一种适用于TEXACO水煤浆加压气化用煤的配煤方法.pdf

本发明涉及一种适用于Texaco水煤浆加压气化用煤的配煤方法，以高灰熔融温度煤，即煤灰熔融温度＞1500℃和难成浆的低灰熔融温度煤，即煤灰熔融温度＜1300℃为原料进行配煤，其中高灰熔融温度煤的配入比例为10～60％，难成浆的低灰熔融温度煤的配入比例为40～90％，均匀配合成满足Texaco水煤浆气化用煤。该方法对于高灰熔融温度煤和难成浆煤的有效利用，对于水煤浆气化的稳定、高效、经济运行具有显著的现实意义，对于实现水煤浆加压气化原料多样化及煤炭资源的合理利用具有重要的社会效益。该方法适用于水煤浆加压气化液态排渣炉的用煤要求，同样适用于粉煤加压气化液态排渣炉的用煤要求。

1.  一种适用于Texaco水煤浆加压气化用煤的配煤方法，其特征在于以高灰熔融温度煤，即煤灰熔融温度＞1500℃和难成浆的低灰熔融温度煤，即煤灰熔融温度＜1300℃为原料进行配煤，其中高灰熔融温度煤的配入比例为10～60％，难成浆的低灰熔融温度煤的配入比例为40～90％，均匀配合成满足Texaco水煤浆气化用煤。

一种适用于Texaco水煤浆加压气化用煤的配煤方法
技术领域
本发明涉及一种配煤方法，具体涉及一种适用于Texaco水煤浆加压气化用煤的配煤方法。
背景技术
作为第二代煤气化技术的Texaco水煤浆加压气化技术，具有气化炉结构简单、能耗低、水煤浆进料易控安全、单炉生产能力大、环境友好、有效气(CO+H₂)含量高、煤的适应性宽、原料利用率高和原料输送方便等特点。液态排渣操作的水煤浆加压气化炉对原料煤种灰熔融温度一般要求FT＜1380℃。淮北煤炭资源丰富，煤质优良，但大部分煤是高灰熔融温度煤，如淮北百善等煤灰熔融温度＞1500℃，不能单独用于液态排渣的水煤浆加压气化炉。华亭、义马、蒙煤等具有低硫分、低灰熔融性温度的优点，但其具有由于内水较高而制浆浓度低的缺点，气化效率低，合成气有效成分降低，能耗高。
配煤技术已广泛应用于炼焦、燃烧、发电等领域，但针对煤气化技术的指标，利用高灰熔融温度煤与低灰熔融温度、难成浆性能的煤种进行配煤，降低高灰熔融温度煤的煤灰熔融温度，提高难成浆性能的煤的水煤浆浓度方面研究的很少，尤其是针对淮北高灰熔融温度煤与义马、华亭和蒙煤等进行配煤方面的研究目前还未见报道。
目前，添加助熔剂是降低煤灰熔融温度最常用的方法，但添加助熔剂会增加煤的灰分，气化效率降低。通常通过改变添加剂以及增大添加剂的加量来提高水煤浆浓度，但添加剂的加入明显会增加企业成本。
发明内容
针对高灰熔融温度煤不能用于液态排渣的水煤浆加压气化炉，低灰熔融温度煤种难成浆性，及采用添加剂会增加企业成本的问题，本发明的目的在于提供一种适用于Texaco水煤浆加压气化用煤的配煤方法，将煤灰的化学成分调整在适当范围内，既可降低煤灰熔融温度、改善灰渣粘温特性，同时又不增加或仅少量增加灰渣总量，提高了原料煤中碳含量，使得气化炉的整体效率得到提高。对于难成浆煤种，通过配入一定比例的易成浆煤种，达到改善其成浆性能的目的。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
以高灰熔融温度煤和难成浆、低灰熔融温度煤为原料，通过优化配煤，显著降低高灰熔融温度煤的煤灰熔融温度，满足水煤浆和粉煤加压气化液态排渣炉的用煤要求，同时提高难成浆煤种的制浆浓度。高灰熔融温度煤(煤灰熔融温度＞1500℃)与难成浆的低灰熔融温度煤(煤灰熔融温度＜1300℃)按不同的配入比例均匀配合，其中高灰熔融温度煤的配入比例为10～60％，难成浆的低灰熔融温度煤的配入比例为40～90％，配制成满足Texaco水煤浆气化用煤。
本发明的配煤煤种采用安徽淮北地区高灰熔融温度煤(煤灰熔融温度＞1500℃)与难成浆煤种(义马、华亭和蒙煤等，煤灰熔融温度＜1300℃)配煤降低高灰熔融性煤的灰熔融温度，同时有效提高难成浆煤种的制浆浓度，扩大水煤浆加压气化原料煤种，从而使淮北矿区煤炭资源得到合理利用。
煤灰的熔融温度的测试方法如下：
按照国标GB/T212-2008工业分析中测定灰分方法所规定的步骤和要求制成煤灰，按照国标GB/T219-2003煤灰熔融性测定方法测试煤灰的熔融温度。其中，变形温度(DT)：锥体尖端开始变圆或弯曲时的温度；软化温度(ST)：锥体弯曲至锥尖触及托板，锥体变球形或高度不大于底长的半球形时的温度；熔融温度(FT)：锥体完全熔化或展开成高度不大于1.5mm的薄层时的温度。
本发明中水煤浆理论质量浓度是根据煤样质量、煤样水分和添加剂质量计算而得，计算公式如下：

式中：
m₁——高灰熔融温度煤的质量，g；
m₂——低灰熔融温度煤的质量，g；
M₁——高灰熔融温度煤的空气干燥基水分，％；
M₂——低灰熔融温度煤的空气干燥基水分，％。
X——水和添加剂的质量和，g。
其中添加剂的加量为添加剂质量占整个煤浆质量百分比。
水煤浆的性质测定方法如下：
(1)水煤浆的实测浓度：称取一定量的试样，于105～110℃下干燥至恒重，干燥后的质量占原样质量的百分数作为水煤浆的浓度。
(2)水煤浆熔融性的测定：采取目测法，分为三个等级：A-连续流动；B-间断流动；C-不流动；并分别用“+”、“-”号加以区分某一等级中的较好较差者。
(3)水煤浆粘度的测定：采用NXS-11A型旋转粘度计在25℃条件下测定、并选取剪切速率为30s^-1的条件下粘度为表观粘度。
(4)水煤浆的稳定性用静置析水法和落棒实验来表征，即48h后测量试管中析出水的高度占煤浆总高的百分率；然后用质量为36g的玻璃棒对静置48h后的水煤浆，测定其垂直下落至试管底部的难易程度，分为自由落棒、加压落棒、不能落棒三种情况。
本发明的有益效果：通过配煤可以克服高灰熔融温度煤不能用于液态排渣的水煤浆加压气化炉，低灰熔融温度煤种难成浆性的缺点，与使用助熔剂相比，配煤制浆可视为现实、经济的可行措施，尤其是如何利用当地煤源与其他煤种配合，通过配煤将煤灰的化学成分调整在适当范围内，既可降低煤灰熔融温度、改善灰渣粘温特性，同时又不增加或仅少量增加灰渣总量，提高了原料煤中碳含量，使得气化炉的整体效率得到提高。对于难成浆煤种，通过配入一定比例的易成浆煤种，达到改善其成浆性能的目的。不仅如此，配煤技术的实施，还可扩大原料煤种的适用范围，实现原料多样化及资源的合理利用。通过优化配煤，显著降低高灰熔融温度煤的煤灰熔融温度，满足水煤浆和粉煤加压气化液态排渣炉的用煤要求，同时提高难成浆煤种的制浆浓度。高灰熔融温度煤，低灰熔融温度煤，
具体实施方式
实施例1
取高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例60％，低灰熔融温度煤-义马煤，配煤比例相应为40％，配合均匀，经分析配煤后的煤灰熔融温度DT、ST和FT分别为1292℃、1336℃、1370℃。取高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例50％，低灰熔融温度煤-义马煤配煤，比例相应为50％，配合均匀，经分析配煤后的煤灰熔融温度DT、ST和FT分别为1271℃、1306℃、1365℃。取高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例40％，低灰熔融温度煤-义马煤，配煤比例相应为60％，配合均匀，经分析配煤后的煤灰熔融温度DT、ST和FT分别为1265℃、1280℃、1358℃。取高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例30％，低灰熔融温度煤-义马煤配煤，比例相应为70％，配合均匀，经分析配煤后的煤灰熔融温度DT、ST和FT分别为1245℃、1260℃、1320℃。取高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例20％，低灰熔融温度煤-义马煤，配煤比例相应为80％，配合均匀，经分析配煤后的煤灰熔融温度DT、ST和FT分别为1235℃、1260℃、1298℃。取高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例10％，低灰熔融温度煤-义马煤，配煤比例相应为90％，配合均匀，经分析配煤后的煤灰熔融温度DT、ST和FT分别为1203℃、1231℃、1270℃。取低灰熔融温度煤-义马原煤制水煤浆，其制成的水煤浆浓度为62％，取义马煤配煤比例90％，高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例10％配合均匀后制成的水煤浆浓度为65％。取低灰熔融温度煤-义马煤，配煤比例40％，高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例60％，配合均匀后制成的水煤浆浓度为68％。
实施例2
取高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例分别为60％、50％、40％、30％、20％、10％，低灰熔融温度煤-华亭煤，配煤比例相应分别为40％、50％、60％、70％、80％、90％，配合均匀，经分析配煤后的煤灰熔融温度分别为1357℃、1359℃、1367℃、1367℃、1362℃、1288℃。取低灰熔融温度煤-华亭原煤制水煤浆，其制成的水煤浆浓度为62％，取低灰熔融温度煤-华亭煤，配煤比例90％，高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例10％，配合均匀后制成的水煤浆浓度为66％。取低灰熔融温度煤-华亭煤配煤比例40％，高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例60％，配合均匀后制成的水煤浆浓度为69％。
实施例3
取高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例分别为50％、40％、30％、20％、10％，低灰熔融温度煤-蒙煤，煤配煤比例分别相应为50％、60％、70％、80％、90％，配合均匀，经分析配煤后的煤灰熔融温度分别为1380℃、1337℃、1336℃、1336℃、1281℃。取低灰熔融温度煤-蒙煤原煤制水煤浆，其制成的水煤浆浓度为59％，取低灰熔融温度煤-蒙煤，配煤比例90％，高灰熔融温度煤-百善煤，配煤比例10％，配合均匀后制成的水煤浆浓度为63％，取低灰熔融温度煤-蒙煤，配煤比例40％，高灰熔融温度煤-百善煤配煤比例60％，配合均匀后制成的水煤浆浓度为67％。
实施例4
取淮北另一高灰熔融温度煤-刘二煤(FT＞1500℃)，配煤比例分别为50％、40％、30％、20％、10％，低灰熔融温度煤-蒙煤，配煤比例相应分别为50％、60％、70％、80％、90％，配合均匀，经分析配煤后的煤灰融温温度分别为1338℃、1334℃、1342℃、1320℃、1263℃。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所做的非实质性改进，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
附表
表1选取的煤样工业分析与灰熔融温度数据

表2单煤水煤浆制浆数据表

表3配煤后水煤浆制浆数据表


本发明克服了高灰熔融温度煤不能用于液态排渣的水煤浆加压气化炉的缺点，充分利用淮北等地高灰熔融温度煤炭资源，利用高灰熔融温度煤与华亭、义马、蒙煤等低灰熔融温度煤种配合，这样不仅可以降低高灰熔融温度煤的灰熔融温度，也克服了难成浆煤种，如华亭、义马、蒙煤等低灰熔融温度煤因内水高而制浆浓度低的缺点，从而使煤浆浓度由58～62％提高至65～69％，以提高合成气有效气体成分的产量，提高气化效率。该方法简单实用，可以根据需要调节配煤比例，降低煤灰熔融温度，提高成浆浓度，满足气化用煤的要求。对于拓宽水煤浆加压气化煤种，提高制浆浓度和气化效率方面既有理论意义又有实际意义。本发明同样适用于其它矿区高灰熔融温度煤种及难成浆煤种。