專利名稱：適用于殼牌粉煤加壓氣化用煤的配煤方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種配煤方法，具體涉及一種適用于殼牌粉煤加壓氣化用煤的配煤方法。
背景技術：
殼牌粉煤加壓氣化技術是目前世界上先進的第二代煤氣化技術，具有煤種適應性廣、單系列能力大、氣化溫度高、運轉周期長、環(huán)境效益好等顯著特點。(增加工藝介紹)
原料煤經(jīng)破碎由運輸設施送至磨煤機，在磨煤機內將原料煤磨成煤粉(按質量計，其中90%粒度〈100 iim)并干燥，煤粉經(jīng)常壓煤粉倉、加壓煤粉倉及給料倉，由高壓氮氣將煤粉送至氣化爐噴嘴。來自空分的氧氣經(jīng)氧壓機加壓并預熱后與中壓過熱蒸汽混合后導人噴嘴。煤粉、氧氣及蒸汽在氣化爐內3. 5 4. OMPa壓力下，1400 1600°C的溫度范圍內發(fā) 生化學反應，碳轉化率高達99%以上，氣化產(chǎn)物為以H2, CO為主的合成氣(達到90%左右)。氣化爐頂部約1500°C的高溫煤氣由除塵冷卻后的冷煤氣激冷至900°C左右進入廢熱鍋爐。經(jīng)廢鍋回收熱量后的煤氣進入干式除塵(組合式陶瓷過濾器)及濕法洗滌系統(tǒng)，處理后的煤氣塵含量小于I mg / m3送后續(xù)工序。在氣化爐內氣化產(chǎn)生的高溫熔渣，自流入氣化爐下部的激冷室進行激冷，高溫熔渣經(jīng)激冷后形成數(shù)毫米大小的玻璃體，可作建筑材料或用于路基。殼牌煤氣化對煤的活性要求不高，對煤的灰熔點適應范圍比其它氣化工藝更寬，對于高灰分、高水份、含硫量高的煤種也同樣適應。但是高灰分含量煤種將嚴重降低殼牌煤氣化經(jīng)濟性，這體現(xiàn)在兩個方面，一是煤中灰分越高，有效產(chǎn)氣量就越低，氧耗越高，降低氣化爐單位反應容積的經(jīng)濟性，同時影響有效氣產(chǎn)量；二是為適應高灰、渣工況，設備投資會增加。如果在實際生產(chǎn)中入爐煤煤質指標(灰分含量)高于工藝設計煤樣，則會導致系統(tǒng)始終處于設備運行的不穩(wěn)定的極限工況，合成氣產(chǎn)量下降，廢鍋產(chǎn)汽下降，排渣除灰超負荷(堵渣堵灰)和灰水預處理系統(tǒng)不穩(wěn)定引發(fā)停車故障。由于這類事故占殼牌總結的已開車裝置內部事故的40%之多，已經(jīng)引起業(yè)內重視，所以必須嚴格控制入爐煤的灰分在設計范圍之內。貴州省煤炭資源豐富，煤質優(yōu)良，但大部分煤是高灰分煤，如貴陽地區(qū)煤灰分為25%-35%。六盤水礦區(qū)位于貴州省西南部，該區(qū)煤礦數(shù)量較多，煤類齊全，氣煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤、貧煤、無煙煤均有分布，有些礦井一個煤層就有3個煤種，煤層薄，原煤灰分高，一般在20%-40%之間，平均值為23. 53%。以上2種煤單獨使用都高于天福殼牌氣化爐的設計要求。在原煤中配石油焦在其它領域已有使用，如煉焦行業(yè)中高灰分煤添加石油焦，其中石油焦主要做為一種瘦化劑，用于提高焦炭的塊度，改善焦炭的質量。焦炭要求煤固定碳含量高，灰份低，灰中有害物質三氧化二鋁和五氧化二磷等的含量要少，焦炭反應性好，焦炭電阻率特別是高溫電阻率要大，揮發(fā)份要低，有適當?shù)膹姸群褪臣Z的塊度，水分少而穩(wěn)定，其對煤炭主要從硫含量、黏結指數(shù)、收縮度和膨脹度等方面有要求?，F(xiàn)有解決殼牌粉煤加壓氣化原煤灰分高的辦法主要是利用洗煤或精煤來降低煤的灰分，但這種方法成本較高、需另行建造洗煤車間。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種成本低、配煤方法簡單，可有效降低原煤灰分、減少排渣、灰總量的適用于殼牌粉煤加壓氣化用煤的配煤方法，可以克服現(xiàn)有技術的不足。本發(fā)明所采用的技術方案是適用于殼牌粉煤加壓氣化用煤的配煤方法是利用殼牌裝置的磨煤系統(tǒng)，將灰分高于21. 08%的煤與石油焦進行混合，其煤與石油焦的用量要求 為均勻混合后混合物中的灰分低于21. 08%。它包括如下步驟
a、檢測原煤的灰分含量，并根據(jù)灰分調節(jié)要求計算出所需石油焦比例；
b、根據(jù)a步驟所得的計算量將原煤和石油焦分別投入磨煤機，經(jīng)磨煤機研磨后的原煤和石油焦顆粒80%的粒徑處于5 ii m至90 iim之間；
C、根據(jù)原煤與石油焦的用量，分別調節(jié)研磨原煤與石油焦的出料速度，使原煤粉末與石油焦粉末均勻混合。所用煤為灰分高于23%的高灰分煤。所用的石油焦為普通石油焦，灰分小于1%。適用于殼牌粉煤加壓氣化用煤的配煤方法，以高灰分煤(煤灰分> 21. 08%)和石油焦為原料進行配比，其中高灰分煤的配入比例為70 95%，石油焦的配入比例為5 30%，均勻配合成滿足殼牌粉煤加壓氣化用煤。本發(fā)明相關數(shù)據(jù)計算方式按照國標GB/T212-2008、GB/T211-2007以及GB/T212-2008測試計算。與現(xiàn)有技術比較本發(fā)明利用殼牌煤氣化對煤的活性要求不高，對煤的灰熔點適應范圍比其它氣化工藝更寬，對于高灰分、含硫量高的煤種也同樣適應的優(yōu)點，只采用石油焦將貴州劣質原煤灰分含量調整在設計范圍內，既可使貴州劣質原煤得到有效利用，同時因石油焦有效的降低了劣質煤的灰組分，這樣就能很好的保證殼牌氣化爐的有效氣量提高，灰渣總量減少。提高原料煤的熱值和固定碳含量，使得單位氣化爐反應容積的經(jīng)濟性提升，降低廢熱回收系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞故障停車的幾率，降低渣灰處理系統(tǒng)故障停車幾率。本發(fā)明以高灰分煤和石油焦為原料進行配煤，因石油焦具有熱值、固定碳很高，灰分含量極低，硫含量很高，揮發(fā)分與煤揮發(fā)分相近的特性，所以隨著石油焦配比的增加，配煤后的總灰分會降低、熱值和固定碳會升高，這樣可以克服高灰分煤在殼牌粉煤加壓氣化工藝中經(jīng)濟性低的缺點，有效提高氣化爐的生產(chǎn)負荷。與使用精煤進行生產(chǎn)相比，本配煤是經(jīng)濟的可行措施，尤其是針對貴州的當?shù)孛涸?，通過該配煤方案可以使許多劣質煤得到有效利用。本配煤方法在降低原煤灰分的同時還能降低粗煤氣中的細粉塵含量，降低廢鍋表面積灰速度，延長裝置運行周期。相對采用高灰分煤生產(chǎn)合成氨，降低合成氨單位成本300-500元/噸，擴大殼牌粉煤加壓氣化原料煤采購范圍，從而使煤炭資源得到合理利用。
本發(fā)明添加的石油焦，主要側重于改變粉煤在殼牌煤氣化中燃燒效果，對石油焦的含硫量、揮發(fā)份以及剛性沒有要求，且最終產(chǎn)品為合成氣而非固定碳。該混配煤能提高噸標煤產(chǎn)有效氣量，降低噸標煤耗氧量，并改變有效氣組分中CO、H2組分。表I為選取的煤樣、石油焦工業(yè)分析數(shù)值
煤樣項目Aar Fcar Qnet, ar Mad Mar Var
龍口石油焦86. 63 7~926 09~ 3. 81 8. 84~
貴州原混煤|22. 16 |65. 46 |5905 |l. 73 |5. 06 \7. 32~
具體實施方式

現(xiàn)有高灰分貴州煤，經(jīng)分析配煤后的煤收到基灰分Aar、收到基低位發(fā)熱量Qnet, ar、收到基固定碳FCar分別為22. 16%、5905Kcal/Kg、65. 46%。這時氣化爐噸標煤產(chǎn)有效氣量為1606. 84NM3/t標煤，噸標煤耗氧量為657. 28NM3/t標煤。有效氣組分中CO為65%，H2 為 16%。實施例I :
取高灰分貴州煤，混配比例95%，石油焦-山東煙臺龍口石油焦，混配比例相應為5%，配合均勻，經(jīng)分析配煤后的煤收到基灰分Aar、收到基低位發(fā)熱量Qnet，ar、收到基固定碳FCar分別為21. 08%、6029Kcal/Kg、67. 33%。這時氣化爐噸標煤產(chǎn)有效氣量為1668. 13NM3/t標煤，噸標煤耗氧量為649. 23NM3/t標煤。有效氣組分中CO為66%，H2為17%。實施例2
取高灰分貴州煤，混配比例90%，石油焦-山東煙臺龍口石油焦，混配比例相應為10%，配合均勻，經(jīng)分析配煤后的煤收到基灰分Aar、收到基低位發(fā)熱量Qnet，ar、收到基固定碳FCar分別為20. 10%、6159Kcal/Kg、69. 65%。這時氣化爐噸標煤產(chǎn)有效氣量為1710. 57NM3/t標煤，噸標煤耗氧量為643. 25NM3/t標煤。有效氣組分中CO為66%，H2為18%。實施例3
取高灰分貴州煤，混配比例84%，石油焦-山東煙臺龍口石油焦，混配比例相應為16%，配合均勻，經(jīng)分析配煤后的煤收到基灰分Aar、收到基低位發(fā)熱量Qnet，ar、收到基固定碳FCar分別為為18. 73%、6228Kcal/Kg、68. 85%。這時氣化爐噸標煤產(chǎn)有效氣量為1781. 74NM3/t標煤，噸標煤耗氧量為638. 43NM3/t標煤。有效氣組分中CO為67%，H2為18%。實施例4
取高灰分貴州煤，混配比例77%，石油焦-山東煙臺龍口石油焦，混配比例相應為23%，配合均勻，經(jīng)分析配煤后的煤收到基灰分Aar、收到基低位發(fā)熱量Qnet，ar、收到基固定碳FCar分別為為17. 22%、6312Kcal/Kg、70. 33%。這時氣化爐噸標煤產(chǎn)有效氣量為1821. 29NM3/t標煤，噸標煤耗氧量為633. 65NM3/t標煤。有效氣組分中CO為68%，H2為19%。實施例5
取高灰分貴州煤，混配比例70%，石油焦-山東煙臺龍口石油焦，混配比例相應為30%，配合均勻，經(jīng)分析配煤后的煤收到基灰分Aar、收到基低位發(fā)熱量Qnet，ar、收到基固定碳FCar分別為為15. 73%、6511Kcal/Kg、71. 81%。這時氣化爐噸標煤產(chǎn)有效氣量為1879. 54NM3/t標煤，噸標煤耗氧量為629. 58NM3/t標煤。有效氣組分中CO為69%，H2為20%。通過上述實施例及可以看出，該混配煤能提高噸標煤產(chǎn)有效氣量，降低噸標煤耗氧量，并改變有效氣組分中CO、H2組分?？梢钥朔呋曳置涸跉づ品勖杭訅簹饣に囍薪?jīng)濟性低的缺點，有效提高氣化爐的生產(chǎn)負荷。實施例6
取灰分為21. 08%的貴州高灰分高灰熔融溫度煤200噸，灰分為1%的山東煙臺龍口石油焦0噸，分別送入兩臺磨煤機中進行研磨至原煤與石油焦中80%的粒徑處于5 y m至90U m之間。根據(jù)原煤與石油焦的用量比，分別調節(jié)研磨原煤與石油焦的出料速度，使原煤粉末與石油焦均勻混合。實施例I
取灰分為22%的貴州高灰分高灰熔融溫度煤200噸，灰分為1%的山東煙臺龍口石油焦
9.163噸,分別送入兩臺磨煤機中進行研磨至原煤與石油焦中80%的粒徑處于5 iim至90 U m之間。根據(jù)原煤與石油焦的用量比，分別調節(jié)研磨原煤與石油焦的出料速度，使原煤粉末與石油焦均勻混合。實施例8:
取灰分為28%的貴州高灰分高灰熔融溫度煤200噸，灰分為0. 98%的山東煙臺龍口石油焦76噸，分別送入兩臺磨煤機中進行研磨至原煤與石油焦中80%的粒徑處于5 y m至90 ym之間。根據(jù)原煤與石油焦的用量比，分別調節(jié)研磨原煤與石油焦的出料速度，使原煤粉末與石油焦均勻混合。實施例9
取灰分為25%的貴州高灰分高灰熔融溫度煤200噸，灰分為0. 96%的山東煙臺龍口石油焦60噸，分別送入兩臺磨煤機中進行研磨至原煤與石油焦中80%的粒徑處于5 至90 ym之間。根據(jù)原煤與石油焦的用量比，分別調節(jié)研磨原煤與石油焦的出料速度，使原煤粉末與石油焦均勻混合。實施例10
取灰分為35%的貴州高灰分高灰熔融溫度煤200噸，灰分為1%的山東煙臺龍口石油焦186噸,分別送入兩臺磨煤機中進行研磨至原煤與石油焦中80%的粒徑處于5 ii m至90U m之間。根據(jù)原煤與石油焦的用量比，分別調節(jié)研磨原煤與石油焦的出料速度，使原煤粉末與石油焦均勻混合。實施例11
取灰分為30%的貴州高灰分高灰熔融溫度煤200噸，灰分為0. 72%的山東煙臺龍口石油焦100噸，分別送入兩臺磨煤機中進行研磨至原煤與石油焦中80%的粒徑處于5 至90 ym之間。根據(jù)原煤與石油焦的用量比，分別調節(jié)研磨原煤與石油焦的出料速度，使原煤粉末與石油焦均勻混合。
權利要求
1.一種適用于殼牌粉煤加壓氣化用煤的配煤方法，其特征在于該方法是將灰分高于21. 08%的煤與石油焦進行混合，其煤與石油焦的用量要求為均勻混合后混合物中的灰分低于 21. 08%ο
2.根據(jù)權利要求I所述的適用于殼牌粉煤加壓氣化用煤的配煤方法，其特征在于它包括如下步驟 a、檢測原煤的灰分含量，并根據(jù)灰分調節(jié)要求計算出所需石油焦比例； b、根據(jù)a步驟所得的計算量將原煤和石油焦分別投入磨煤機，經(jīng)磨煤機研磨后的原煤和石油焦顆粒80%的粒徑處于5 μ m至90 μπι之間； C、根據(jù)原煤與石油焦的用量，分別調節(jié)研磨原煤與石油焦的出料速度，使原煤粉末與石油焦粉末均勻混合。
3.根據(jù)權利要求I所述的適用于殼牌粉煤加壓氣化用煤的配煤方法，其特征在于所用煤為灰分高于23%的高灰分煤。
4.根據(jù)權利要求I所述的適用于殼牌粉煤加壓氣化用煤的配煤方法，其特征在于所用的石油焦為普通石油焦，灰分小于1%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于殼牌粉煤加壓氣化用煤的配煤方法，該方法是將灰分高于21.08%的煤與石油焦進行混合，其煤與石油焦的用量要求為均勻混合后混合物中的灰分低于21.08%。該混配煤能提高殼牌粉煤氣化噸標煤產(chǎn)有效氣量，降低噸標煤耗氧量，并改變有效氣組分中CO、H2組分使其更有利于氨醇聯(lián)產(chǎn)裝置的利用，同時降低殼牌粉煤氣化裝置灰、渣處理裝置負荷。該方法對貴州地區(qū)高灰分劣質煤的有效利用，對于粉煤加壓氣化的穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟運行具有顯著的現(xiàn)實意義，對于實現(xiàn)粉煤加壓氣化原料多樣化及煤炭資源的合理利用具有重要的社會效益。該方法適用于粉煤加壓氣化液態(tài)排渣爐的用煤要求。
文檔編號C10J3/46GK102676226SQ20121019313
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權日2012年6月13日
發(fā)明者何浩明, 李華, 李發(fā)中, 楊三可, 楊錦成, 郭丹 申請人:貴州天?；び邢挢熑喂?br>