[发明专利]一种气化型煤降低灰分的控制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种降低气化型煤灰分含量的控制方法。利用可再生的生物质碳粉按比例置换不可再生的煤粉组成的混合碳源粉料，能完全消除气化型煤使用无机粘结剂导致型煤灰分增加的影响。

背景技术：

2009年5月1日起实施的GB/T9143-2008《常压固定床气化用煤技术条件》，替代了三项原国家标准：GB/T7561-1998《合成氨用煤技术条件》、GB/T9143-2001《常压固定床煤气发生炉用煤技术条件》和GB/T17610-1998《水煤气两段炉用煤技术条件》。GB/T9143-2008与原三项国家标准相比，主要作了四处修改，其中最重要的是删去原标准中对“含矸率、挥发分、固定碳、发热量”等煤质指标的技术要求，保留灰分指标并仍分为3个等级。

用于煤炭气化的块煤灰分技术要求，是对煤炭气化效果产生重要影响的煤质指标，其影响程度超过块煤的固定碳指标。原标准GB/T7561-1998《合成氨用煤技术条件》第4条就明确规定：“当产品的灰分(Ad)和固定碳(FCd)具体定级与本标准规定的等级有矛盾时，以灰分等级为准。”这表明灰分既是评判优质无烟块煤最重要的定量指标，也是对合成氨生产工艺具有最重要影响的定性指标。而最新标准GB/T9143-2008第4条表1对“煤灰熔融性软化温度(ST)”的技术要求，也明确了灰分对“煤灰熔融性软化温度(ST)”定量指标相对选择作了类似相应规定。GB/T9143-2008对“煤灰熔融性软化温度(ST)”定量指标规定为≥1250℃，但同时明确，当灰分(Ad)≤18％时，“煤灰熔融性软化温度(ST)”可以下降到≥1150℃。由此足以表明，气化用煤的灰分指标与气化效果具有相当大的关联性。

发明内容：

本发明目的是提供一种气化型煤降低灰分的控制方法，主要解决按现有各种型煤工艺生产的气化型煤灰分含量过高的技术问题。气化型煤对灰分具有严格技术要求，而任何一种无烟气化型煤因添加不可缺少的无机粘结剂，导致型煤灰分必然比制作型煤的同种原料块煤的灰分更高，同时使型煤固定碳下降，影响气化型煤的气化效果，无一例外。这是国内外气化型煤行业至今尚未解决的问题。本发明以于2009年5月1日起实施的GB/T9143-2008《常压固定床气化用煤技术条件》为依据，按照GB/T9143-2008对气化用煤技术要求规定的灰分指标，当采用与相同种类块煤的同种原煤作为气化型煤原料煤粉时，提出降低气化型煤灰分的具体方法。

粘结剂是型煤技术的关键之一，型煤粘结剂主要有三种：有机粘结剂、无机粘结剂和复合粘结剂。有机粘结剂粘结性能好，固化后可使型煤具有较高机械强度。但在高温时，有机质易于分解，因此用有机粘结剂制作的型煤，其热机械强度和热稳定性都比较差，不适合用于气化型煤场合。

无机粘结剂的共同特点是具有较强的粘结能力，固化后能起“骨架”作用，使型煤具有较高的机械强度。由于大多数无机粘结剂在较高的温度下不易分解，因而用无机粘结剂生产的型煤，其热机械强度和热稳定性都比较理想，这是目前气化型煤不得不选用无机粘结剂的基本原因。有些气化型煤虽称采用复合粘结剂，但其中主要成分仍是无机粘结剂。无机粘结剂的主要缺点，是防水性差并增加型煤的灰分。因此，气化型煤的灰分总是比相同种类原煤的块煤要高。气化用煤原料中灰分指标对煤炭的气化工艺影响很大，灰分指标每降低1％或增加1％，都将对气化后续工艺的运行工况和控制参数产生影响。因此，目前气化用煤场合，型煤只能与块煤搀烧，搀烧比例通常在10％～30％范围，以减少块煤消耗，降低成本。无机粘结剂通常选自粘土、水泥、石灰、石膏等中一种或多种。

生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气的世界第四大能源。生物质是唯一可再生的碳源，从最终利用的能源形态上，生物质能有着与化石能源完全一致的利用形态，两者区别仅仅是碳源载体形式不同，两者碳源载体的区分界面就是地表。生物质能是地表上面植物通过光合作用将太阳能转化为化学能而贮存于生物质内的能量，因而具有可持续再生的碳循环特点，而各种地表下面的化石能源则不具备可再生碳循环条件。因此，在所有新能源中，生物质能与现代工业化技术和现代化生活有巨大的兼容性。是人类最友好的动力之源。