[发明专利]一种降低粉煤气化灰渣灰熔点温度的助熔剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于助熔剂领域。

背景技术

目前气流床气化技术已成为国内外大规模、高效率煤气化的首选技术，其排渣方式主要是液态排渣。液态排渣要求灰的流动温度小于1400℃，灰熔点过高，会降低耐火材料寿命，给装置正常运行带来许多问题。我国煤炭资源丰富，有大量煤种为高灰熔点煤。为了使高灰熔点煤也能够应用于液态排渣气化工艺，一般通过添加经济易得的助熔剂或与煤灰熔融温度低的煤种以一定比例配合使用来降低灰熔融温度，其中，添加经济易得的助熔剂可视为经济有效的可行措施之一。

目前气化炉多采用添加不可燃的石灰石的方法降低煤灰熔点，但是石灰石添加过量容易引起堵渣。作为替代，降低煤灰熔融特性的助熔剂已有研究者进行了大量研究，有钙基、铁基、镁基和钠基等助熔剂，添加碱性氧化物矿石粉等各种富含碱性氧化物的纯化合物、混合物、矿石等作为助熔剂。这些助熔剂的添加在不同程度上能够有效地降低煤灰的熔点。如公开号为CN1970698公开了“一种降低煤灰熔点的助熔剂及其制备方法”的发明专利，其所述助熔剂是用于降低煤气化过程中产生灰渣的灰熔点而在煤中加入的添加物，所述助熔剂具有下列组分(重量％)：CaCO₃82％～93％；Fe₂O₃2％～16％，余量为MgCO₃。该助熔剂均匀混入煤中，在气化过程中能够改变其灰渣熔融特性，降低灰熔点和灰粘度，从而使灰渣以液态形式顺利排出。再如公开号为CN102304409A公开了“一种改善粉煤气化灰渣熔融的助熔剂”，其采用富含碱性氧化物的秸秆灰作为助溶剂，所述的秸杆灰助熔剂的组成和含量按重要比为5.00％～40％的碱金属氧化物、≥23.48％的SiO₂、≤2.63％的TiO₂、≤14.14％的Fe₂O₃、≥1.34％的CaO、余量为MgO。其助熔剂具有两个典型特性：一是具有较高的硅铝比值：7.00～80.00；二是碱金属氧化物的含量较高：5.00％～40.00％。该助熔剂能够改善粉煤气化灰渣熔融的特性，降低煤灰熔点。再如公开号为101665737A公开了“一种改善粉煤气化灰渣熔融特性的高效复合助熔剂”，该高效复合助熔剂由两种或两种以上含有碱性氧化物矿石粉复合而成，即助熔剂中MgO含量12％～30％，CaO含量3％～30％。对于皖北矿区煤，添加量为2％～6％时，可以使煤灰熔融温度从1500℃降低至1400℃以下，粘度为2～25Pa·S范围内，有效改善皖北矿区煤的熔融特性，该助熔剂可用于替代石灰石助熔剂，添加量仅为石灰石的一半。

造纸污泥是造纸厂在生产制造各种纸品过程中产生的大量废弃物，是指用物理法、化学法、物理化学法和生物法等处理废水后产生的沉淀物、颗粒物和漂浮物，造纸污泥是制浆造纸过程中废水处理的终端产物。据中国造纸协会统计，2010年中国纸及纸板总产量9270万吨、消费9173万吨，全行业产生的剩余湿污泥约900～1000万吨。随着我国造纸工业的生产和经济的高速发展，造纸企业的数量逐年增多，规模越来越大，造纸污泥的产生量也迅速增加。我国对造纸污泥的处理方法有填埋、堆肥和焚烧。目前对其处理处置的方式主要以土地填埋为主，只有部分得到综合利用，不仅浪费大量的土地资源，而且还会产生二次污染。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种降低粉煤气化灰渣灰熔点温度的助熔剂及其使用方法，以造纸污泥作为助熔剂，既可以有效地降低煤灰熔点，使高灰熔点煤也可以适用于液态排渣气化炉，拓宽了高灰熔点煤的使用范围，增加了液态排渣气化炉的煤种适用性，又实现了造纸污泥的废弃物资源化利用，同时又利用了造纸污泥的热量，达到节煤的目的，一举三得；同时，该助溶剂采用较少用量即可大幅度地降低灰熔点温度，且对添加量无限制性。