CN108152162A - 一种煤灰熔融性助熔剂配方快速确定的实用方法 - Google Patents

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周光
裴剑
高志钢
王爱霞
郝占全
郑永志
栗建梅
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Abstract

一种煤灰熔融性助熔剂配方快速确定的实用方法，属于改善煤灰熔融性的技术领域，可解决现有煤灰熔融性的助熔剂配方确定方法误差大，局限性大的问题，包括如下步骤：确定对拟调整的原料煤添加助熔剂类型，使拟调整的原料煤的灰成分接近目标煤的灰成分；计算需添加的助熔剂的量；设计正交试验，确定最佳助熔剂的配方。本发明快速高效，适用性广。

Description

一种煤灰熔融性助熔剂配方快速确定的实用方法
技术领域
本发明属于改善煤灰熔融性的技术领域，具体涉及一种煤灰熔融性助熔剂配方快速确定的实用方法。
背景技术
气流床煤气化是当今国际上最先进的煤气化技术之一，具有煤种适应性广、原料消耗低、碳转化率高、冷煤气效率高等技术优势，有更强的市场竞争力。但是，目前我国在高灰熔点煤作为原料煤100%全烧生产稳定运行的案例较少，主要难点在炉渣挂壁、炉温控制及液态排渣等生产操作方面，其核心问题原料煤的煤灰熔融性较差造成的。该技术的主要特点和难点：
常规采用的对各种不同元素含量、酸碱度或硅铝比等方式来分析研究，确定助熔剂添加比例；也有在实验室分析基础上，采用模拟实验数据，进行机理性分析，建立了考虑内孔扩散的动力一扩散模型等各种模型，进行数据拟合，采用效率因子修正等方法，得出经验公式；还有根据无机元素相图进行分析，得出拟添加助熔剂比例范围，最终确定助熔剂添加比例。
酸碱度或硅铝比等方式在冶金行业用于铁矿石熔炼过程控制较为成熟，在煤灰熔融性调节方面，定性研究较多，具体应用于生产操作的实际助熔剂比例受研究者本人的业务素质影响较多，造成生产过程试错成本巨大；
通过经验公式计算方法局限性较大，不同煤种灰成分波动情况下，得出助熔剂比例偏差较大，应用于生产操作，风险较大；
无机元素相图方法，因为无机元素在高温状态下存在形态比较复杂，相图分析相对有一定科学性，但是快速找出可以指导生产的比例，需要研究者本人具有相关专业较高业务水平，应用有受到限制。
发明内容
本发明针对现有煤灰熔融性的助熔剂确定方法误差大，局限性大的问题，提供一种煤灰熔融性助熔剂配方快速确定的实用方法。
本发明采用如下技术方案：
一种煤灰熔融性助熔剂配方快速确定的实用方法，包括如下步骤：
第一步，选取适合液态排渣的原料煤的灰成分作为目标值，测出拟调整的原料煤的灰成分，通过对比，确定对拟调整的原料煤添加助熔剂类型，使拟调整的原料煤的灰成分接近目标煤的灰成分；
第二步，计算需添加的助熔剂的量；
第三步，设计正交试验，确定最佳助熔剂的配方。
所述助熔剂包括Fe2O3和CaO。
Fe2O3的添加量的计算如下：MFe2O3=（M1+M2）/（A1+A2）×A3-M3，其中：M1为拟调整原料煤灰SiO2的质量，M2为拟调整原料煤灰Al2O3的质量，A1为目标煤灰成分SiO2的百分含量，A2为目标煤灰成分Al2O3的百分含量，A3为目标煤灰成分Fe2O3的百分含量，M3为拟调整原料煤灰Fe2O3的质量。
CaO的添加量的计算如下：MCaO=（M1+M2）/（A1+A2）×A4-M4，其中：A4为目标煤灰成分CaO的百分含量，M4为拟调整原料煤灰CaO的质量。
本发明的有益效果如下：
1. 快速高效，可以无需复杂的研究分析，很快得出需要添加的助熔剂比例；
2. 实用可靠，通过对较为稳定的目标原料煤灰成分进行模拟，取得灰熔点和煤灰粘度均接近最优水平的可靠数据；
3. 适用性广，适用各种类型的煤种。
具体实施方式
一种煤灰熔融性助熔剂配方快速确定的实用方法，包括如下步骤：
第一步，选取适合液态排渣的原料煤的灰成分作为目标值，测出拟调整的原料煤的灰成分，通过对比，确定对拟调整的原料煤添加的助熔剂，使拟调整的原料煤的灰成分接近目标煤的灰成分；
第二步，计算需添加的助熔剂的量；
第三步，设计正交试验，确定最佳助熔剂的比例。
所述助熔剂包括Fe2O3和CaO。
Fe2O3的添加量的计算如下：MFe2O3=（M1+M2）/（A1+A2）×A3-M3，其中：M1为拟调整原料煤灰SiO2的质量，M2为拟调整原料煤灰Al2O3的质量，A1为目标煤灰成分SiO2的百分含量，A2为目标煤灰成分Al2O3的百分含量，A3为目标煤灰成分Fe2O3的百分含量，M3为拟调整原料煤灰Fe2O3的质量。
CaO的添加量的计算如下：MCaO=（M1+M2）/（A1+A2）×A4-M4，其中：A4为目标煤灰成分CaO的百分含量，M4为拟调整原料煤灰CaO的质量。
实施例
选取适合液态排渣的原料煤的灰成分作为目标值，测出拟调整的原料煤的灰成分，通过对比，确定对拟调整的原料煤添加的助熔剂，使拟调整的原料煤的灰成分接近目标煤的灰成分；其中原料煤的灰成分和拟调整的原料煤的灰成分的测试为本领域技术人员所公知技术。灰熔点及煤灰粘温特性由灰成分决定的。
1. 目标煤及拟调整原料煤灰成分如下表：
2. 根据上表数据分析得出助熔剂调整方案为：适当增加氧和钙的含量。
干煤粉重：100g，灰份：26%。
3. 试验验证
验证计算数据与煤灰实际高温条件下的变化一致性，分别在计算数值上下各选取一个水平，采用“两因素三水平”正交试验，进行助熔剂添加对比。
试验基础数据如下表：
经测试验证，助熔剂添加量为：Fe2O3：2.1g，CaO：3.7g。
添加后，煤灰熔融性数据如下：变形：1252；软化：1284；半球：1296；流动：1309，判断该原料煤用于气流床气化较为稳定的煤灰熔融性数据，可以用于生产组织。

Claims (4)

1.一种煤灰熔融性助熔剂配方快速确定的实用方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，选取适合液态排渣的原料煤的灰成分作为目标值，测出拟调整的原料煤的灰成分，通过对比，确定对拟调整的原料煤添加助熔剂类型，使拟调整的原料煤的灰成分接近目标煤的灰成分；
第二步，计算需添加的助熔剂的量；
第三步，设计正交试验，确定最佳助熔剂的配方。
2.根据权利要求1所述的一种煤灰熔融性助熔剂配方快速确定的实用方法，其特征在于：所述助熔剂包括Fe2O3和CaO。
3.根据权利要求2所述的一种煤灰熔融性助熔剂配方快速确定的实用方法，其特征在于：Fe2O3的添加量的计算如下：MFe2O3=（M1+M2）/（A1+A2）×A3-M3，其中：M1为拟调整原料煤灰SiO2的质量，M2为拟调整原料煤灰Al2O3的质量，A1为目标煤灰成分SiO2的百分含量，A2为目标煤灰成分Al2O3的百分含量，A3为目标煤灰成分Fe2O3的百分含量，M3为拟调整原料煤灰Fe2O3的质量。
4.根据权利要求2所述的一种煤灰熔融性助熔剂配方快速确定的实用方法，其特征在于：CaO的添加量的计算如下：MCaO=（M1+M2）/（A1+A2）×A4-M4，其中：A4为目标煤灰成分CaO的百分含量，M4为拟调整原料煤灰CaO的质量。
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