石灰石添加量对黄陵煤灰熔融特性的影响

图 ｌ 示 为 制 浆 实 验 中 ， 灰 石 添 加 量 对 黄 陵 煤 所 石 灰 熔 融 性 温 度 的 影 响测 试 结 果 。 由图 ｌ 知 ， 石 灰 可 当
石 添 加 量 由 １ ５ 增 加 至 ２ ０ 时 ． 熔 融 性 温 度 迅 速 下 ．％ ．％ 灰
降 ； 后 随 石 灰 石 添 加 量 的 增 加 ． 熔 融 性 温 度 持 续 之 灰 下 降 ， 趋 势 变缓 ， 石 灰 石 添 加 量 为 ４ ５ 时 ， 熔 融 但 至 ．％ 灰 性 温度 降 至 最低 点 ； 后 石 灰 石 添 加 量 再 增 加 ， 熔 融 此 灰 性 温度 又上 升 。 果 表 明 ， 陵 煤 获 得 最 低 灰 熔 融 性 温 结 黄
温 度 ／ ℃
１ ４０ ３ １ ５６ ３ １ ２０ ３ １２８６ １ ８３ ２ １２８２ １２４０ １２３７
４６． ８３ ４６． ２１
赠
４６． ５１ ４ ０７ ２． ３ ３０ ９． ３ ４５ ９． ３ ３８ ８．
ＭＯ ｇ
／ ％
１ ．６７ １ ４ ．９ １ ０ ．７ １ ．３１ ０．８ ０ １ ．２１ １ ０ ．８ １ ６ ．２
Ｆ ２３ 灰 熔 融 性 ｅ０
／ ％
４．１ ４ ３．７３ ３．６２ ３．４０ ４．６６ ３．６１ ３．６６ ５．７３
ＳＯ ｉ２
／ ％
４ ８．１ ４
＼
Ａ ３ １ ２ ｏ
／ ％
２４． ８９ ２４． ０６ ２３．３ ０ ２３． ２０ ２０．５ ６ １ ９．７ ６ １ ９．７ ２ １ ９．２ ８
ＣＯ ａ
／ ％
１ ２．７ ６ １ ．３４ ５ １ ６．６８ １ ８．０６ ２ ４．２６ ２ ６．３６ ２ ８．２３ ２ ９．７ ７
图 ２所 示 为 工 况 下 水 煤 浆 中 石 灰 石 添 加 量 对 灰 熔 融
性 温 度 的 影 响 实 测 结 果 。 由 图 ２可 见 ， 工 况 下 随石 在 灰 石 添 加 量 的 变 化 ， 熔 融 性 温 度 呈 离 散 性 不 规 律 变 灰 化 。石 灰 石 添 加 量 为 １ ６ 和 ３ ０ ％ ， 熔 融 性 温 度 ．％ ．２ 时 灰
灰 熔 融 性 限制 ，必 须 在 高 于 灰 熔 融 性 温 度 以 上 ５ ℃ ０
实
验
操 作 ， 可 保 证 液 态 排 渣 。 因 而 高 灰 熔 融 性 煤 用 于 水 方 煤浆 加压气化工艺 时 ， 须设 法 降 低 其灰 熔 融 性 温 度 ［， ２ ］
为 此 ， 采 取 添 加 石 灰 石 （ ａ Ｏ ） 氧 化 铁 （ ｅ０ ） 使 可 ＣＣ 。或 Ｆ 。 ， １１ 水 煤 浆 的 制 备 ．
灰 石 对 改 善 黄 陵 煤 灰 熔 融 特 性 的 作 用 ， 论 了 水 煤 浆 中 石 灰 石 添 加 量 、 成 分 酸 性 度 、 中 灰 分 对 灰 熔 融 性 温 讨 灰 煤
度 的 影 响 。 结 果 表 明 ， 灰 石 可 有 效 改 善 黄 陵 煤 的 高 灰 熔 融 特 性 ， 灰 石 添 加 量 与 煤 灰 中 Ｃ ０含 量 及 酸 性 度 相 石 石 ａ
趣 竣
石 灰 石 添 加 量 ／ ％
图 １ 石 灰 石 添 加 量 与 黄 陵 煤 灰 熔 融 性 温 度 的 关 系 曲 线
２ ４ 工 况 运 行 测 定 结 果 ．
根 据 上 述 实 验 室 分 析 结 果 ，在 装 置 正 常 运 行 期
２２ 灰 成 分 酸 性 度 对 灰 熔 融 性 温 度 的 影 响 ．
煤灰分 ． 酸性度 按下式计 算 ：
酸 性 ）
１３ 灰 熔 融 性 温 度 的 测 定 ．
用 ＺＨ － ０ Ｄ Ｒ ２ ０型 灰 熔 融 性 温 度 测 定 仪 ，按 照 Ｇ ／ ＢＴ
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６ ２
煤 化 工
２ ０ 年 第 ２期 ０７
２ ９ １９ ｛ 灰 熔 融 性 的测 定 方 法 》 测 定 水 煤 浆 试 样 １—９ ６ 煤 ，
称 取 一 定 量 的煤 粉 试 样 ， 煤 量 的一 定 比例 添 加 按 石 灰 石 ，置 于 ４ ０ Ｌ烧 杯 中 ，控 制 总 制 浆 量 为 ２ ０ ， ０ｍ ５ ｇ 搅 拌 速 度 １００ｒｍ ｎ 搅 拌 时 间 ５ ｉ ， 得 水 煤 浆 供 ０ ／ ｉ ， ｍｎ 制
实验 。
水 平 ， 延 长 耐 火 材 料 寿 命 ， 望 气 化 炉 温 度 尽 可 能 为 希 低 一 些 ， 时 从 反 应 活 性 的 角 度 考 虑 ， 无 需 灰 分 液 同 也 化 所 需 的 高 温 ， 炉 温 的 降低 还 有 助 于 减 少 氧 耗 和 提 且 高有效气 产量 ， 气化炉所 能降 至的最低 温度受 煤 的 但
又 价 格 低 廉 ， 会 过 度 增 加 生 产 成 本 ［， 石 灰 石 的 不 ５但 ］
引
言
水 煤 浆 加 压 气 化 工 艺 的最 大 特 点 之 一 是 适 用 的
添 加 ， 使 灰 水 的钙 硬 明 显 上 升 ， 加 系 统 结 垢 倾 向 ， 会 增 若添 加过量 ， 会使渣 的流动性 能变差 。 还 因此 ， 宜 的 适 石 灰 石 添 加 量 是 水 煤 浆 加 压 气 化 工 艺 中需 要 控 制 的 关 键 参 数 ， 其 添 加 量 因煤 种 而 不 同 ， 统 一 规 律 可 但 无 循 ． 需 试 验 确 定 。鲁 尔 公 司 和 西 北 化 工 研 究 院 ［ 均 。 ７ ］ 在 各 自工 况 下 ， 对 特 定 煤 种 研 究 了石 灰 石 的 助 熔 效 针
范立明 ２ 陈杰珞 ， 田晓莉 ２ 黄传卿 杜晓玮
（ ． 安 交 通 大 学 ， 安 ７ ０ ４ ２陕 西 渭 河煤 化 工 集 团有 限责 任 公 司 ， 南 ７ ４ ０ ） １西 西 １ ０ ９； ． 渭 １００
摘 要 针 对 渭 河 煤 化 工 集 团公 司 气 化 炉 水 煤 浆 加 压 气 化 中 使 用 的 高 灰 熔 融 性 黄 陵 煤 ，研 究 了助 熔 剂 石
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第 ２期 （ 第 １ ９期 ） 总 ２
２０ ０ ７年 ０ａ ｏ１ ９ ． ｔｌ ．２ ） ｒ Ｎ
Ａｐ ． ０ ｒ２ ０７
Ｃｏ ｌＣ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓｒ ａ ｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔｙ
石 灰 石添 加量 对 黄陵煤 灰熔 融特 性 的影 响
间 ，对 配 伍 了石 灰 石 的煤 浆 灰 熔 融 性 温 度 进 行 测 试 。
石 灰 石 的 添 加 使 煤 试 样 灰 成 分 酸 性 度 改 变 。表 １
所 示 为 煤 试 样 酸 性 度 对 煤 灰 熔 融 性 温 度 的影 响 。
表 １ 灰 成 分 酸 性 度 对 灰 熔 融 性 温 度 的影 响
关 ． 定 工 况 下 适 宜 的 石 灰 石 添 加 量 为 １ ８ ～ ． ％ 确 ．％２５ 。 关 键 词 黄 陵 煤 水 煤 浆 石 灰 石 灰 熔 融 性 酸 性 度
文 章 编 号 ：０ ５ ９ ９ （０ ７ ～ ２ ０ ６ — ３ 中 图 分 类 号 ： Ｑ ４ 文 献 标 识 码 ： １ ０ — ５ ８ ２ ０ ） ０ — ０ １０ Ｔ５ Ｂ
有 二 处 明 显 的最 低 峰 值 ，分 别 为 ｌ３０ 和 ｌ２０ 。 ２ ℃ ７ ℃
由此 可 见 ， 工 况 条 件 下 ， 较 低 石 灰 石 添 加 量 范 围 ， 在 在 即 可 获 得 良好 的 助 熔 效 果 。
ｐ
赠 茬
臻
石灰 石添 加量 ／ ％
图 ２ 工 况 下 水 煤 浆 中石 灰 石 添 加 量 与 灰 熔 融 性 温 度 的 关 系
果 ．最 佳 石 灰 石 添 加 量 分 别 为 煤 量 的 ２ ０ 和 灰 量 的 ．％
１ ％～ ０ ０ ２ ％。
煤 种 较 广 ． 原 因在 于 气 化 过 程 在 煤 的 灰 熔 融 性 温 度 其 （ ） 以上 的 温 度 （ ０ ℃ ～ ０ ℃ ） 下 进 行 ［ 。这 样 １３ ０ １５ ０ 之 １ ］
基金 项 目 ：国家高新 技术 研 究发 展计 划 “６ ”计 划项 目 ８３
按 Ｇ ／ ５ ４ １９ 煤 灰 成 分 分 析 方 法 》 测 定 Ｂ Ｔ１７ — ９ ５《 ，
（０ １Ａ ２ ０ ７ ； ２ ０Ａ ５２ ２ ） 陕西省 自然 科学 基金项 目（０ ５ １ ） ２０Ｂ１ 。
收 稿 日期 ：０ ６ １— ０ ２ ０ — １３ 作 者 简 介 ： 立 明 （ ９ ２ ） 男 ，９ １年 毕 业 于 郑 州 工 学 范 １６ 一 ， １８ 院 ， 授 级 高 工 ， 安 交 通 大 学 博 士 生 ， 究 方 向 为 煤 化 工 教 西 研 与环 境 保 护 。
１ １ １ １ １ １ １
２ 结 果 与 讨 论
２１ 水 煤 浆 中 石 灰 石 添 加 量 对 灰 熔 融 性 温 度 的 影 响 ．
现 最 小 值 ， 表 明在 水 煤 浆 中 添 加 石 灰 石 可 有 效 降 低 这
灰熔融 性温度 。 ２ ３ 煤 中 灰 分 对 灰 熔 融 性 温 度 的 影 响 ． 表 ２所 示 为 煤 中 灰 分 对 灰 熔 融 性 温 度 的影 响 。 由 表 ２可 知 ， 熔 融 性 温 度 与 灰 分 组 成 密 切 相 关 。一 般 灰 规 律 是 随煤 中 Ｓ ０ ， １ 。 量 减 少 ，ａ ｉ ２Ａ 含 ０ Ｃ Ｏ含 量 增 加 （ 即
不仅 可 以获得 较 高 的碳转 化 率 ， 的 ｃ ４ 低 Ｈ 含量 ， 而且
能 够 保 证 在 气 化 过 程 中 ， 灰 以 液 态 排 出 ， 口不 易 煤 渣
堵塞 。 另 一 方 面 ， 化 过 程 的 温 度 还 受 制 于 耐 火 材 料 的 气
本 研 究 以渭 河 煤 化 工 集 团 公 司 水 煤 浆 加 压 气 化 中 使 用 的 高 灰 熔 融 性 黄 陵 煤 为 对 象 ，通 过 实 验 分 析 和 生 产 过 程 测 定 的 方 法 ，进 行 了 石 灰 石 添 加 量 的 研 究。
度 的石 灰 石 添 加 量 范 围为 ４ ０ ～ ． ％。 ．％ ５ ０
石 灰 石 添 加 量 增 大 ） 灰 熔 融 性 温 度 降低 ，ｇ ， Ｍ Ｏ和 Ｆ 。 ｅ ０
的影 响 不 甚 明 显 。这 一 结 果 表 明 ． 加 石 灰 石 有 利 于 添
降低灰 熔融性 温度 。
表 ２ 煤 中 灰 分 对 灰 熔 融 性 温 度 的 影 响
之 与 煤 中 的 矿 物 质 形 成 低 共 熔 物 ， 降 低 煤 的灰 熔 融 来
性 温 度 。通 常 较 多 采 用 石 灰 石 作 为 助 熔 添 加 剂 ［ ， ４ ］
原 因 在 于 其 为 煤 的 常 规 矿 物 成 分 ，且 具 有 脱 硫 作 用 ，
１２ 水煤 浆 灰 成 分 酸 性 度 测 定 ．
的灰熔融性 温度 。
１ １
由表 １可 知 ， 煤 浆 酸 性 度 对 灰 熔 融 性 的 影 响 不 水 很 显 著 ， 性 度 减 小 （ 石 灰 石 添 加 量 增 大 ） 灰 熔 融 酸 即 ，
∞温 ０ 低 ， ０ 船 ０ ２ ７ ２ ５ ， ０ 勰 性 ０ 度 降０ ０ 酸 性 ０ 在 ０ ０ ～ ． ５ 灰 熔 融 性 温 度 出 度 ．