降低魚(yú)卡礦煤灰熔點(diǎn)的試驗(yàn)

翟 偉，劉美玲

(青海鹽湖鎂業(yè)有限公司 青海格爾木 816000)

降低魚(yú)卡礦煤灰熔點(diǎn)的試驗(yàn)

翟 偉，劉美玲

(青海鹽湖鎂業(yè)有限公司 青海格爾木 816000)

水煤漿加壓氣化技術(shù)要求煤灰熔點(diǎn)的流動(dòng)溫度<1 350 ℃，以保證氣化爐順暢排渣。魚(yú)卡礦煤在弱還原氣氛下灰熔點(diǎn)的流動(dòng)溫度在1 329～1 379 ℃，必須加入助熔劑以改變其灰熔融性。通過(guò)試驗(yàn)，在原煤中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%～3%的生石灰時(shí)，魚(yú)卡礦煤的流動(dòng)溫度可降至1 300 ℃以下。

灰熔點(diǎn)；助熔劑；生石灰；試驗(yàn)

青海鹽湖鎂業(yè)有限公司甲醇廠采用多噴嘴對(duì)置式水煤漿加壓氣化技術(shù)制取合成甲醇的原料氣，氣化爐操作溫度和壓力分別為1 350 ℃和6.5 MPa。水煤漿加壓氣化技術(shù)要求煤灰熔點(diǎn)的流動(dòng)溫度低于1 350 ℃，以保證氣化爐順暢排渣。氣化裝置所用原煤主要為魚(yú)卡礦煤，其在弱還原氣氛下灰熔點(diǎn)的流動(dòng)溫度在1 329～1 379 ℃，故必須加入助熔劑以改變其灰熔融性，才能滿足氣化工藝的要求。

1 煤的灰熔點(diǎn)

煤的灰熔點(diǎn)主要由煤中的酸堿化合物含量決定，煤中酸性化合物多則灰熔點(diǎn)高，堿性化合物多則灰熔點(diǎn)低。通過(guò)向煤中加入生石灰(堿性化合物)以降低煤的灰熔點(diǎn)是目前比較常用的方法，加入氧化鐵也可達(dá)到同樣的效果，但添加生石灰的成本較低。然而生石灰的添加量不宜過(guò)多，否則可能形成高灰熔點(diǎn)的硅酸鈣，反而不利于灰熔點(diǎn)的降低。煤的灰熔點(diǎn)與酸性和堿性化合物含量的關(guān)系呈倒正態(tài)分布曲線，即先降低，在達(dá)到最小值后又開(kāi)始升高，因此，生石灰的添加量必須通過(guò)煤與生石灰配比試驗(yàn)獲得。

青海鹽湖鎂業(yè)有限公司甲醇廠經(jīng)大量試驗(yàn)，得出在原煤中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%～3%的生石灰時(shí)，魚(yú)卡礦煤的灰熔點(diǎn)的流動(dòng)溫度可降至1 300 ℃以下，滿足氣化爐控溫、排渣的要求，并便于工藝操作控制。

2 原煤與生石灰配比試驗(yàn)

2.1 儀器與制樣

試驗(yàn)選用的儀器為SDAF2000e型灰熔融性測(cè)定儀和5E- MF6100型高效智能一體馬弗爐。

將從選煤廠煤倉(cāng)取得的魚(yú)卡礦煤樣縮分后磨碎至粒徑<0.2 mm，分裝14袋，每袋500 g。生石灰中w(CaO)>96%。

2.2 試驗(yàn)一

在7個(gè)原煤樣中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%，1%，2%，5%，8%，10%和15%的生石灰，摻勻，得到7個(gè)配比煤樣1；按規(guī)定分別對(duì)7個(gè)配比煤樣1進(jìn)行完全灰化，然后用瑪瑙研缽將煤灰研細(xì)至粒徑<0.1 mm；取1～2 g煤灰放在瓷板上，用數(shù)滴糊精溶液潤(rùn)濕并調(diào)成可塑狀，然后用小尖刀鏟入灰錐模中擠壓成型；用小尖刀將模內(nèi)灰錐小心推至瓷板上，于空氣中風(fēng)干或于60 ℃下干燥；將充分干燥的灰錐小心插入灰錐托板的三角坑中，并使灰錐垂直于灰錐托板的表面；用天平稱(chēng)取28 g石墨粒放入剛玉舟中，將灰錐托板放于剛玉舟上，并將剛玉舟放入灰熔融性測(cè)定儀的高溫室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。每次試驗(yàn)測(cè)定1個(gè)標(biāo)灰樣1(標(biāo)灰灰錐制作同上)，2個(gè)配比煤樣1作為平行樣，記錄4個(gè)灰熔融性特征溫度，即變形溫度(DT)、軟化溫度(ST)、半球溫度(HT)和流動(dòng)溫度(FT)。

配比煤樣1的配比及灰熔點(diǎn)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1，標(biāo)灰1的灰熔點(diǎn)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)2。

表1 配比煤樣1的配比及灰熔點(diǎn)測(cè)定結(jié)果

從表1和表2可以看出：標(biāo)灰1的測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值吻合，故表1中灰熔點(diǎn)的測(cè)定結(jié)果真實(shí)可信；在原煤樣中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%生石灰時(shí)，配比煤樣1的灰熔點(diǎn)(HT和FT)已>1 500 ℃，故縮小原煤樣與生石灰的配比范圍，進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn)。

表2 標(biāo)灰1的灰熔點(diǎn)測(cè)定結(jié)果

注：1)標(biāo)灰的灰熔點(diǎn)試驗(yàn)在弱還原性氣氛下進(jìn)行，下同

2.3 試驗(yàn)二

在6個(gè)原煤樣中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%，2%，3%，4%，5%和6%的生石灰，摻勻，按上述操作方法測(cè)試得到6個(gè)配比煤樣2及標(biāo)灰2的灰熔點(diǎn)，測(cè)定結(jié)果分別見(jiàn)表3和表4。

表3 配比煤樣2的配比及灰熔點(diǎn)測(cè)定結(jié)果

表4 標(biāo)灰2的灰熔點(diǎn)測(cè)定結(jié)果

從表3和表4可看出，在原煤樣中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%～3%的生石灰時(shí)，配比煤樣2灰熔點(diǎn)的流動(dòng)溫度可降至1 300℃以下，可滿足氣化爐控溫、排渣要求，并便于工藝操作控制。

ExperimentonDecreasingCoalAshFusionTemperatureofYukaCoalMine

DI Wei, LIU Meiling

(Qinghai Salt Lake Magnesium Industry Co., Ltd., Golmud 816000, China)

Coal- water slurry gasification technology requires flow temperature of coal ash fusion point less than 1 350℃ in order to guarantee smooth discharge of slag. Under weak reducing atmosphere, the flow temperature of ash fusion point of Yuka coal is between 1 329 ℃ and 1 379 ℃, so it is necessary to add some fluxing agent to change its ash melt property. By experiment, it is confirmed that by adding 2%～3% mass fraction of quicklime to raw coal, the flow temperature of Yuka coal can be reduced to below 1 300 ℃.

ash fusion point; fluxing agent; quicklime; experiment

本文作者的聯(lián)系方式：zhaiwei1123@icloud.com

TK227.1

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1006- 7779(2017)02- 0044- 02

2015- 07- 23)