配煤對(duì)煤灰熔融特性和灰渣粘度影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、煤炭是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，在我國(guó)一次能源的生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)中一直占主導(dǎo)地位。煤炭氣化是發(fā)展煤炭潔凈轉(zhuǎn)化的主要技術(shù)之一，近年來(lái)，以德士古和謝爾為代表的高溫高壓液態(tài)排渣氣流床爐型已廣泛應(yīng)用于煤化工領(lǐng)域，這對(duì)原料煤灰的流動(dòng)溫度和灰渣粘度提出了新的要求。 我國(guó)煤炭資源豐富，但其中三分之一以上的煤種為高灰熔點(diǎn)煤，淮南煤就是我國(guó)典型的高灰熔點(diǎn)煤的代表，大多數(shù)煤灰的流動(dòng)溫度大于1500℃，從而無(wú)法直接應(yīng)用于液態(tài)排渣氣化爐，進(jìn)而影響淮南煤

2、化工發(fā)展。如何降低淮南煤的煤灰熔融溫度和灰渣粘度以滿足氣化工藝的要求是首要課題。 配煤是降低煤灰熔融溫度和灰渣粘度的有效手段之一。本論文中選用的煤樣為四種淮南煤(淮南煤Ⅰ、淮南煤Ⅱ、淮南煤Ⅲ、淮南煤Ⅳ)和三種低灰熔點(diǎn)煤(A、B、C)，淮南煤按一定比例(質(zhì)量比)分別與低熔點(diǎn)煤相配，對(duì)配煤后的煤灰熔融特性和灰渣粘度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。由于目前大部分氣流床操作溫度控制在1400～1500℃，而在實(shí)際操作過(guò)程中要求原料煤的流動(dòng)溫度(FT)低

3、于氣化溫度50℃左右，所以本實(shí)驗(yàn)以配煤流動(dòng)溫度降到1380℃為目標(biāo)來(lái)確定低熔點(diǎn)煤的添加量。通過(guò)智能灰熔點(diǎn)儀和高溫灰渣粘度計(jì)分別測(cè)定配煤煤灰熔融特征溫度和灰渣粘度，確定了滿足氣流床操作工藝要求的低熔點(diǎn)煤添加比例，同時(shí)對(duì)三種低灰熔點(diǎn)煤與淮南煤相配的降熔效果進(jìn)行了對(duì)比；借助X-射線衍射(XRD)考察了配煤煤灰中礦物形態(tài)的變化及其對(duì)煤灰熔融特性和灰渣粘度的影響，得出以下主要結(jié)論： 1、A煤在淮南煤Ⅰ、淮南煤Ⅱ、淮南煤Ⅲ、淮南煤Ⅳ中分別添

4、加15％、40％、70％、80％時(shí)可以使得配煤流動(dòng)溫度降到1380℃；B煤在淮南煤Ⅰ、淮南煤Ⅱ、淮南煤Ⅲ、淮南煤Ⅳ中分別添加5％、20％、20％、30％時(shí)可以使得配煤流動(dòng)溫度降到1380℃，C煤在淮南煤Ⅰ、淮南煤Ⅱ、淮南煤Ⅲ、淮南煤Ⅳ中分別添加5％、40％、65％、70％時(shí)可以使得配煤流動(dòng)溫度降到1380℃。通過(guò)比較可以看出，為了使配煤流動(dòng)溫度降到1380℃，B煤與淮南煤相配時(shí)的添加量與A煤、C煤與淮南煤相配時(shí)的添加量相比最少，所以B煤

5、與淮南煤配煤的效果最好。 2、煤灰化學(xué)成分、溫度和配煤比對(duì)配煤煤灰礦物質(zhì)行為產(chǎn)生重要的影響。隨著溫度升高，石英、赤鐵礦和鐵尖晶石等結(jié)晶礦物含量逐漸減少，這是由于高溫下各礦物之間相互反應(yīng)，生成新的礦物質(zhì)或非晶質(zhì)的玻璃體物質(zhì)所致。在弱還原性氣氛下，鐵易以FeO的形態(tài)存在，形成的FeO與偏高嶺石發(fā)生反應(yīng)形成鐵尖晶石，鈣長(zhǎng)石是偏高嶺石與氧化鈣發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果；莫來(lái)石起增高灰熔點(diǎn)的作用。配煤煤灰熔融溫度的變化趨勢(shì)與通過(guò)CaO-SiO2-Al

6、2O3三元相圖預(yù)測(cè)的結(jié)果一致。三元相圖上溫度的非線性分布，可以用來(lái)解釋配煤灰熔點(diǎn)與單煤灰熔點(diǎn)之間是非線性關(guān)系。 3、60％淮南煤Ⅲ與40％B煤相配，50％淮南煤Ⅳ與50％B煤相配的配煤煤灰在1380℃下的灰渣粘度小于25Pa·s，灰渣能順利從液態(tài)排渣氣化爐中排出。從煤灰化學(xué)組成的角度來(lái)看，弱還原性氣氛下，煤灰中Fe2+和Ca2+的含量較高，使得其灰渣粘度相對(duì)較低。通過(guò)XRD分析結(jié)果也可以得出：鈣長(zhǎng)石和赤鐵礦等助熔礦物能降低灰渣粘