无烟煤水焦浆性能及工业化气化实验研究.pdf

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1、第38卷第2期煤炭转化Vol_38No．22015年4月C0ALCONVERS10NADr．2O15无烟煤水焦浆性能及工业化气化实验研究万勇D胡云凯”郭端华周松华”陈前林。’敖先权摘要对无烟煤水焦浆(APCWS)的成浆性与稳定性做实验研究，并进行工业化气化实验．结果表明，APCWS的表观黏度随石油焦加入量的增大而减小，萘系聚合物(NSP)的分散性优于磺化木质素(LS)的分散性，采用LS添加剂的APCWS稳定性更好；工业化气化实验结果显示，APCWS的气化温度、石灰石加入量和氧浆比都比精煤水煤浆(RCWS)的要低，气化活性较好，具有

2、更高的碳转化率，气化渣中碳含量较RCWS气化渣中碳含量低，且气化渣颗粒性较好，较容易过滤；利用APCWS比RCWS浆吨氨气化原料成本降低，经济效益显著．关键词石油焦，无烟煤水焦浆，气化特性，工业化实验中图分类号TQ546目前建成了9o万t／a的无烟煤水煤浆制备及气化0引言生产线，研究发现，在无烟煤中添加适量的石油焦制石油焦是原油经蒸馏将轻重质油分离后，重质成的无烟煤水焦浆(APCws)可以明显改善水煤浆油再经热裂过程转化成产品之后的废物，其中主要的流变特性，而石油焦颗粒表面具有较强的疏水性，元素为碳、氢、铁、硅、钙、铝、钠和镁等，

3、灰组成含有利用无烟煤与石油焦在物理和化学性质上的互补性丰富的碱性氧化物．近年来，石油焦能源化利用受到可以得到浓度高且适合气化的水煤浆．本实验针对重视[】]，研究表明，利用石油焦与煤混合制成的水贵州遵义无烟煤，通过优化组合粒度分布和选取相焦浆具有较好的成浆性和流动性．赵卫东等[6研究匹配的分散剂，添加石油焦制备出高浓度、低黏度和表明，水焦浆的燃烧特性比普通水煤浆有所提高；于稳定性良好的APCWS，并与精煤水煤浆(RCws)海龙等]通过数值计算表明水焦浆气化可节约氧气进行了工业化气化对比实验，研究成果对水焦浆的约6，气化效果明显优于普

4、通水煤浆；Vitoloet制备和气化具有重要意义．al_8]研究表明，加入少量石油焦可以大大改善水煤1实验部分浆的流变特性．石油焦具有灰分很低、发热量极高、孑L隙多和比表面积大等特点．因此，将石油焦加入无1．1实验材料烟煤中制备水煤浆，既可以降低浆体的黏度，又可以使高灰熔点的无烟煤灰熔点降低．我国无烟煤储量实验使用煤样为贵州遵义无烟煤．实验用煤样居世界首位，贵州省无烟煤储量居全国第二，探明储与某石油焦样品特性分析数据见表1．量约347亿t，占全国无烟煤储量的20以上．无烟实验室制浆添加剂采用萘系聚合物(NSP)和磺煤是高阶煤，含碳

5、量高，挥发分小，无烟煤水煤浆气化木质素(LS)添加剂，工业实验制浆采用LS添化现已在贵州金赤化工有限责任公司实现产业化，加剂．表1煤样和石油焦样的工业分析和元素分析Table1Proximateandultimateanalysisofcoalandpetroleumcoke*贵州省科技厅重点工业攻关项目(黔科GZ字(2011)3012号和黔科合GY字[201113047)．1)高级工程师；2)研究员，贵州赤天化集团有限责任公司，550001贵阳；3)博士、教授；4)教授，贵州大学化学与化工学院，550025贵阳收稿日期：2014

6、一O6—25；修回13期：2014—09—11第2期万勇等无烟煤水焦浆性能及工业化气化实验研究33煤与石油焦的参配比例需满足下列条件：1．2实验方法与工艺3．5x+6．4y≤2×(3．5—2．12×50)1．2．1实验室制浆及性能测试27z+O．5≤15采用干法制浆：先将煤样干燥、粉碎及筛分，计z+一1算出制浆所需各粒度的煤粉量、水量和添加剂量，然解得：z≤54，≤46．3，本方案的优点是实验用后混合，用电动搅拌器将几种原料搅拌均匀，搅拌速石油焦量少，单炉调整，波动较小，可不用洗精煤，石率设定为1000r／min，搅拌时间为10m

7、in．油焦参混比例可达到46，更能真实反映石油焦的采用英国Mastersizer2000激光粒度仪对样品影响，若磨机出现故障，因组成差别不大，可互换，对粒度进行分析；采用成都贝斯达仪器有限公司生产整个生产影响较小，同时原料煤灰分是影响其加入的NXS一4C型水煤浆黏度计进行黏度测定，测定温量的主要因素，当灰分从27下降到21时，原料度为25℃，剪切速率为100S_。，实验采用每一样品煤从54可增加到71，即原煤与石油焦比例约为平行测定3次取平均值的方法确定水煤浆的黏度；7：3．APCWS析水率和浓度分别按照GB／T18856．2—对

8、比以上两种方案，第二种方案可操作性较强，2002和GB／T18856．4—2002测定，并结合落棒法对生产影响较小，消耗较小，为本实验采用方案，并测试24h时沉淀的性质，表征APCWS的稳定性．采用另一台气化炉以RCWS为原料作对比气化1．2．2工