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配煤及添加助熔剂对淮南煤灰熔融特性影响
2013年03月27日   审核人:   (浏览量)

  配煤和添加助熔剂能改善灰渣的流动性,灰渣粘度比相应淮南矿区单煤大大减小,完全满足Texaco气化炉1380℃操作炉温下,灰渣粘度小于25Pa?s的液态排渣要求。

一、技术(项目)概述
  该技术针对Texaco气化用煤要求,对所选淮南矿区的三十种煤样进行了配煤降低灰熔点的研究,分别以配煤比例和灰比为基准,建立了配煤流动温度的线性与非线性数学模型;针对灰熔点和灰渣粘度测试劳动强度大和操作成本高的问题,对灰渣流动性测试方法进行开发,采用简单便捷的方法判断煤灰熔点和灰渣流动性;利用XRD、FTIR、CCSEM对煤灰熔融过程的矿物行为对灰熔点影响的机理进行研究,研究了不同温度下煤灰、熔渣以及添加助熔剂前后煤灰及熔渣的矿物组成,分析煤灰熔融过程中矿物质之间发生的各种复杂变化以及添加助熔剂前后的矿物行为;在煤质、灰熔点、灰粘度数学模型的基础上,用Visual Basic作为编程语言,MS Access作为数据库编写程序代码,初步开发了配煤和添加助熔剂专家系统。

二、技术特点(或优势)及应用领域
  通过配煤可降低淮南矿区煤灰熔点,部分淮南矿区煤的配煤比例达到50%,灰熔点降到Texaco气化要求的1380℃;优选了三种助熔剂AND、 ADC、ADF降低淮南矿区煤HN115、HN119、KL1和HN113灰熔点;根据Texaco气化液态排渣的要求,分别对HN119和HN113两种单煤,KL1、HN106与B1煤配煤,HN119和HN113煤添加助熔剂ADN的灰渣粘度进行了测定,配煤和添加助熔剂能改善灰渣的流动性,灰渣粘度比相应淮南矿区单煤大大减小,完全满足Texaco气化炉1380℃操作炉温下,灰渣粘度小于25Pa?s的液态排渣要求。

三、技术水平
  该项目已通过鉴定具有国内领先水平。

四、项目所处阶段
  推广应用阶段。

五、市场预测
  气流床气化炉气化温度为1300~1600℃,而纯碳的气化反应在1100℃就可快速进行。高温操作的原因主要是将煤中的灰进行熔融,以提高碳的利用率,从这种意义上讲,气流床煤气化炉反应不是由煤主要控制气化的进程,而是由灰决定气化的关键操作参数及其设备材料。因此,气流床粉煤气化技术的问题之一是对煤中灰的种类和数量以及灰渣熔融特性有更为严格要求,灰渣特性是气化法选择原料煤种是一项极为重要的条件,掌握煤灰行为,降低煤灰熔点,改善灰渣流动特性是气流床气化炉的关键技术。配煤及添加助熔剂是降低灰熔点,改善灰渣的粘温特性的一种行之有效的方法,市场前景广阔。

六、经济效益分析
1 拓宽Shell加压气化煤种,降低原料煤成本
  Shell 气化法从经济上和装置安全稳定运行上来说,其对煤种有一定的要求,如要求低水、低灰、反应性好,HGI值高、灰熔点低等,实际上适合于Shell煤气化装置经济、安全、稳定运行的煤种并不多。通过优化配煤技术,可以拓宽Shell气化煤种,降低原料价格。
2 降低助熔剂成本
  采用新型助熔剂,可有效降低石灰石助熔剂的添加总量,降低助熔剂成本,若以气化装置每年耗煤59万吨,以添加8%石灰石助熔剂计算,每年需助熔剂约为 4.7万吨,石灰石助熔剂按160元/吨计,则年添加成本为752万元。新型助熔剂按3%添加量计,每年需助熔剂为1.77万吨,新型助熔剂以每吨300 元计,添加新型助熔剂成本为531万元,年节约221万元。
3 气化装置稳定运行,延长开工周期
  以气化装置开停车减少一次就可节约费用500万元计算,经济损失达3500万元;通过优化配煤技术及新型助熔剂的开发,可降低原料中的灰分、改善灰渣熔融特性,降低原设计助熔剂(石灰石)的加量,排渣负荷减小,飞灰量减少,运行条件改善,可使气化装置稳定运行周期延长,并减少设备故障;若以每年减少停车3次计算,年可节约成本为1500万元,具有显著的经济效益。

七、合作方式
  项目合作或投资。

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