CN1081462A - 合成氨气化助燃粘结剂 - Google Patents

Abstract

一种合成氨气化型煤助燃粘结剂是由50～ 100％硅灰石，0～50％腐植酸盐，0～50％熟石灰组 成的60～120目的粉末混合物。该粘结剂在合成氨 气化型煤中的加入量为1～5％。由该粘结剂制成的 型煤具有冷热强度高，燃烧完全，渣中残炭低，炉渣熔 点高，造气时间延长，造气质量高等特点。

Description

本发明涉及合成氨造气用固体燃料的添加剂，特别涉及合成氨气化型煤助燃粘结剂。

合成氨的原料-氢和氮在中小化肥厂均用固定层气化法，在发生炉中用间歇法制造半水煤气，全部生产过程由吹风（即燃烧）与制气两部分组成。（1）吹气，系住炉子中送空气，使燃料燃烧，以提高炉内温度，为造气作准备。（2）制气，系同时往炉子中吹入空气与蒸汽，以制出合成氨用的原料气。由于不完全燃烧生成的CO，及煤中所含硫分生成的H₂S气均可使合成氨催媒中毒，由此要求燃烧阶段尽可能完全，以降低CO。同时要求使用优质无烟煤或焦炭作原料，严格要求煤中灰分（12.0%，总硫分（2.0%，灰熔点＞1250℃，机械强度不＜70%（落下试验），不＜270公斤（转鼓试验）。现在南方能符合上述要求的原料煤越来越少。因此采用粉煤添加粘土，纸浆液，水玻璃等粘结剂制成型煤作代用品。这类粘结剂明显降低煤中固定碳含量，并且型煤强度较低，在炉中粉化及灰熔点下降使炉内透气性下降，燃烧不完全，并在炉内结疤和挂炉，残渣中碳含量过高等问题而影响造气量和气质（如CO，H₂S过高）。为了固定煤燃烧或气化时产生的硫化物，在加拿大专利CA1196-190A中提出在燃料中添加一种常规的含钙固硫剂的技术方案。北京煤化学研究所在CN1059166A“一种固硫，防水工业型煤”专利申请中以石灰和工业食盐为添加剂使型煤冷热强度提高，并有固硫作用。石灰或石灰石的固硫作用已普遍被公认，清华大学在1990年提出了“石灰石固硫特性的评估标准和测试方法”科研成果中提出了固硫机理属于颗粒模型。近年来另一种钙化合物-硅灰石（偏硅酸钙CaSiO₃）异军突起，在“水泥促熔剂”CN1015447B专利中证明在烧水泥时，加入硅灰石可使烟尘及二氧化硫大幅度下降，但是没有发现硅灰石作为燃料添加剂的报导。

本发明的目的在于克服已有技术存在的问题，拓宽硅灰石的应用领域，提供一种以硅灰石为主要组分的合成氨固体燃料气化助燃粘结剂。

本发明的目的采用如下技术方案达到：

本发明的固体燃料气化助燃粘结剂是以硅灰石为主料，辅以常规的已有技术粘结剂：腐植酸盐，固硫剂石灰组成的粉末混合物。其重量百分含量如下（下面%皆为重量%）：

1、硅灰石  50～100%

本发明所用的硅灰石为低品位硅灰石矿物。硅灰石学名偏硅酸钙（CaSiO₃）由CaO和SiO₂组成，为针状结晶，呈纤维状。在加入到煤粉中加压加工成型煤时，其纤维状结构有可能把煤粉牢固的粘结在一起，从而提高冷状态下的型煤强度。当型煤在发生炉内加热燃烧时，这种针状结晶与煤中灰份互相联结，可能组成网络结构，从而提高型煤热状态下强度，并使空气中氧气在网络的空格中自由流动，有助于完全燃烧，并使不完全燃烧生成的CO充分燃烧变成CO₂。硅灰石在高温下分解成CaO和SiO₂，活性的CaO能迅速捕捉气化焰中生成的SO₂，形成稳定硫酸钙，使造气阶段H₂S的生成量大大降低，从而提高造气的质量。硅灰石的针状结晶组成的网络结构还改变了炉渣的性质，使灰渣疏松多孔，不易挂炉结渣，这有助于残渣中碳含量大幅度下降。

2、腐植酸盐  0～50%

该组分具有粘结作用及减水作用。

3、熟石灰  0～50%

该组份有固硫及粘结作用。

本发明的助燃粘结剂的生产工艺简单，即把低品位硅灰石矿石原料经破碎，粉磨，与其它不需加工的原料共同捣拌均化后，经筛分，配制，混合成细度为60～120目的产品。

本发明的助燃粘结剂在制作合成氨气化型煤时的添加量为1～5%，加入到原煤粉中后压制成型煤，如棒煤，及碳化煤球。

试验表明添加了本发明的粘结剂的合成氨气化型煤具有冷热强度高，燃烧时氧化层厚，造气时水蒸汽分解率高，上火速度快，吹风时间缩短;有效制气时间增长，煤燃烧完全，炉渣中残炭少，热稳定性好，使吹风时黑烟变白，带出物减少，增加造气量及提高气质（降低气中H₂S，CO含量）。

现结合实施例进一步说明本发明。

把硅灰石50公斤，腐植酸盐50公斤，总计100公斤料经混合，过100目筛，得粘结剂100公斤，加入到Q_GW≥5000，固定碳含量53%的粉煤2吨中，在成型机中压制成Φ20×100毫米的煤棒，在直径为2260型合成氨煤气发生炉中作造气试验，与其作对比试验的有含固定碳为63%及59%的两种优质煤，其造气对比情况列于表1。

由上述型煤燃烧实验对比可知，添加本发明粘结剂的型煤冷热强度高，上火速度快，有效制气时间延长。吹时烟气白，炉渣中残炭少，煤的利用率高。

实施例2

把硅灰石50公斤，熟石灰50公斤，合计100公斤，经粉碎，混合，过120目筛，以1%加入量加到10吨煤粉中，压制成直径40毫米碳化煤球，该煤球加入到合成氨气化炉中，得到同实施例1相近的燃烧效果。

实施例3

硅灰石100公斤，经粉碎，混合，过120目筛，以3%加入量到煤粉中，加入到液态排渣造气炉中造气，燃烧效果同上所述。

Claims (6)

1、一种合成氨气化型煤助燃粘结剂是由下列粉末组分配制而成的混合物(重量%)：

硅灰石    50～100%

熟石灰    0～50%

腐植酸盐  0～50%

2、根据权利要求1所述的助燃粘结剂，其特征在于所述的硅灰石是指低品位硅灰石矿物。

3、根据权利要求1所述的助燃粘结剂，由50%重量硅灰石与50重量%熟石灰组成。

4、根据权利要求1所述的助燃粘结剂，由50重量%硅灰石与50重量%腐植酸盐组成。

5、根据权利要求1所述的助燃粘结剂由100%硅灰石组成。

6、根据权利要求1所述的助燃粘结剂，其特征在于：在粉煤中的加入量为1～5%。