CN110272764B - 一种半焦飞灰改性剂的制备方法以及半焦飞灰的利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种半焦飞灰改性剂的制备方法以及半焦飞灰的利用方法，涉及煤气化技术领域，以实现乳化含尘煤气水和半焦飞灰的高效利用，并提高煤气化的气化效率。该半焦飞灰改性剂的制备方法包括：将乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂；软化点调节剂的软化点大于乳化含尘煤气水中所含有的焦油的软化点；半焦飞灰的利用方法包括：将负载有半焦飞灰改性剂的半焦飞灰返回气化炉参与煤气化反应。本发明提供的半焦飞灰改性剂的制备方法以及半焦飞灰的利用方法用于半焦飞灰气化。

Description

一种半焦飞灰改性剂的制备方法以及半焦飞灰的利用方法

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种半焦飞灰改性剂的制备方法以及半焦飞灰的利用方法。

背景技术

煤气化技术是洁净高效利用煤的一种重要方式，在一定温度条件下采用空气、水蒸气和氧气为流化介质，可使得煤与流化介质在催化剂的催化作用下发生气化反应，得到粗煤气及焦油等多项产品。

在煤气化过程中，将气化炉顶带出的半焦飞灰返至气化炉进行二次气化时，半焦飞灰进入气化炉后发生气化反应的程度很低，极大的降低了煤气化的气化效率；除此之外，重质焦油乳化后的形成的含尘煤气水的只能废弃处理，极大的降低了煤气化的经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半焦飞灰改性剂的制备方法以及半焦飞灰的利用方法，以实现乳化含尘煤气水和半焦飞灰的高效利用，并提高煤气化的气化效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种半焦飞灰改性剂的制备方法，该半焦飞灰改性剂的制备方法包括：将乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂；所述软化点调节剂的软化点大于所述乳化含尘煤气水中所含有的焦油的软化点。

可选地，所述亲水性分散剂为磺酸盐类分散剂、腐植酸类分散剂、羧酸盐类分散剂中的一种或多种组合；和/或，所述软化点调节剂为橡胶粉、三氯化铁、沥青中的一种或多种组合。

可选地，所述亲水性分散剂的质量与所述乳化含尘煤气水的质量的比值为0.05～0.1；和/或，所述软化点调节剂的质量与所述乳化含尘煤气水的质量的比值为0.05～0.15。

进一步地，所述将乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂，包括：将所述乳化含尘煤气水和所述亲水性分散剂混合均匀，获得改性乳化焦油；将所述改性乳化焦油和所述软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂。

进一步地，所述将乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂，还包括：在将所述改性乳化焦油和所述软化点调节剂混合的过程中，向所述改性乳化焦油和所述软化点调节剂的混合体系中加入无机氧化剂对所述改性乳化焦油进行弱氧化。

与现有技术相比，本发明提供的半焦飞灰改性剂的制备方法利用亲水性分散剂使得乳化含尘煤气水中所含有的焦油的亲水性提高以及乳化含尘煤气水中所含有的焦油的粘度降低，从而避免焦油在水中成块、粘结，以使焦油在水中均匀分布，从而保证半焦飞灰改性剂所含有的焦油可均匀附着在半焦飞灰上；本发明提供的半焦飞灰改性剂的制备方法利用软化点调节剂使得乳化含尘煤气水中所含有的焦油的软化点提高，从而在一定温度下焦油快速凝固不发生软化。因此，利用半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂时，焦油在半焦飞灰上的凝固速度比较快，且分布比较均匀。而由于焦油均匀附着在半焦飞灰上，使半焦飞灰的着火点降低，这样半焦飞灰在气化炉内就更易发生气化反应。同时，由于焦油凝固于半焦飞灰上，使得半焦飞灰的比重、粒径均有增加，在相同的气速下，该半焦飞灰返炉后在炉内停留的时间较长，使得半焦飞灰的气化效果提升；另外，焦油凝固于半焦飞灰的内孔及外表面，其表面粗糙度下降，流动性提高，使得流化床气化炉进煤通畅。因此，实现了乳化含尘煤气水和半焦飞灰的高效利用，提高了煤气化的气化效率和经济性。

本发明还提供一种半焦飞灰的利用方法，该半焦飞灰的利用方法包括：利用半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂，获得改性半焦飞灰；所述半焦飞灰改性剂为上述制备方法所制备的半焦飞灰改性剂；将所述改性半焦飞灰通入气化炉内参与煤气化反应。

可选地，所述利用半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂，获得改性半焦飞灰包括：将所述半焦飞灰改性剂喷射到所述半焦飞灰上，使所述半焦飞灰改性剂负载在所述半焦飞灰上，获得改性半焦飞灰；所述半焦飞灰改性剂与所述半焦飞灰的接触温度为260℃～350℃。

可选地，所述利用半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂，获得改性半焦飞灰包括：将所述半焦飞灰和所述半焦飞灰改性剂在容器内混合均匀；当所述半焦飞灰沉降到所述容器的底部时，将沉降在所述容器的底部的所述半焦飞灰干燥，获得改性半焦飞灰。

可选地，所述半焦飞灰的质量与所述半焦飞灰改性剂的质量的比值为0.4～0.6；和/或，所述将所述半焦飞灰和所述半焦飞灰改性剂在所述容器内混合均匀包括：在40℃～80℃下，将所述半焦飞灰和所述半焦飞灰改性剂在容器内搅拌3h～7h。

进一步地，在利用半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂之前，还包括：利用碱液刻蚀所述半焦飞灰。

进一步地，所述利用碱液刻蚀所述半焦飞灰包括：在50℃～300℃下，将所述半焦飞灰通入碱性溶液中刻蚀3h～8h；和/或，在利用碱液刻蚀所述半焦飞灰之后，还包括：按照80℃/min～150℃/min的升温速率，将所述半焦飞灰加热至300℃～500℃进行干燥处理。

与现有技术相比，本发明提供的半焦飞灰的利用方法的有益效果与上述技术方案提供的半焦飞灰改性剂的制备方法的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的半焦飞灰的利用方法的步骤流程图之一；

图2为本发明实施例提供的半焦飞灰改性剂的制备方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例提供的半焦飞灰的利用方法的步骤流程图之二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在煤气化过程中，流化床气化床料中细颗粒煤粉较多，该细颗粒煤粉进入气化炉内，经历了高温热解转化为惰性半焦飞灰后，便被粗煤气带出气化炉反应器，气化炉热量损失较高，极大的降低了煤气化的整体气化效率。现有技术中，针对气化炉顶部带出的半焦飞灰，主要采用旋风分离系统将其进行气固分离，并将收集到的半焦飞灰返至气化炉底部进行二次气化，以提高煤气化的整体气化效率。

但是，由于70％～80％的半焦飞灰是粒径为小于200目的细颗粒半焦飞灰，其流动性差，将半焦飞灰通入流化床气化炉时，半焦飞灰发生架桥从而堵塞气化炉的问题频繁发生。同时，由于半焦飞灰经过高温热解，着火点较高，导致进入气化炉后发生气化反应的程度很低，尤其是当循环返炉的半焦飞灰量过高时，气化炉内可能会出现无法正常着火的情况。除此之外，半焦飞灰返炉后在相同气速下在炉内的停留时间依然较短，会再次作为飞灰离开气化炉，仍无法达到预期的气化效果。经过多次返料后，细颗粒半焦飞灰所占比例分数逐渐加大，在一些情况下，循环处理的半焦飞灰量甚至是进料处理量的10倍～20倍，其工艺经济性逐步下滑。

在煤气化过程中，除了上述半焦飞灰的处理降低了煤气化工艺的经济性之外，重质焦油的处理也极大的降低了煤气化工艺的经济性。其中，焦油的分离流程是通过水洗降温将粗煤气中的焦油产品冷却下来，然后通过静止分层将焦油产品进行粗分离，得到水上油及水下油(也叫乳化含尘水下油或乳化含尘煤气水)。其中，水上油的流动性高以及疏水性好，其分离和收集工艺简单；但是，水下油为油、水、尘三相且不均匀的复杂混合物，其流动性差且含有部分半焦飞灰，易与水形成乳化相混合物，导致水下油分离及利用难度极高，通常只能废弃处理，极大的降低了煤气化工艺的经济性。

针对上述问题，本发明实施例提供一种半焦飞灰改性剂的制备方法以及半焦飞灰的利用方法，以实现乳化含尘煤气水和半焦飞灰的高效利用，从而提高煤气化的气化效率和经济性。

实施例一

本发明实施例还提供一种上述半焦飞灰改性剂的制备方法，如图1所示，该半焦飞灰改性剂包括：

步骤S100：将乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂。其中，使乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀的方式多种多样，例如：采用搅拌的方式使乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀。

上述亲水性分散剂的选择多种多样，例如：亲水性分散剂为磺酸盐类分散剂、腐植酸类分散剂、羧酸盐类分散剂中的一种或多种组合；示例性的，亲水性分散剂为萘磺酸盐、木质素磺酸盐、磺化腐植酸盐、聚羧酸系盐的一种或多种组合，具体的可以为双壬萘磺酸钙、木质素磺酸钠、磺化腐植酸钠、聚丙烯酸，但不仅限于此。

上述半焦飞灰改性剂所包括的软化点调节剂的选择多种多样，软化点调节剂的软化点大于乳化含尘煤气水中所含有的焦油的软化点，例如：软化点调节剂为橡胶粉、三氯化铁、沥青中的一种或多种组合，其中，所选用的沥青的软化点高于乳化含尘煤气水中所含有的焦油的软化点。

由上述半焦飞灰改性剂的制备方法可知，该半焦飞灰改性剂的制备方法利用亲水性分散剂使得乳化含尘煤气水中所含有的焦油的亲水性提高以及乳化含尘煤气水中所含有的焦油的粘度降低，从而避免焦油在水中成块、粘结，以使焦油在水中均匀分布，从而保证半焦飞灰改性剂所含有的焦油可均匀附着在半焦飞灰上；该半焦飞灰改性剂的制备方法利用软化点调节剂使得乳化含尘煤气水中所含有的焦油的软化点提高，从而在一定温度下焦油快速凝固不发生软化。因此，利用半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂时，焦油在半焦飞灰上的凝固速度比较快，且分布比较均匀。而由于焦油均匀附着在半焦飞灰上，使半焦飞灰的着火点降低，这样半焦飞灰在气化炉内就更易发生气化反应。同时，由于焦油凝固于半焦飞灰上，使得半焦飞灰的比重、粒径均有增加，在相同的气速下，该半焦飞灰返炉后在炉内停留的时间较长，使得半焦飞灰的气化效果提升；另外，焦油凝固于半焦飞灰的内孔及外表面，其表面粗糙度下降，流动性提高，使得流化床气化炉进煤通畅。因此，实现了乳化含尘煤气水和半焦飞灰的高效利用，提高了煤气化的气化效率和经济性。

在一些实施例中，若上述乳化含尘煤气水所含有的焦油的质量百分比较低，则半焦飞灰负载上述半焦飞灰改性剂后，半焦飞灰表面吸附的焦油较少，达不到预期的流动性及着火点，无法实现半焦飞灰的高效利用；若上述乳化含尘煤气水所含有的焦油的质量百分比较高，则半焦飞灰表面吸附的焦油过多，焦油利用效率不高。基于此，上述乳化含尘煤气水所含有的焦油的质量百分比为20％～60％，利用该乳化含尘煤气水制备得到的半焦飞灰改性剂喷射到半焦飞灰上，在使负载半焦飞灰改性剂的半焦飞灰达到预期的气化效果的条件下，可以实现焦油利用的最大化。当然也可以按照实际情况调整乳化含尘煤气水所含有的焦油的质量百分比。

在一些实施例中，若上述亲水性分散剂加入量过少，则不足以使乳化含尘煤气水中所含有的全部焦油的亲水性达到预设的标准，部分焦油仍粘接成团，不能在水中均匀分布，从而导致半焦飞灰负载焦油不均匀，气化反应差；若上述亲水性分散剂加入量过多，则亲水性分散剂在水中析出，存在浪费。基于此，上述亲水性分散剂的质量与乳化含尘煤气水的质量的比值为0.05～0.1，利用该乳化含尘煤气水制备得到的半焦飞灰改性剂喷射到半焦飞灰上，在使用较少的亲水性分散剂的情况下，使焦油的软化点达到预设的指标。

在一些实施例中，若上述软化点调节剂加入量过少，则不足以使乳化含尘煤气水中所含有的全部焦油的软化点达到预设标准，从而导致部分焦油无法半焦飞灰凝固于半焦飞灰的表面，负载效果较差，且容易产生自燃引发安全事故；若上述软化点调节剂加入量过多，软化点调节剂含量过高，从而导致半焦飞灰难以吸附足够多的焦油，气化反应差。基于此，上述软化点调节剂的质量与乳化含尘煤气水的质量的比值为0.05～0.15，软化点调节剂的质量与乳化含尘煤气水的所含有的焦油的质量的比值小于或等于0.3。在这种情况下，乳化含尘煤气水中所含有的全部焦油的软化点可达到预设标准，避免半焦飞灰自燃而引发安全事故的发生，且半焦飞灰负载焦油较多。

需要说明的是，可以按照实际情况设定亲水性分散剂的质量与乳化含尘煤气水的质量的比值以及软化点调节剂的质量与乳化含尘煤气水的所含有的焦油的质量的比值。

可以理解的是，将乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀，可以三种物质一起混合，也可以两种物质先混合，然后再与第三种物质混合。例如：上述将乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂，如图2所示，具体包括：

步骤S110：将乳化含尘煤气水和亲水性分散剂混合均匀，获得改性乳化焦油。其中，乳化含尘煤气水和亲水性分散剂混合均匀的方式多种多样，例如：采用搅拌方式和/或超声方式将乳化含尘煤气水和亲水性分散剂混合均匀，从而使得焦油在水中均匀分布。

步骤S120：将改性乳化焦油和软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂。其中，改性乳化焦油和软化点调节剂混合均匀的方式多种多样，例如：采用搅拌的方式使改性乳化焦油和软化点调节剂混合均匀，从而使得改性乳化焦油所含有的焦油的软化点提高。

由上述制备半焦飞灰改性剂的步骤可知，乳化含尘煤气水先与亲水性分散剂混合均匀，使得焦油可在水中均匀分布后，再与软化点调节剂进行混合。在这种情况下，与软化点调节剂混合时，由于焦油在水中均匀分布，软化点调节剂可以与分散后的焦油直接接触，从而可以在使用较少软化点调节剂的情况下，使得乳化含尘煤气水中所含有的全部焦油的软化点达到预设指标，从而降低半焦飞灰改性剂的制备成本。

在一些实施例中，上述将乳化含尘煤气水和亲水性分散剂混合均匀，获得改性乳化焦油具体包括：

将乳化含尘煤气水收集至一恒温搅拌槽中，向恒温搅拌槽中加入的亲水性分散剂，在0.5MPa～3.0MPa操作压力下，于0℃～100℃搅拌0.5h～5h。此时，在亲水性分散剂的作用下使得焦油粘度降低以及亲水性增强，以使焦油在水中均匀分布，获得改性乳化焦油。其中，优选的操作压力为1.0MPa～2.0MPa，优选的温度为50℃～80℃。

在一些实施例中，上述将改性乳化焦油和软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂具体包括：

将改性乳化焦油收集至一恒温搅拌槽中，向恒温搅拌槽中加入的软化点调节剂，在1.0MPa～1.5MP的操作压力下，于100℃～200℃搅拌2h～3h。此时，由于软化点调节剂的软化点大于乳化含尘煤气水中所含有的焦油的软化点，故软化点调节剂与改性乳化焦油混合后使得焦油的软化点提高。

为了进一步的提高焦油的软化点，以保证焦油能够快速凝固于半焦飞灰的表面，上述半焦飞灰改性剂的制备方法中还包括加入无机氧化剂对焦油进行弱氧化，具体的，在将改性乳化焦油和软化点调节剂混合的过程中，上述将乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂，如图2所示，还包括：

步骤S130：向改性乳化焦油和软化点调节剂的混合体系中加入无机氧化剂进行弱氧化。使得焦油的软化点进一步得到提高，从而保证焦油能够快速凝固于半焦飞灰的表面。

其中，无机氧化剂的选择多种多样。

例如：无机氧化剂为含氧气体，含氧气体中所含有的氧的体积百分比小于10％，含量气体的使用量，可以按照实际情况来设定。示例性的，向改性乳化焦油和软化点调节剂的混合体系内通入扰动混合体系的含氧气体，使得含氧气体对混合体系所含有的焦油进行氧化，获得半焦飞灰改性剂；含氧气体中所含有的氧的体积百分比小于10％，通入含氧气体的时间为2h～3h。在这种情况下，焦油在氧气的作用下发生弱氧化，从而使得焦油的软化点得到进一步的提高。

又例如：利用含无机氧化剂溶液对上述混合体系所含有的焦油进行氧化，获得半焦飞灰改性剂。其中，无机氧化剂可以为双氧水，双氧水的质量与乳化含尘煤气水的所含有的焦油的质量的比值为0.5～1。此时，焦油在双氧水的作用下发生弱氧化，使得焦油的软化点得到进一步的提高，从而保证焦油能够快速凝固于半焦飞灰的表面。

实施例二

本发明实施例还提供一种半焦飞灰的利用方法，如图1所示，该半焦飞灰的利用方法包括：

步骤S300：利用半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂，获得改性半焦飞灰；半焦飞灰改性剂为上述的制备方法所制备的半焦飞灰改性剂；

步骤S400：将改性半焦飞灰通入气化炉内参与煤气化反应。

本发明实施例提供的半焦飞灰改性剂的制备方法的有益效果与上述技术方案提供的半焦飞灰改性剂的有益效果相同，在此不做赘述。

可以理解的是，利用半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂，可以将半焦飞灰通入半焦飞灰改性剂内进行饱和吸附，或将半焦飞灰改性剂喷射到半焦飞灰上直接接触混合。

例如：上述利用半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂，获得改性半焦飞灰包括：

将半焦飞灰改性剂喷射到半焦飞灰上，使半焦飞灰改性剂负载在半焦飞灰上，获得改性半焦飞灰。其中，上述将半焦飞灰改性剂喷射到半焦飞灰上，喷射的方式有多种选择。示例性的，半焦飞灰改性剂通过雾化喷头呈雾状散落在半焦飞灰的表面，在半焦飞灰改性剂所含有的亲水性分散剂的作用下，使得半焦飞灰表面被迅速润湿，由于半焦飞灰温度较高，半焦飞灰改性剂中的水分被快速蒸发，半焦飞灰的温度迅速降低，半焦飞灰改性剂中的焦油快速凝固在半焦飞灰上，获得改性半焦飞灰。改性半焦飞灰由于附着了一层焦油，流动性提高，使得流化床气化炉进煤通畅，同时，着火点降低，使得气化反应更易发生。

需要说明的是，上述半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂的方法适用于连续操作工艺，且半焦飞灰温度较高的情况。具体的，半焦飞灰以密相输送的方式通过高温输送管返回气化炉内，在高温飞灰输送管内设置雾化喷头，将半焦飞灰改性剂通过雾化喷头喷入高温飞灰输送管内。其中，半焦飞灰与半焦飞灰改性剂的接触温度在260℃～350℃之间，即半焦飞灰的温度在260℃～350℃之间，以使半焦飞灰改性剂中的水快速蒸发至气相，焦油则被吸附在高温飞灰颗粒表面上。此时，在高温气体的作用下，使得焦油在半焦飞灰的表面快速发生凝固，获得改性半焦飞灰，且不影响半焦飞灰的气力输送。

又例如：利用半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂，获得改性半焦飞灰包括：

将半焦飞灰和半焦飞灰改性剂在容器内混合均匀。其中，使半焦飞灰和半焦飞灰改性剂混合均匀的方式多种多样，示例性的，采用搅拌的方式使半焦飞灰和半焦飞灰改性剂混合均匀，保证半焦飞灰负载均匀，从而使得半焦飞灰的各方面性质得到极大的改善。

由于半焦飞灰密度小，将半焦飞灰加入半焦飞灰改性剂后，半焦飞灰可以稳定的悬浮在半焦飞灰改性剂中。此时，半焦飞灰主要靠内孔吸附焦油，半焦飞灰外表面吸附的焦油相对较少，当半焦飞灰吸附焦油趋于饱和后，会在半焦飞灰改性剂中发生沉降。因此，当半焦飞灰沉降到上述容器的底部时，表明半焦飞灰吸附焦油已饱和，此时，将沉降在该容器的底部的半焦飞灰干燥，获得改性半焦飞灰。

需要说明的是，上述半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂的方法适用于间歇工艺，且对半焦飞灰的温度无特殊要求。具体的，将半焦飞灰改性剂收集至具有搅拌装置的容器内，向该容器内加入半焦飞灰，进行搅拌处理，当半焦飞灰饱和吸附焦油后，半焦飞灰沉降到容器的底部，将沉降在底部半焦飞灰干燥，获得改性半焦飞灰，然后再通过密相输送的方式返回至气化炉内。

可以理解的是，若上述半焦飞灰的加入量过少，则不足以使半焦飞灰改性剂内的焦油得到充分的利用，实施成本较高；若上述半焦飞灰的加入量过多，则部分半焦飞灰不能饱和吸附焦油，气化反应较差。在一些实施例中，半焦飞灰的质量与半焦飞灰改性剂的质量的比值为0.4～0.6，当然也可以按照实际情况调整半焦飞灰的质量与半焦飞灰改性剂的质量的比值。

在一些实施例中，上述将半焦飞灰和半焦飞灰改性剂在容器内混合均匀具体包括：

在40℃～80℃下，将半焦飞灰和半焦飞灰改性剂在容器内搅拌3h～7h，从而使得半焦飞灰负载均匀。

进一步地，为提高半焦飞灰对焦油的负载量，在利用半焦飞灰负载半焦飞灰改性剂之前，如图1和图3所示，半焦飞灰的利用方法还包括：

步骤S200：利用碱液刻蚀半焦飞灰。其中，碱液包括一切可以提供氢氧根离子的溶液，如氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，当然并不仅限于此。

利用碱性溶液可刻蚀半焦飞灰骨架，使得半焦飞灰的比表面积增加，从而提高半焦飞灰的焦油吸附量。同时，碱液中含有大量的氢氧根离子，可以与半焦飞灰上的官能团进行离子交换，将更多的含氧官能团修饰在半焦飞灰上。在这种情况下，由于焦油与含氧官能团可以结合为稳定的化学键，故可使半焦飞灰可以吸附更多的焦油。

在一些实施例中，利用碱液刻蚀半焦飞灰具体包括：

在50℃～300℃下，将半焦飞灰通入pH值为8～12的碱液中刻蚀3h～8h；在这种情况下，上述碱液对半焦飞灰的刻蚀效果较好，从而使获得的半焦飞灰可以负载更多的焦油。其中，碱液的选择多种多样，例如：碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，当然并不仅限于此。

为了进一步的丰富半焦飞灰的孔道，如图3所示，在利用碱液刻蚀半焦飞灰之后，半焦飞灰的利用方法还包括：

步骤S210：按照80℃/min～150℃/min的升温速率，将改性半焦飞灰加热至300℃～500℃进行干燥处理。在这种情况下，半焦飞灰中的水分快速析出，丰富了半焦飞灰的内部孔道，从而增加了半焦飞灰的内孔可吸附焦油的量；同时，半焦飞灰发生膨胀，体积变大，从而增加了半焦飞灰的外表面可吸附焦油的量。

实施例三

本发明实施例提供了一种半焦飞灰的利用方法，该半焦飞灰的利用方法包括：

第一步：将褐煤常压流化床的煤气水分离系统产生的乳化含尘煤气水加入到恒温搅拌槽中。

第二步：向恒温搅拌槽内加入双壬萘磺酸钙，加入量为乳化含尘煤气水质量的5％。

第三步：将恒温搅拌槽的操作压力设为1.0MPa，温度设为50℃，开启搅拌器搅拌3h，获得改性乳化焦油。

第四步：向改性乳化焦油内加入三氯化铁，加入量为乳化含尘煤气水质量的10％。

第五步：在1.0MPa的操作压力下，于100℃通入氧气体积含量为10％的氮气和氧气的混合气体，通入时间为3h，获得半焦飞灰改性剂。

第六步：在50℃的活化温度下，将半焦飞灰通入pH值为12的碱性溶液中刻蚀3h。

第七步：按照150℃/min的升温速率，将半焦飞灰加热至500℃进行干燥处理。

第八步：利用雾化喷头将半焦飞灰改性剂喷入高温飞灰输送管内，在260℃的接触温度下，使半焦飞灰改性剂与密相输送的半焦飞灰直接接触混合，获得改性半焦飞灰。

第九步：将改性半焦飞灰返回至气化炉中，进行气化反应。

此时，半焦飞灰的平均粒径及比重均明显改善，半焦飞灰的流动性提高，将改性半焦飞灰进行二次气化时，改性半焦飞灰未出现架桥堵塞气化炉的情况，同时，通入改性半焦飞灰的气化炉的气化效率提高了20％。

实施例四

本发明实施例提供了一种半焦飞灰的利用方法，该半焦飞灰的利用方法包括：

第一步：将次烟煤3.0MPa的加压流化床的煤气水分离系统产生的乳化含尘煤气水加入到恒温搅拌槽中。

第二步：向恒温搅拌槽内加入木质素磺酸钠，加入量为乳化含尘煤气水质量的10％。

第三步：将恒温搅拌槽的操作压力设为2.0MPa，温度设为80℃，开启搅拌器搅拌3h，获得改性乳化焦油。

第四步：向改性乳化焦油内加入橡胶粉，加入量为乳化含尘煤气水质量的6％。

第五步：在2.0MPa的操作压力下，于150℃通入氧气体积含量为8％的氮气和氧气的混合气体，通入时间为2h，获得半焦飞灰改性剂。

第六步：在300℃的活化温度下，将半焦飞灰通入pH值为8的碱性溶液中刻蚀8h。

第七步：按照80℃/min的升温速率，将半焦飞灰加热至300℃进行干燥处理。

第八步：利用雾化喷头将半焦飞灰改性剂喷入高温飞灰输送管内，在350℃的接触温度下，使半焦飞灰改性剂与密相输送的半焦飞灰直接接触混合，获得改性半焦飞灰。

第九步：将改性半焦飞灰返回至气化炉中，进行气化反应。

此时，半焦飞灰的平均粒径及比重均明显改善，半焦飞灰的流动性提高，将改性半焦飞灰进行二次气化时，改性半焦飞灰未出现架桥堵塞气化炉的情况，同时，通入改性半焦飞灰的气化炉的气化效率提高了25％。

实施例五

本发明实施例提供了一种半焦飞灰的利用方法，与实施例四的区别在于：

第七步：按照100℃/min的升温速率，将半焦飞灰加热至400℃进行干燥处理。

此时，半焦飞灰的平均粒径及比重均明显改善，半焦飞灰的流动性提高，将改性半焦飞灰进行二次气化时，改性半焦飞灰未出现架桥堵塞气化炉的情况，同时，通入改性半焦飞灰的气化炉的气化效率提高了30％。

实施例六

本发明实施例提供了一种半焦飞灰的利用方法，该半焦飞灰的利用方法包括：

第一步：将次烟煤常压流化床的煤气水分离系统产生的乳化含尘煤气水加入到恒温搅拌槽中。

第二步：向恒温搅拌槽内加入磺化腐植酸钠，加入量为乳化含尘煤气水质量的8％。

第三步：将恒温搅拌槽的操作压力设为3.0MPa，温度设为60℃，开启搅拌器搅拌1h，获得改性乳化焦油。

第四步：向改性乳化焦油内加入沥青，该沥青的软化点高于改性乳化焦油内所含有的焦油的软化点，加入量为乳化含尘煤气水质量的6％。

第五步：在1.5MPa的操作压力下，于130℃通入氧气体积含量为10％的氮气和氧气的混合气体，通入时间为3h，获得半焦飞灰改性剂。

第六步：在280℃的温度下，将半焦飞灰通入pH值为9的碱性溶液中刻蚀5h。

第七步：在70℃的温度下，将半焦飞灰加入乳化含尘煤气水中搅拌5h，半焦飞灰的加入量占乳化含尘煤气水的质量的0.5。

第八步：将改性半焦飞灰返回至气化炉中，进行气化反应。

此时，半焦飞灰的平均粒径及比重均明显改善，半焦飞灰的流动性提高，将改性半焦飞灰进行二次气化时，改性半焦飞灰未出现架桥堵塞气化炉的情况，同时，通入改性半焦飞灰的气化炉的气化效率提高了30％。

实施例七

本发明实施例提供了一种半焦飞灰的利用方法，与实施例六的区别在于：

第二步：向恒温搅拌槽内加入聚丙烯酸，加入量为乳化含尘煤气水质量的8％。

第三步：将恒温搅拌槽的操作压力设为0.5MPa，温度设为100℃，开启搅拌器搅拌0.5h，获得改性乳化焦油。

第五步：在1.3MPa的操作压力下，于200℃通入氧气体积含量为10％的氮气和氧气的混合气体，通入时间为2.5h，获得半焦飞灰改性剂。

第七步：在40℃的温度下，将半焦飞灰加入乳化含尘煤气水中搅拌7h，半焦飞灰的加入量占乳化含尘煤气水的质量的0.4。

此时，半焦飞灰的平均粒径及比重均明显改善，半焦飞灰的流动性提高，将改性半焦飞灰进行二次气化时，改性半焦飞灰未出现架桥堵塞气化炉的情况，同时，通入改性半焦飞灰的气化炉的气化效率提高了25％。

实施例八

本发明实施例提供了一种半焦飞灰的利用方法，与实施例六的区别在于：

第二步：向恒温搅拌槽内加入聚丙烯酸和木质素磺酸钠，加入量为乳化含尘煤气水质量的8％。

第三步：将恒温搅拌槽的操作压力设为2MPa，温度设为0℃，开启搅拌器搅拌5h，获得改性乳化焦油。

第七步：在80℃的温度下，将半焦飞灰加入乳化含尘煤气水中搅拌3h，半焦飞灰的加入量占乳化含尘煤气水的质量的0.6。

此时，半焦飞灰的平均粒径及比重均明显改善，半焦飞灰的流动性提高，将改性半焦飞灰进行二次气化时，改性半焦飞灰未出现架桥堵塞气化炉的情况，同时，通入改性半焦飞灰的气化炉的气化效率提高了20％。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种半焦飞灰的利用方法，其特征在于，包括：

将乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂；

所述软化点调节剂为橡胶粉和/或三氯化铁；

利用半焦飞灰负载所述半焦飞灰改性剂，获得改性半焦飞灰；

将所述改性半焦飞灰通入气化炉内参与煤气化反应；

所述利用半焦飞灰负载所述半焦飞灰改性剂，获得改性半焦飞灰包括：

将所述半焦飞灰改性剂喷射到所述半焦飞灰上，使所述半焦飞灰改性剂负载在所述半焦飞灰上，获得改性半焦飞灰；所述半焦飞灰改性剂与所述半焦飞灰的接触温度为260℃~350℃。

2.根据权利要求1所述的半焦飞灰的利用方法，其特征在于，

所述亲水性分散剂为磺酸盐类分散剂、腐植酸类分散剂、羧酸盐类分散剂中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的半焦飞灰的利用方法，其特征在于，

所述亲水性分散剂的质量与所述乳化含尘煤气水的质量的比值为0.05~0.1；和/或，

所述软化点调节剂的质量与所述乳化含尘煤气水的质量的比值为0.05~0.15。

4.根据权利要求1所述的半焦飞灰的利用方法，其特征在于，所述将乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂，包括：

将所述乳化含尘煤气水和所述亲水性分散剂混合均匀，获得改性乳化焦油；

将所述改性乳化焦油和所述软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂。

5.根据权利要求4所述的半焦飞灰的利用方法，其特征在于，所述将乳化含尘煤气水、亲水性分散剂和软化点调节剂混合均匀，获得半焦飞灰改性剂，还包括：在将所述改性乳化焦油和所述软化点调节剂混合的过程中，向所述改性乳化焦油和所述软化点调节剂的混合体系中加入无机氧化剂对所述改性乳化焦油进行弱氧化。

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