降低魚卡礦煤灰熔點的試驗

翟 偉，劉美玲

(青海鹽湖鎂業有限公司 青海格爾木 816000)

降低魚卡礦煤灰熔點的試驗

翟 偉，劉美玲

(青海鹽湖鎂業有限公司 青海格爾木 816000)

水煤漿加壓氣化技術要求煤灰熔點的流動溫度<1 350 ℃，以保證氣化爐順暢排渣。魚卡礦煤在弱還原氣氛下灰熔點的流動溫度在1 329～1 379 ℃，必須加入助熔劑以改變其灰熔融性。通過試驗，在原煤中添加質量分數2%～3%的生石灰時，魚卡礦煤的流動溫度可降至1 300 ℃以下。

灰熔點；助熔劑；生石灰；試驗

青海鹽湖鎂業有限公司甲醇廠采用多噴嘴對置式水煤漿加壓氣化技術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要求煤灰熔點的流動溫度低于1 350 ℃，以保證氣化爐順暢排渣。氣化裝置所用原煤主要為魚卡礦煤，其在弱還原氣氛下灰熔點的流動溫度在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

煤的灰熔點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高，堿性化合物多則灰熔點低。通過向煤中加入生石灰(堿性化合物)以降低煤的灰熔點是目前比較常用的方法，加入氧化鐵也可達到同樣的效果，但添加生石灰的成本較低。然而生石灰的添加量不宜過多，否則可能形成高灰熔點的硅酸鈣，反而不利于灰熔點的降低。煤的灰熔點與酸性和堿性化合物含量的關系呈倒正態分布曲線，即先降低，在達到最小值后又開始升高，因此，生石灰的添加量必須通過煤與生石灰配比試驗獲得。

青海鹽湖鎂業有限公司甲醇廠經大量試驗，得出在原煤中添加質量分數2%～3%的生石灰時，魚卡礦煤的灰熔點的流動溫度可降至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

2.1 儀器與制樣

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

將從選煤廠煤倉取得的魚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 試驗一

在7個原煤樣中分別添加質量分數0%，1%，2%，5%，8%，10%和15%的生石灰，摻勻，得到7個配比煤樣1；按規定分別對7個配比煤樣1進行完全灰化，然后用瑪瑙研缽將煤灰研細至粒徑<0.1 mm；取1～2 g煤灰放在瓷板上，用數滴糊精溶液潤濕并調成可塑狀，然后用小尖刀鏟入灰錐模中擠壓成型；用小尖刀將模內灰錐小心推至瓷板上，于空氣中風干或于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定儀的高溫室內進行試驗。每次試驗測定1個標灰樣1(標灰灰錐制作同上)，2個配比煤樣1作為平行樣，記錄4個灰熔融性特征溫度，即變形溫度(DT)、軟化溫度(ST)、半球溫度(HT)和流動溫度(FT)。

配比煤樣1的配比及灰熔點測定結果見表1，標灰1的灰熔點測定結果見2。

表1 配比煤樣1的配比及灰熔點測定結果

從表1和表2可以看出：標灰1的測定值與標準值吻合，故表1中灰熔點的測定結果真實可信；在原煤樣中添加質量分數8%生石灰時，配比煤樣1的灰熔點(HT和FT)已>1 500 ℃，故縮小原煤樣與生石灰的配比范圍，進行進一步試驗。

表2 標灰1的灰熔點測定結果

注：1)標灰的灰熔點試驗在弱還原性氣氛下進行，下同

2.3 試驗二

在6個原煤樣中分別添加質量分數1%，2%，3%，4%，5%和6%的生石灰，摻勻，按上述操作方法測試得到6個配比煤樣2及標灰2的灰熔點，測定結果分別見表3和表4。

表3 配比煤樣2的配比及灰熔點測定結果

表4 標灰2的灰熔點測定結果

從表3和表4可看出，在原煤樣中添加質量分數2%～3%的生石灰時，配比煤樣2灰熔點的流動溫度可降至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

本文作者的聯系方式：zhaiwei1123@icloud.com

TK227.1

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1006- 7779(2017)02- 0044- 02

2015- 07- 23)