤浆气化等方面得到了一定程度的应用。但是石油焦中的灰分含量、灰熔点等指标不能完全满足干粉气化液态排渣工艺的设计要求。另一方面由于石油焦为熔融形成的焦炭，其表面光滑，孔隙率低，带来了气化反应活性不高的问题也给石油焦在干粉气化中工艺的应用带来了困难。同时石油焦中高硫含量对气化设备的腐蚀，严重影响装置的长周期运行。因此，完全用石油焦替代煤作原料应用于粉煤气化工艺还存在一定困难。
所以，如何利用石油焦制备出适合干粉气化工艺使用的原料，对粉煤气化原料途径的拓展，石油焦的综合利用，以及提高气化装置的稳定运行都具有及其重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粉煤气化用石油焦粉及其制备工艺，使石油焦的指标能够满足粉煤气化，同时能提高石油焦的气化反应活性，保证入炉石油焦的硫含量控制在设备承受范围内，为粉煤气化提供一种碳含量高、灰熔点低、灰分以及水分含量符合粉煤气化使用要求的气化用石油焦粉。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种粉煤气化用石油焦粉，它由以下重量百分比的组分组成：
石油焦 80～90%
添加剂 10～20%。
所述的石油焦为石油经延迟焦化产出的产品。
所述的添加剂由重量百分比分别为98～99%粉煤灰和1～2%石灰石组成。
煤产生的灰分一般既包括飞灰（粉煤灰）又包括炉底灰。烟煤产生的飞灰可包括基于飞灰的总重计约20一约60wt%的二氧化硅和约5一约35wt的氧化铝；次烟煤产生的飞灰可包括基于飞灰的总重计约40一约60wt%的二氧化硅和约20一约30wt%的氧化铝；褐煤产生的飞灰可包括基于飞灰的总重计约15一约45wt的二氧化硅和约20一约25wt%的氧化铝。
如所属领域技术人员所知，本发明中的粉煤灰包括普通流化床、超临界流化床锅炉、煤粉炉或煤气化炉所产粉煤灰，其烧失量在0.1～30wt%之间。
一种粉煤气化用石油焦粉的制备工艺，它包含以下步骤：
（1）、将石油焦破碎筛分至粒度不超过30mm；
（2）、将石油焦和添加剂采用间断进料方式分别装入石油焦贮仓和添加剂贮仓中，使石油焦贮仓和添加剂贮仓料位保持在30%～80%之间；
（3）、石油焦贮仓内的石油焦和添加剂贮仓内的添加剂一起送入磨煤机中，其中，石油焦通过石油焦给料机送入磨煤机中，添加剂通过添加剂给料机送入磨煤机中，石油焦的流量和添加剂的流量之比按照上述的石油焦和添加剂的重量百分比进行配比；
（4）、磨煤机进行混合、研磨，使出磨焦粉粒度控制在5～90μm；
（5）、研磨好的焦粉通过热风炉加热后鼓吹入布袋，实现气体分离和焦粉收集，得到灰熔点在1350℃以下，灰分含量在9～19%的石油焦粉；
（6）、收集到的石油焦粉放入储仓中，以供后续气化工序使用。
本发明的有益效果在于：采用添加剂与石油焦充分混合、研磨，得到的石油焦粉的灰熔点在1350℃以下，灰分含量在9～19%，保证了入炉石油焦的硫含量控制在设备承受范围内，并具有较好的反应活性，满足了粉煤气化工艺的要求。
附图说明
图1为本发明的制备工艺流程示意图。
其中，1-石油焦加料口，2-石油焦贮仓，3-添加剂加料口，4-添加剂贮仓，5-石油焦给料机，6-添加剂给料机，7-磨机，8-热风炉，9-粉料收集布袋，10-粉料收集储仓，11-循环风机，12-出料口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例1
一种粉煤气化用石油焦粉，它由以下重量百分比的组分组成：
石油焦 90%
添加剂 10%。
所述的石油焦为石油经延迟焦化产出的产品。
所述的添加剂由重量百分比分别为98%粉煤灰和2%石灰石组成。
一种粉煤气化用石油焦粉的制备工艺，如图1，它包含以下步骤：
（1）、将石油焦破碎筛分至粒度至30mm；
（2）、将石油焦和添加剂采用间断进料方式分别装入石油焦贮仓2和添加剂贮仓4中，使石油焦贮仓2和添加剂贮仓4料位保持在80%，其中，石油焦以850kg/h的流量通过石油焦加料口1装入石油焦贮仓2中，添加剂以150kg/h的流量通过添加剂加料口3装入添加剂贮仓4中；
（3）、石油焦贮仓2内的石油焦和添加剂贮仓4内的添加剂一起送入磨煤机7中，其中，石油焦通过石油焦给料机5送入磨煤机7中，添加剂通过添加剂给料机6送入磨煤机7中，石油焦的流量和添加剂的流量之比按照上述的石油焦和添加剂的重量百分比进行配比；
（4）、磨煤机7进行混合、研磨，使出磨焦粉粒度控制在50μm；
（5）、研磨好的焦粉通过热风炉8加热后鼓吹入粉料收集布袋9，实现气体分离和焦粉收集，得到灰熔点为1320℃、灰分含量为13.17％的石油焦粉；
（6）、收集到的石油焦粉放入粉料收集储仓10中，通过出料口12以供后续气化工序使用，而粉料收集布袋9中气固分离后的气体部分放空后其余通过循环风机11提供动力后再次循环使用。
实施例2
一种粉煤气化用石油焦粉，它由以下重量百分比的组分组成：
石油焦 80%
添加剂 20%。
所述的石油焦为石油经延迟焦化产出的产品。
所述的添加剂由重量百分比分别为99%粉煤灰和1%石灰石组成。
一种粉煤气化用石油焦粉的制备工艺，如图1，它包含以下步骤：
（1）、将石油焦破碎筛分至粒度至30mm；
（2）、将石油焦和添加剂采用间断进料方式分别装入石油焦贮仓2和添加剂贮仓4中，使石油焦贮仓2和添加剂贮仓4料位保持在30%，其中，石油焦以800kg/h的流量通过石油焦加料口1装入石油焦贮仓2中，添加剂以200kg/h的流量通过添加剂加料口3装入添加剂贮仓4中；
（3）、石油焦贮仓2内的石油焦和添加剂贮仓4内的添加剂一起送入磨煤机7中，其中，石油焦通过石油焦给料机5送入磨煤机7中，添加剂通过添加剂给料机6送入磨煤机7中，石油焦的流量和添加剂的流量之比按照上述的石油焦和添加剂的重量百分比进行配比；
（4）、磨煤机7进行混合、研磨，使出磨焦粉粒度控制在5μm；
（5）、研磨好的焦粉通过热风炉8加热后鼓吹入粉料收集布袋9，实现气体分离和焦粉收集，得到灰熔点为1313℃、灰分含量为18.26%的石油焦粉；
（6）、收集到的石油焦粉放入粉料收集储仓10中，通过出料口12以供后续气化工序使用，而粉料收集布袋9中气固分离后的气体部分放空后其余通过循环风机11提供动力后再次循环使用。
实施例3
一种粉煤气化用石油焦粉，它由以下重量百分比的组分组成：
石油焦 85%
添加剂 15%。
所述的石油焦为石油经延迟焦化产出的产品。
所述的添加剂由重量百分比分别为98.25%粉煤灰和1.75%石灰石组成。
一种粉煤气化用石油焦粉的制备工艺，如图1，它包含以下步骤：
（1）、将石油焦破碎筛分至粒度至30mm；
（2）、将石油焦和添加剂采用间断进料方式分别装入石油焦贮仓2和添加剂贮仓4中，使石油焦贮仓2和添加剂贮仓4料位保持在50%，其中，石油焦以900kg/h的流量通过石油焦加料口1装入石油焦贮仓2中，添加剂以100kg/h的流量通过添加剂加料口3装入添加剂贮仓4中；
（3）、石油焦贮仓2内的石油焦和添加剂贮仓4内的添加剂一起送入磨煤机7中，其中，石油焦通过石油焦给料机5送入磨煤机7中，添加剂通过添加剂给料机6送入磨煤机7中，石油焦的流量和添加剂的流量之比按照上述的石油焦和添加剂的重量百分比进行配比；
（4）、磨煤机7进行混合、研磨，使出磨焦粉粒度控制在90μm；
（5）、研磨好的焦粉通过热风炉8加热后鼓吹入粉料收集布袋9，实现气体分离和焦粉收集，得到灰熔点为1324℃、灰分含量为9.36%的石油焦粉；
（6）、收集到的石油焦粉放入粉料收集储仓10中，通过出料口12以供后续气化工序使用，而粉料收集布袋9中气固分离后的气体部分放空后其余通过循环风机11提供动力后再次循环使用。
实施例4
一种粉煤气化用石油焦粉，它由以下重量百分比的组分组成：
石油焦 84%
添加剂 16%。
所述的石油焦为石油经延迟焦化产出的产品。
所述的添加剂由重量百分比分别为98.5%粉煤灰和1.5%石灰石组成。
一种粉煤气化用石油焦粉的制备工艺，如图1，它包含以下步骤：
（1）、将石油焦破碎筛分至粒度至30mm；
（2）、将石油焦和添加剂采用间断进料方式分别装入石油焦贮仓2和添加剂贮仓4中，使石油焦贮仓2和添加剂贮仓4料位保持在40%，其中，石油焦以830kg/h的流量通过石油焦加料口1装入石油焦贮仓2中，添加剂以170kg/h的流量通过添加剂加料口3装入添加剂贮仓4中；
（3）、石油焦贮仓2内的石油焦和添加剂贮仓4内的添加剂一起送入磨煤机7中，其中，石油焦通过石油焦给料机5送入磨煤机7中，添加剂通过添加剂给料机6送入磨煤机7中，石油焦的流量和添加剂的流量之比按照上述的石油焦和添加剂的重量百分比进行配比；
（4）、磨煤机7进行混合、研磨，使出磨焦粉粒度控制在20μm；
（5）、研磨好的焦粉通过热风炉8加热后鼓吹入粉料收集布袋9，实现气体分离和焦粉收集，得到灰熔点为1305℃、灰分含量为16.67%的石油焦粉；
（6）、收集到的石油焦粉放入粉料收集储仓10中，通过出料口12以供后续气化工序使用，而粉料收集布袋9中气固分离后的气体部分放空后其余通过循环风机11提供动力后再次循环使用。
实施例5
一种粉煤气化用石油焦粉，它由以下重量百分比的组分组成：
石油焦 87%
添加剂 13%。
所述的石油焦为石油经延迟焦化产出的产品。
所述的添加剂由重量百分比分别为98.7%粉煤灰和1.3%石灰石组成。
一种粉煤气化用石油焦粉的制备工艺，如图1，它包含以下步骤：
（1）、将石油焦破碎筛分至粒度至30mm；
（2）、将石油焦和添加剂采用间断进料方式分别装入石油焦贮仓2和添加剂贮仓4中，使石油焦贮仓2和添加剂贮仓4料位保持在60%，其中，石油焦以870kg/h的流量通过石油焦加料口1装入石油焦贮仓2中，添加剂以130kg/h的流量通过添加剂加料口3装入添加剂贮仓4中；
（3）、石油焦贮仓2内的石油焦和添加剂贮仓4内的添加剂一起送入磨煤机7中，其中，石油焦通过石油焦给料机5送入磨煤机7中，添加剂通过添加剂给料机6送入磨煤机7中，石油焦的流量和添加剂的流量之比按照上述的石油焦和添加剂的重量百分比进行配比；
（4）、磨煤机7进行混合、研磨，使出磨焦粉粒度控制在70μm；
（5）、研磨好的焦粉通过热风炉8加热后鼓吹入粉料收集布袋9，实现气体分离和焦粉收集，得到灰熔点为1300℃、灰分含量为11.93％的石油焦粉；
（6）、收集到的石油焦粉放入粉料收集储仓10中，通过出料口12以供后续气化工序使用，而粉料收集布袋9中气固分离后的气体部分放空后其余通过循环风机11提供动力后再次循环使用。
实施例6
一种粉煤气化用石油焦粉，它由以下重量百分比的组分组成：
石油焦 88%
添加剂 12%。
所述的石油焦为石油经延迟焦化产出的产品。
所述的添加剂由重量百分比分别为98.1%粉煤灰和1.9%石灰石组成。
一种粉煤气化用石油焦粉的制备工艺，如图1，它包含以下步骤：
（1）、将石油焦破碎筛分至粒度至25mm；
（2）、将石油焦和添加剂采用间断进料方式分别装入石油焦贮仓2和添加剂贮仓4中，使石油焦贮仓2和添加剂贮仓4料位保持在70%，其中，石油焦以840kg/h的流量通过石油焦加料口1装入石油焦贮仓2中，添加剂以160kg/h的流量通过添加剂加料口3装入添加剂贮仓4中；
（3）、石油焦贮仓2内的石油焦和添加剂贮仓4内的添加剂一起送入磨煤机7中，其中，石油焦通过石油焦给料机5送入磨煤机7中，添加剂通过添加剂给料机6送入磨煤机7中，石油焦的流量和添加剂的流量之比按照上述的石油焦和添加剂的重量百分比进行配比；
（4）、磨煤机7进行混合、研磨，使出磨焦粉粒度控制在40μm；
（5）、研磨好的焦粉通过热风炉8加热后鼓吹入粉料收集布袋9，实现气体分离和焦粉收集，得到灰熔点为1345℃、灰分含量为9%的石油焦粉；
（6）、收集到的石油焦粉放入粉料收集储仓10中，通过出料口12以供后续气化工序使用，而粉料收集布袋9中气固分离后的气体部分放空后其余通过循环风机11提供动力后再次循环使用。
实施例7
一种粉煤气化用石油焦粉，它由以下重量百分比的组分组成：
石油焦 81%
添加剂 19%。
所述的石油焦为石油经延迟焦化产出的产品。
所述的添加剂由重量百分比分别为98.65%粉煤灰和1.35%石灰石组成。
一种粉煤气化用石油焦粉的制备工艺，如图1，它包含以下步骤：
（1）、将石油焦破碎筛分至粒度至20mm；
（2）、将石油焦和添加剂采用间断进料方式分别装入石油焦贮仓2和添加剂贮仓4中，使石油焦贮仓2和添加剂贮仓4料位保持在55%，其中，石油焦以880kg/h的流量通过石油焦加料口1装入石油焦贮仓2中，添加剂以120kg/h的流量通过添加剂加料口3装入添加剂贮仓4中；
（3）、石油焦贮仓2内的石油焦和添加剂贮仓4内的添加剂一起送入磨煤机7中，其中，石油焦通过石油焦给料机5送入磨煤机7中，添加剂通过添加剂给料机6送入磨煤机7中，石油焦的流量和添加剂的流量之比按照上述的石油焦和添加剂的重量百分比进行配比；
（4）、磨煤机7进行混合、研磨，使出磨焦粉粒度控制在80μm；
（5）、研磨好的焦粉通过热风炉8加热后鼓吹入粉料收集布袋9，实现气体分离和焦粉收集，得到灰熔点为1290℃、灰分含量为19％的石油焦粉；
（6）、收集到的石油焦粉放入粉料收集储仓10中，通过出料口12以供后续气化工序使用，而粉料收集布袋9中气固分离后的气体部分放空后其余通过循环风机11提供动力后再次循环使用。
Claims (1)
1.一种粉煤气化用石油焦粉，其特征在于：它由以下重量百分比的组分组成：
石油焦 80～90％
添加剂 10～20％
所述石油焦为石油经延迟焦化产出的产品；
所述添加剂由重量百分比分别为98～99％粉煤灰和1～2％石灰石组成；
所述粉煤气化用石油焦粉由以下步骤制备而成：
(1)、将石油焦破碎筛分至粒度不超过30mm；
(2)、将石油焦和添加剂采用间断进料方式分别装入石油焦贮仓和添加剂贮仓中，使石油焦贮仓和添加剂贮仓料位保持在30％～80％之间；
(3)、石油焦贮仓内的石油焦和添加剂贮仓内的添加剂一起送入磨煤机中，其中，石油焦通过石油焦给料机送入磨煤机中，添加剂通过添加剂给料机送入磨煤机中，石油焦的流量和添加剂的流量之比按照上述的石油焦和添加剂的重量百分比进行配比；
(4)、磨煤机进行混合、研磨，使出磨焦粉粒度控制在5～90μm；
(5)、研磨好的焦粉通过热风炉加热后鼓吹入布袋，实现气体分离和焦粉收集，得到灰熔点在1350℃以下，灰分含量在9～19％的石油焦粉；
(6)、收集到的石油焦粉放入储仓中，以供后续气化工序使用。
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