一种改善粉煤气化灰渣熔融的助熔剂.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102304409A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102304409A(43)申请公布日2012.01.04(21)申请号201110226212.8(22)申请日2011.08.09(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市迎泽西大街79号申请人赛鼎工程有限公司(72)发明人李凡张庆庚崔晓曦左永飞白永辉郝巧铃(74)专利代理机构太原科卫专利事务所(普通合伙)14100代理人戎文华(51)Int.Cl.C10L10/06(2006.01)C10J3/46(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种改善粉煤气化灰渣熔融的助熔剂(57)摘要一种改善粉煤气化灰渣熔融的助熔剂是以秸秆灰作为助熔剂，所述助熔剂的组成和含量按重量比为5.00%～40.00%的碱金属氧化物、≥23.48%的SiO2、≤2.63%的TiO2、≤14.14%的Fe203、≥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，有效地解决了高灰熔点煤无法用于液态排渣气化炉气化的技术难题，实现了灰渣液态排出，而且以作物秸秆为原料，价格低廉。CN102349ACCNN110230440902304415A权利要求书1/1页1.一种改善粉煤气化灰渣熔融的助熔剂，其特征是以秸秆灰作为助熔剂，所述助熔剂的组成和含量按重量比为5.00%～40.00%的碱金属氧化物、≥23.48%的SiO2、≤2.63%的TiO2、≤14.14%的Fe203、≥1.34%的CaO，余量为MgO。2.如权利要求1所述的一种改善粉煤气化灰渣熔融的助熔剂，所述秸秆是玉米秸秆、小麦秸秆、稻草秸秆和甘蔗渣中的一种；或一种以上的组合。3.如权利要求1所述的一种改善粉煤气化灰渣熔融的助熔剂，所述助熔剂的硅铝比为7.00～80.00。2CCNN110230440902304415A说明书1/4页一种改善粉煤气化灰渣熔融的助熔剂技术领域[0001]本发明与粉煤气化灰渣熔融的助熔剂有关，更祥而言，是以秸秆灰作为助熔剂，用于降低煤气化过程中产生灰渣的熔点而在煤中混入的添加物。背景技术[0002]我国高灰熔点煤炭资源储量较大，其中灰熔点大于1500oC的煤占煤炭总资源的50%，若将该资源合理利用，不仅能有效地提高煤炭的利用率，而且能够缓解能源紧张的局面。[0003]煤气化技术向高温高压的方向发展，液态排渣气化技术逐渐占据主导地位，由于该技术对煤种适应性强，拓宽了煤种的选择性，但煤灰熔点必须低于煤气化操作温度。[0004]由于液态排渣气化技术对灰熔点有严格的要求，使得这些灰熔点大于1500oC煤的应用受到了限制，因此，寻求一种有效的助熔剂以降低煤灰熔点，用以满足液态排渣气化技术的要求，是现有技术中迫切需要解决的技术问题。[0005]现有降低煤灰熔点的助熔剂有钙基、铁基、镁基和钠基等单一助熔剂，在高灰熔点煤中配入不同比例低灰熔点煤以及添加污泥等。这些助剂的添加能够在不同程度上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的灰渣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。[0006]上述煤灰助熔剂以及公开文献报道，大多侧重于在煤灰中添加一定比例的分析纯化合物，也有极少涉及到添加石灰石、伊利石和硼砂等矿物质或矿物质的混合物，这些均属于通过在煤中添加不可燃的无机物以降低煤灰熔点。[0007]本发明通过化学分析和TG-DSC表征，探讨了添加部分助熔剂能够降低煤灰熔点的作用机理，表明添加助熔剂降低煤灰熔点的本质原因是助熔剂使混合灰样形成了三元或四元的低共熔体，从而降低了煤灰熔点。[0008]依据上述理论，本发明试图在煤中混入秸秆灰共气化，利用秸秆灰较高的硅铝比值和高的碱金属氧化物含量，调节煤