CN111961511A - 一种三高煤气化反应活性的改性方法 - Google Patents
一种三高煤气化反应活性的改性方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111961511A CN111961511A CN202010909321.9A CN202010909321A CN111961511A CN 111961511 A CN111961511 A CN 111961511A CN 202010909321 A CN202010909321 A CN 202010909321A CN 111961511 A CN111961511 A CN 111961511A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal
- sample
- gasification reaction
- reaction activity
- ash
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
- C10L5/04—Raw material of mineral origin to be used; Pretreatment thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
- C10L5/34—Other details of the shaped fuels, e.g. briquettes
- C10L5/36—Shape
- C10L5/366—Powders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0903—Feed preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0903—Feed preparation
- C10J2300/0906—Physical processes, e.g. shredding, comminuting, chopping, sorting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0903—Feed preparation
- C10J2300/0909—Drying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/093—Coal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/28—Cutting, disintegrating, shredding or grinding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
- C10L2290/545—Washing, scrubbing, stripping, scavenging for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
本发明公开一种三高煤气化反应活性的改性方法,其特征在于:包含以下步骤:(1)研磨、筛分:将煤样和研磨后,筛分出74‑200μm的样品;(2)HNO3洗涤:取第一步获取的煤样置于浓硝酸溶液中,搅拌24小时后,过滤收集煤样;(3)HF酸洗涤:过滤后的煤样与氢氟酸溶液1:15~20混合,搅拌24小时,过滤;(4)洗涤:用去离子水反复搅拌,充分清洗后过滤,反复清洗2次以上;(5)干燥:将洗涤后的样品干燥,得到改性三高煤。
Description
技术领域
本发明本发明属于矿产资源利用领域,特别是涉及一种“高硫、高灰、高灰熔点”的煤矿资源的改性方法及其应用。
背景技术
煤碳资源的清洁使用是当前国内经济与社会发展的必然选择。为满足当前可持续发展的需求,煤炭的洁净使用应以科学发展观为主旨,采用现代科学技术,以开拓煤炭资源发展的新型化工业道路。作为清洁煤发电与煤化工行业的关键技术,干煤粉加压气化技术具有比氧耗小、冷煤气效率高、自耗功小、净化系统与煤气冷却器成本低等特点。因此,加强有关干煤粉加压气化技术的研究,对于改善煤气化技术应用质量具有重要的理论和现实意义。
传统的干煤粉加压气化技术中,采用N2作为煤粉入炉的载气,导致合成气中N2所占的比例较高,煤气热值低且不利于后续的CO2捕集;同时,N2作为惰性气体,既不参与反应,还会吸收热量,从而降低炉内温度。以CO2替换N2作为煤粉载气是一种可行的解决方案。此外,干煤粉气化技术在使用西南地区“三高煤”(高灰、高灰熔点、高硫分)为原料时会出现的,由于“三高煤”活性差、灰熔点高、灰含量高、挥发份低,活性较差,导致的煤的转化率较低,灰渣中碳含量较高;煤气中有效成份偏低等问题。
因此,开展三高煤的气化反应活性改性十分必要,以改善三高煤的气化反应活性,以提高煤的转化率。从而提高三高煤在应用过程中的适应性,推动三高煤资源的清洁利用和可持续发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种三高煤的气化反应活性改性方法及其应用,以解决现有技术存在的不足。
本发明的技术方案是:一种三高煤气化反应活性的改性方法,包含以下步骤:(1)研磨、筛分:将煤样和研磨后,筛分出74-200μm的样品;
(2)HNO3洗涤:取第一步获取的煤样置于浓硝酸溶液中,搅拌24小时后,过滤收集煤样;
(3)HF酸洗涤:过滤后的煤样与氢氟酸溶液1:15~20混合,搅拌24小时,过滤;
(4)洗涤:用去离子水反复搅拌,充分清洗后过滤,反复清洗2次以上;
(5)干燥:将洗涤后的样品干燥,得到改性三高煤。
步骤1中所述的煤样为西南地区高硫、高灰、高灰熔点的煤矿资源,其灰分含量为12%~25%,硫含量为2%左右,灰熔点为1600℃。
步骤1中所述的煤样,其气化反应活性低。
所述的煤样的质量与浓硝酸体积比为1:25-38g/ml。
所述的改性三高煤中灰分去除量达到99%以上,硫含量去除量达到65%以上。
本发明的有益效果:针对西南“高硫、高灰、高灰熔点”煤炭资源,在煤清洁转化过程中需要进行降灰、脱硫等预处理。常规的洗选可以去除一部分“三高煤”中的灰分和无机硫分,但是效果不是很好,而且水分消耗很大。本发明中采用的三高煤改性方法,采用浓HNO3和浓HF对三高煤进行改性,其灰分的脱出率可达99%以上,从根本上解决了“三高煤”气化过程中可能出现的,由于灰熔点高导致的黏温特性较差、挂渣状态不稳定、热通量波动大、环隙温度易超温等问题。采用强酸对“三高煤”进行洗涤处理,也可去除煤中大部分的S,可减轻S在反应过程中的危害,也可减轻后续烟气脱硫的压力。此外,浓HNO3和浓HF具有强氧化性,洗涤过程中也改变了煤的碳基质,从而可达到改善“三高煤”气化反应活性的目的。本发明所述的三高煤改性方法可对三高煤进行除灰、脱硫、改善气化活性等预处理,能充分提高“三高煤”的适用性及其应用价值,应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的发明内容作进一步的详细描述。应理解,本发明的实施例只用于说明本发明而非限制本发明,在不脱离本发明技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出的各种替换和变更,均应包括在本发明的范围内。
实施例1
1)选取一种典型的“三高煤为原料”,进行研磨筛分,得到颗粒尺寸为74-200μm的实验样品,记为原煤;
2)将步骤1)所得原煤取20g置于聚四氟乙烯烧杯中,将400ml质量分数为68%浓硝酸溶液加入烧杯中,搅拌24小时后,过滤收集煤样I;然后,将煤样I与质量分数为48%氢氟酸溶液1:20混合,搅拌24小时,确保完全去除煤表面的灰分,过滤得到煤样II;再然后,采用400ml去离子水反复洗涤,以确保完全去除煤样II中的HF溶液;最后将煤样II至于干燥箱干燥24小时,干燥温度为120℃,得到改性煤样。
3)对原煤和改性煤样进行工业分析和元素分析,结果如下表所示:
表1原煤和改性煤样的工业分析和元素分析
由表中结果可知,原煤中灰分的含量高达21.45%,S含量高达2.47%,而采用浓HNO3和浓HF对其进行改性处理后,改性煤样中的灰分含量降低至0.19%,S含量降低至0.84%;本发明所采用的改性方法对此“三高煤”灰分的脱出率达到99.11%,S的脱出率达到65.99%。
实施例2
1)在热重分析仪中进行煤粉的气化实验,首先分别将10±0.5mg原煤和改性煤样置于热重坩埚中,在N2下20℃/min升温至950℃;保温10min后,将气体切换为CO2,保温90min,停止实验;N2和CO2的流速为50ml/min;分别在0、10、20、30、40、50、60、70、80、90min时记录反应过程中煤粉的瞬时质量,进而计算不同时间煤粉的转化率。
表2气化实验过程中样品的转化率
由表中数据可知,本发明专利中采用的三高煤改性方法能明显的改善“三高煤”的气化反应活性,在反应温度为950℃、反应时间为10min时,原煤的转化率为0.05,改性后的煤样转化率增加至0.10;反应时间为60min时,原煤的转化率为0.44,改性后的煤样转化率增加至0.59。
实施例3
1)在热重分析仪中进行煤粉的气化实验,首先分别将10±0.5mg原煤和改性煤样置于热重坩埚中,在N2下20℃/min升温至1050℃;保温10min后,将气体切换为CO2,保温30min,停止实验;N2和CO2的流速为50ml/min;分别在0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20min时记录反应过程中煤粉的瞬时质量,进而计算不同时间煤粉的转化率。
表3气化实验过程中样品的转化率
反应时间(min) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
原煤转化率 | 0 | 0.34 | 0.61 | 0.70 | 0.83 | 0.86 | 0.92 | 0.95 | 0.97 | 1.00 |
改性煤转化率 | 0 | 0.39 | 0.65 | 0.78 | 0.92 | 0.94 | 0.96 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
由表中数据可知,本发明专利中采用的三高煤改性方法能明显的改善“三高煤”的气化反应活性,在反应温度为1050℃时,改性煤在60min左右基本完全反应,而原煤全完反应的时间为80min以上。
本发明旨在为“三高煤”煤矿资源寻找到了一种具有优良效果的改性方法,在改善“三高煤”气化反应活性的同时,以实现“三高煤”除灰脱硫的目的,从而提升“三高煤”清洁转化的能力,为“高硫、高灰、高灰熔点”煤矿资源的高效清洁应用提供一种新的路径。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,其他依据本发明技术方案进行的修改或者等同替换,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种三高煤气化反应活性的改性方法,其特征在于:包含以下步骤:(1)研磨、筛分:将煤样和研磨后,筛分出74-200 μm的样品;
(2)HNO3洗涤:取第一步获取的煤样置于浓硝酸溶液中,搅拌24小时后,过滤收集煤样;
(3)HF酸洗涤:过滤后的煤样与氢氟酸溶液1:15~20混合,搅拌24小时,过滤;
(4)洗涤:用去离子水反复搅拌,充分清洗后过滤,反复清洗2次以上;
(5)干燥:将洗涤后的样品干燥,得到改性三高煤。
2.根据权利要求1所述的一种三高煤气化反应活性的改性方法,其特征在于:步骤1中所述的煤样为西南地区高硫、高灰、高灰熔点的煤矿资源,其灰分含量为12%~25%,硫含量为2%左右,灰熔点为1600 oC。
3.根据权利要求1所述的一种三高煤气化反应活性的改性方法,其特征在于:步骤1中所述的煤样,其气化反应活性低。
4.根据权利要求1所述的一种三高煤气化反应活性的改性方法,其特征在于:所述的煤样的质量与浓硝酸体积比为1:25-38g/ml。
5.根据权利要求1所述的一种三高煤气化反应活性的改性方法,其特征在于:所述的改性三高煤中灰分去除量达到99%以上,硫含量去除量达到65%以上。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010909321.9A CN111961511A (zh) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 一种三高煤气化反应活性的改性方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010909321.9A CN111961511A (zh) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 一种三高煤气化反应活性的改性方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111961511A true CN111961511A (zh) | 2020-11-20 |
Family
ID=73392695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010909321.9A Pending CN111961511A (zh) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 一种三高煤气化反应活性的改性方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111961511A (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005008662A (ja) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 炭化物処理方法及び装置 |
CN107603684A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-01-19 | 兖矿集团有限公司 | 一种煤中矿物质的深度脱除系统及方法 |
CN110272772A (zh) * | 2019-08-05 | 2019-09-24 | 中南大学 | 一种超纯无烟煤的制备方法 |
-
2020
- 2020-09-02 CN CN202010909321.9A patent/CN111961511A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005008662A (ja) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 炭化物処理方法及び装置 |
CN107603684A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-01-19 | 兖矿集团有限公司 | 一种煤中矿物质的深度脱除系统及方法 |
CN110272772A (zh) * | 2019-08-05 | 2019-09-24 | 中南大学 | 一种超纯无烟煤的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
林永志等: ""煤中灰含量对气化反应活性的影响"", 《燃料化学学报》 * |
胡婕: ""煤焦水蒸气气化过程中双金属催化剂的协同作用及机理研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102268504B (zh) | 一种焦炉煤气生产海绵铁的直接还原工艺 | |
CN108085032B (zh) | 一种碱金属复合盐催化木屑热解制气的方法 | |
CN112717677A (zh) | 一种分散性好的干法脱硫剂及其制备方法 | |
CN103088180A (zh) | 高铁低锡精矿直接还原制合格炼钢原料并回收锡的方法 | |
CN109833847B (zh) | 一种镍氧化物改性的多孔氮化硼吸附剂及其制备方法 | |
CN113802005B (zh) | 一种低温熔炼回收废催化剂中铂族金属的方法 | |
CN108404850B (zh) | 一种介孔氧化锰吸附剂及利用等离子体处理制备吸附剂的方法 | |
CN111185171B (zh) | 具有高活性、多响应碳点复合变价铜氧化合物纳米酶的制备方法 | |
CN112705166A (zh) | 一种氨水改性桉木活性炭吸附剂的制备方法及应用 | |
CN112023915A (zh) | 一种碳气凝胶负载三氧化钼催化剂的制备方法和产品及其应用 | |
CN110801821A (zh) | 高温脱除硫化氢复合吸附剂及其制备方法和应用 | |
CN111961511A (zh) | 一种三高煤气化反应活性的改性方法 | |
CN114874818B (zh) | 高炉煤气脱硫剂及其制备方法和应用 | |
CN114534744B (zh) | 一种基于炼铝灰渣-绿色碳基双载体的固体酸催化剂的制备方法 | |
CN113952930B (zh) | 一种环保复合脱硫剂及其制备方法和应用 | |
CN115814829A (zh) | 一种Co与Mo2C共掺杂的生物炭基复合材料及其制备方法与应用 | |
CN112940821B (zh) | 一种利用煤灰提高在煤热解中固氮效率的方法 | |
CN111408265B (zh) | 一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭及其制备方法 | |
CN114160104A (zh) | 一种窑炉烟气co2捕集与利用耦合材料及其应用 | |
CN108841423B (zh) | 一种利用多种煤转化废水制备水煤浆的方法 | |
CN109775919B (zh) | 有效治理黄原胶工业废水的生化环保工艺 | |
CN111603906A (zh) | 一种二氧化碳镁基吸附剂及其制备方法 | |
CN106675683B (zh) | 一种微波辅助低品质煤脱硫的方法 | |
CN111733322A (zh) | 一种基于煤气化反应梯级吸收铜渣余热的装置系统及方法 | |
CN1587038A (zh) | 以除尘灰分离的碳粉为原料制备颗粒活性炭的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201120 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |