CN102952600A

CN102952600A - 一种加压气化炉型煤、其制备方法及装置

Info

Publication number: CN102952600A
Application number: CN2012104704508A
Authority: CN
Inventors: 韩锦德; 姜英; 白向飞; 王东升; 刘明锐; 王越
Original assignee: China Coal Research Institute CCRI
Current assignee: China Coal Research Institute CCRI
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2013-03-06

Abstract

本发明涉及一种加压气化炉用型煤，其具有两种或更多种不同粒径；本发明还涉及用于所述成型所述型煤的对辊、所述型煤的制备方法，以及所述型煤在加压气化炉中的气化反应情况。

Description

一种加压气化炉型煤、其制备方法及装置

技术领域

本发明涉及一种加压气化炉用型煤；本发明还涉及用于所述成型所述型煤的对辊、所述型煤的制备方法，以及所述型煤在使加压气化炉燃烧稳定中的应用及在提高型煤产气量中的应用。

背景技术

目前我国常压固定床造气型煤技术已经比较成熟。全国每年使用这种造气型煤在1000万吨左右。随着气化技术与气化规模的发展，使用大型加压气化炉是一个发展方向。鲁奇加压气化炉依靠其特有的优势，在越来越多的企业得到推广和应用。我国已在运行的鲁奇炉有200台左右，全部采用块煤做原料。未来还会有越来越多的煤气化企业选用鲁奇炉造气。

使用块煤作为原料的一个缺点是块煤资源有限，而且成本较高。此外，除块煤之外，煤炭中还含有大量的煤粉、煤泥、低热值的粉煤灰、煤矸石等低热值燃料。将上述低热值燃料制成型煤，既可以充分利用这部分低热值燃料，降低气化原料成本，拓宽鲁奇炉的原料来源，又能降低粉尘污染。

因此，开发研究鲁奇炉用造气型煤，越来越受到重视。鲁奇炉使用型煤造气，可以充分利用资源，有效降低原料成本，提高粉煤的附加值。鲁奇炉造气型煤技术的开发和应用是型煤技术未来发展的一个重要方向。

型煤成型通常采用对辊成型的方式，即在双辊柱面上按一定的分布加工出大量的型窝，每个型窝四周均保留有一部分不被加工的圆柱面。在双辊相对转动过程中，两辊面上的型窝逐排逐个对合，将煤料挤压成型。上述成型方式所用的双辊，即型煤模具，在本领域中也称为对辊。这种对辊成型装置热压、冷压成型均可，适用于大批量生产。

现有技术提出了若干种型煤。CN1117837C、CN2433535Y和CN10142938B提出了具有通孔的型煤，所述型煤燃烧充分。然而，由于所述型煤采用在型煤成型压合区中设置芯棒有芯棒的对辊成型，减少了型煤粘合面积，影响型煤强度，导致型煤在运输、燃烧过程中易破损。

ZL95209509.2公开了一种工业型煤波纹模辊，所述模辊的外圆纵向母线为R弧平滑过渡连接的波纹形，在波峰上开有凹形模盒，主动模辊和被动模辊的波峰与波谷相对应，所述凹形模盒的尺寸可不同，其能成型同时成型具有不同尺寸的型煤。然而，由于其模辊的外圆纵向母线为R弧过渡连接的波纹形，在型煤成型过程中原料煤会粘附于R形过渡弧上，形成薄片状型煤，而这无法工业应用，只能作为废煤回收利用，这无疑增加了成本。其次，由于凹形模盒处于波峰上，成型时必须严格要求两个对辊的波峰具有较高的匹配精度，这又对模辊的加工成型和装配精度提出了严格的要求，从而提高了成本。再次，该文献中的两个对辊仅在波峰处对型煤施加压力，因而成型压力不够，导致型煤的强度不够，易于破碎。

另一方面，现有技术加压气化炉通常采用具有小于某一特定尺寸的型煤，这种型煤在加压气化炉中燃烧比较充分，透气性高于块煤，不利于气化，且在气化炉中燃烧状况较不稳定，气化工艺条件较难控制。本发明人经过长期深入的研究发现，上述问题可通过采用特定比例的不同粒径的型煤的混合物来适当降低型煤的透气性而实现，通过降低透气性，使型煤的燃烧更为稳定。

发明内容

本发明正是基于采用特定比例的不同粒径型煤的混合物，可适当降低型煤透气性，从而在加压气化炉中获得良好的燃烧稳定性和产气率。

更特别地，本发明涉及一种用于加压气化炉的型煤，其为多种不同粒径型煤的混合物。本发明型煤可为多种不同粒径型煤的混合物，优选两种或更多种不同粒径型煤的混合物。

本发明的加压气化炉用型煤的粒径及不同粒径型煤的比例以使得加压气化炉的燃烧稳定的方式选择。

具体地，在具有两种不同粒径型煤的情况下，所述型煤具有如下两种粒径：30-80mm和15-30mm，其中两种粒径型煤的数量比为1:1-30，优选1:2-15，更优选1:4-15，最优选1:5-10。

在具有三种不同粒径型煤的情况下，所述型煤具有如下三种不同粒径：50-80mm、30-50mm和15-30mm，其中三者数量比为1:5-15:5-20，优选1:5-10:5-18，更优选1:5-8:5-15，更优选1:6-7:8-12。

本发明人发现，通过采用上述粒径及数量比，初步实现了型煤在加压气化炉中的稳定燃烧

本发明型煤的原料可使用贫煤、贫瘦煤和无烟煤。其中原料煤可使用粉煤或煤泥。本发明型煤成型过程中可添加添加剂(如粘结剂等)，也可不添加添加剂，合适的添加剂是本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。本发明型煤的形状不受限制，可为各种形状，包括但不限于圆球形、椭球形、枕形、多面体形等。在所述型煤不为圆球形的情况下，所述型煤的粒径是指型煤中相距最远的两点之间的距离，例如在椭球形的情况下，型煤粒径是指型煤的长轴长度。应当注意的是，除非另有说明，本发明中的“粒径”是指型煤的实际粒径。当然由于制备过程中的破损，不可避免地存在一定的范围，在这种情况下是指平均粒径，但此时优选95%型煤，更优选98%，最优选99%型煤，特别优选100%具有所述粒径(基于数量)。

在所述型煤成型后，可对其进行烘干或自然风干处理，这取决于型煤成型条件和添加剂的使用。

在一个实施方案中，本发明涉及一种型煤成型用对辊，其能压制出具有本发明粒径和比例的型煤。所述对辊上以上文所述的不同粒径型煤数量比排布有各种不同尺寸型窝。半型窝的形状可根据型煤的形状调节。本发明型煤成型用对辊可安装在任何对辊机上，所用对辊机可为本领域技术人员所已知的各种对辊机，此处不再赘述。

图1为本发明型煤成型用对辊的一个实施方案。由该图可以清楚看出，所述对辊具有两种不同粒径的型窝，所述不同粒径的型窝呈间隔规整排列。但本发明不限于此，本发明对辊上的不同粒径的型窝可无规排列，或者呈其他任何所需形式排列，条件是不同粒径的型窝所生产的型煤数量比处于本发明的范围之内。

尽管本发明型煤可通过将具有本发明比例的不同粒径的型煤混合而获得，但是由于型煤强度不够，在混合过程中往往造成型煤破碎，浪费原料。因此，通常不优选采用所述混合法制备本发明的型煤。

因此，在另一实施方案中，本发明涉及一种本发明型煤的成型方法，包括使原料煤通过本发明的对辊成型。

在又一实施方案中，本发明还涉及本发明型煤在使型煤稳定燃烧、提高型煤产气量中的用途。

通过采用本发明型煤，适当降低了型煤透气性，实现了型煤的稳定燃烧。

本发明的具体实施方案及其优点可由下文实施例更清楚地阐述，所述实施例仅仅出于示例性目的，其目的并非是将本发明局限于此。

实施例

型煤的通用制备方法

原料煤采用贫煤粉煤和煤泥。煤泥与粉煤分别堆放在不同的堆场中；粉煤经过破碎、经3mm筛筛分处理，筛下物作为成型原料煤备用，筛上物回破碎机继续破碎；使用旋耕机将煤泥块破碎成50mm以下的块度备用；将粉煤与煤泥按照65:35的重量比通过皮带机输送到碾压机中，碾压混合15分钟，使粉煤与煤泥混合均匀，同时通过计量泵加入水至煤量的10-12%，然后通过皮带机输送到煤仓中；煤仓中的原料煤按照计量皮带定量给入到双轴搅拌机中，粘结剂通过定量给料机按加入到原料煤中，通过双轴搅拌机的初步搅拌，进入碾压机中充分碾压混合均匀；从碾压机中混匀的成型熟料经过双轴搅拌机的再次混合后，经皮带输送进入对辊成型机压制成型。

型煤的稳定燃烧

将本发明所生产出的型煤产品在MK-IV型鲁奇加压气化炉中，在氧气负荷为3500-5500Nm³/h的条件下进行工业性试验，在氧气负荷为3500-5500Nm³/h的条件下，平稳运行36小时以上，并成功实现原料煤从块煤到型煤、型煤到块煤的切换。

实施例1

使用上述型煤的通用制备方法，使用同时具有两种型窝直径为34mm和15mm且二者数量比1:5的对辊，成型粒径为34mm和15mm且其中二者数量比1:5的椭球形型煤1。使用相同配方，使用型窝直径分别为15mm和34mm的对辊分别成型粒径为15mm的型煤以及粒径为34mm的椭球形型煤以进行对比。

将成型的型煤1以及粒径为15mm、34mm的型煤分别置于加压气化炉—鲁奇炉中进行燃烧对比试验，所述鲁奇炉在4500Nm³/h氧负荷条件下运行。发现由于透气性降低，所述型煤1在鲁奇炉中能够稳定燃烧达34小时，而粒径为15mm和34mm的型煤稳定燃烧时间分别为28小时和20小时。

实施例2

使用上述型煤的通用制备方法，使用同时具有两种型窝直径为40mm和20mm且二者数量比1:10的对辊，成型粒径为40mm和20mm且其中二者数量比1:10的椭球形型煤2。

使用相同配方，使用型窝直径分别为20mm和40mm的对辊分别成型粒径为20mm的型煤以及粒径为40mm的椭球形型煤以进行对比。

将成型的型煤2以及粒径为20mm、40mm的型煤分别置于加压气化炉—鲁奇炉中进行燃烧对比试验，所述鲁奇炉在3500Nm³/h氧负荷条件下运行。发现由于透气性降低，所述型煤2在鲁奇炉中能够稳定燃烧达36小时，而粒径为20mm和40mm的型煤稳定燃烧时间分别为28小时和18小时。

实施例3

使用上述型煤的通用制备方法，使用同时具有两种型窝直径为46mm和25mm且二者数量比1:15的对辊，成型粒径为46mm和25mm且其中二者数量比1:15的椭球形型煤3。

使用相同配方，使用型窝直径分别为25mm和46mm的对辊分别成型粒径为15mm的型煤以及粒径为46mm的椭球形型煤以进行对比。

将成型的型煤3以及粒径为25mm、46mm的型煤分别置于加压气化炉—鲁奇炉中进行燃烧对比试验，所述鲁奇炉在4500Nm³/h氧负荷条件下运行。发现由于透气性降低，所述型煤3在鲁奇炉中能够稳定燃烧达34小时，而粒径为25mm和46mm的型煤稳定燃烧时间分别为30小时和22小时。

实施例4

使用上述型煤的通用制备方法，使用同时具有两种型窝直径为55mm和20mm且二者数量比1:20的对辊，成型粒径为55mm和20mm且其中二者数量比1:20的椭球形型煤4。

使用相同配方，使用型窝直径分别为20mm和55mm的对辊分别成型粒径为20mm的型煤以及粒径为55mm的椭球形型煤以进行对比。

将成型的型煤4以及粒径为20mm、55mm的型煤分别置于加压气化炉—鲁奇炉中进行燃烧对比试验，所述鲁奇炉在5500Nm³/h氧负荷条件下运行。发现由于透气性降低，所述型煤4在鲁奇炉中能够稳定燃烧达38小时，而粒径为20mm和55mm的型煤稳定燃烧时间分别为28小时和18小时。

实施例5

使用上述型煤的通用制备方法，使用同时具有三种型窝直径为55mm、35mm和25mm且三者数量比1:5:10的对辊，成型粒径为55mm、35mm和25mm且三者数量比1:5:10的椭球形型煤5。

使用相同配方，使用型窝直径分别为25mm、35mm和55mm的对辊分别成型粒径为25mm的型煤、粒径为35mm的型煤以及粒径为55mm的椭球形型煤以进行对比。

将成型的型煤5以及粒径为25mm、35mm和55mm的型煤分别置于加压气化炉—鲁奇炉中进行燃烧对比试验，所述鲁奇炉在5500Nm³/h氧负荷条件下运行。发现由于透气性降低，所述型煤5在鲁奇炉中能够稳定燃烧达38小时，而粒径为25mm、35mm和55mm的型煤稳定燃烧时间分别为24小时、20小时和18小时。

实施例6

使用上述型煤的通用制备方法，使用同时具有三种型窝直径为75mm、45mm和20mm且三者数量比为1:12:20的对辊，成型粒径为75mm、45mm和20mm且三者数量比1:12:20的椭球形型煤6。

使用相同配方，使用型窝直径分别为20mm、45mm和75mm的对辊分别成型粒径为20mm的型煤、粒径为45mm的型煤以及粒径为75mm的椭球形型煤以进行对比。

将成型的型煤8以及粒径为20mm、45mm和75mm的型煤分别置于加压气化炉—鲁奇炉中进行燃烧对比试验，所述鲁奇炉在5500Nm³/h氧负荷条件下运行。发现由于透气性降低，所述型煤8在鲁奇炉中能够稳定燃烧达38小时，而粒径为20mm、45mm和75mm的型煤稳定燃烧时间分别为28小时、22小时和14小时。

由以上实施例可以清楚看出，与现有技术型煤相比，本发明的不同的不同粒径型煤的特定组合具有提高型煤稳定燃烧时间，能充分利用资源，节约成本，在工业上具有广阔的应用前景。

Claims

1.一种加压气化炉用型煤，其为两种或更多种不同粒径型煤的混合物。

2.如权利要求1的型煤，其为分别具有两种不同粒径30-80mm和15-30mm的型煤的混合物，其中所述两种不同粒径型煤的数量比为1:1-30，优选1:2-15，更优选1:4-15，最优选1:5-10。

3.如权利要求1的型煤，其为分别具有三种不同粒径50-80mm、30-50mm和15-30mm的型煤的混合物，其中所述三种不同粒径型煤的数量比为1:5-15:5-20，优选1:5-10:5-18，更优选1:5-8:5-15，更优选1:6-7:8-12。

4.一种用于成型权利要求1-3中任一项的型煤的对辊，其特征在于：所述对辊上具有对应于所述型煤粒径和数量比的型窝。

5.一种成型权利要求1-4中任一项的型煤的方法，其特征在于，所述型煤采用具有相应粒径和数量比的型窝的对辊成型。

6.具有多种不同粒径型煤的混合物在使加压气化炉稳定燃烧的应用。

7.具有多种不同粒径型煤的混合物在提高型煤产气量中的应用。

8.如权利要求6或7的应用，其特征在于：所述具有多种不同粒径型煤的混合物为权利要求1-3中任一项的型煤。