專利名稱：利用低熱值粉煤制備煤氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備煤氣的方法，尤其是涉及一種耐火材料行業(yè)中利用低熱值粉煤
制備煤氣的方法。
背景技術(shù)：
新密地區(qū)是我國三大耐火材料生產(chǎn)基地之一，年總產(chǎn)能五百萬噸，擁有耐火材 料生產(chǎn)企業(yè)500多家。2006年以前，新密耐材企業(yè)大多數(shù)是以倒焰窯為燒成設(shè)備，燃 料為本地粉煤，還有一部分中小型隧道窯也是直接燃燒原粉煤。雖然各家燃煤的利用率 不盡相同，但基本上能充分利用各種品位和粒度的煤質(zhì)，如低溫用低熱值煤，高溫用中 高熱值優(yōu)質(zhì)煤，或者將粉煤加水混拌后進(jìn)行燃燒。因此耐材企業(yè)對燃煤的要求不是特別 高，外地煤和本地煤都能得到利用，供應(yīng)充足，生產(chǎn)成本也不高，缺點(diǎn)是灰渣多、熱效 率不高，環(huán)境污染嚴(yán)重。 隨著國家環(huán)保治理力度的加大，2006年新密地區(qū)346家耐材生產(chǎn)企業(yè)被嚴(yán)令停 產(chǎn)整頓，要么不生產(chǎn)，要么改造燒成設(shè)備。 一時間，新密近千座倒焰窯壽終正寢。為響 應(yīng)國家號召，各種隧道窯、梭式窯甚至改進(jìn)型倒焰窯如雨后春筍、遍地開花，除重油燒 成高溫隧道窯外，絕大部分均改造為燃?xì)飧G爐，燃料用發(fā)生爐煤氣，煤氣發(fā)生爐規(guī)格以 2.4m、 2.6m、 3.0m為主，單段雙段均有，其原理是利用煤氣發(fā)生爐將原煤轉(zhuǎn)化為煤氣， 這樣燃料中的有效成份能得到充分燃燒， 一些灰份、揮發(fā)份和有害氣體被抑制在發(fā)生爐 中，燃燒后的廢氣少，環(huán)境污染程度大幅降低。但同時又帶來另外一個問題，由于煤氣 發(fā)生爐對煤質(zhì)要求較嚴(yán)，如以散煤形式直接加入，不僅產(chǎn)生的煤氣量嚴(yán)重不足(主要有效 成份是CO、 CH4、 4等組份)，難以保證燃燒有效用量，其中夾雜的粉煤和塊煤表面附 著的粉煤及灰分在加入時會產(chǎn)生大量粉塵，造成作業(yè)條件惡劣、操作不便等，對環(huán)境有 害且容易發(fā)生故障，而煤氣發(fā)生爐的爐體又要求上下通風(fēng)，因而必須以塊煤形式加入， 同時要求塊煤的熱值在6000大卡以上，故本地的低熱值粉煤(熱值低于6000大卡)不能作 為直接燃料，外購塊煤燃料價(jià)格昂貴，產(chǎn)品成本大大提高。經(jīng)測算，塊煤平均價(jià)格為680 元/噸，生產(chǎn)一噸粘土磚平均煤耗280kg，高鋁磚平均煤耗410kg，硅磚平均煤耗520kg， 折合燒成成本分別為粘土磚190.4元，高鋁磚278.8元，硅磚353.6元，比使用本地粉煤作 燃料成本分別提高83元、92元和114元；成本上升必然帶來價(jià)格上漲，使新密耐材競爭 力減弱，抑制了新密耐火材料行業(yè)的發(fā)展。因此如何降低燒成成本是新密耐材行業(yè)面臨 的一大課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種耐火材料行業(yè)利用低熱值粉煤制備煤氣的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案
本發(fā)明所述的利用低熱值粉煤制備煤氣的方法，它包括下述步驟
第一步將原料粉煤中顆粒大于5mm的煤塊通過篩分將其分離出來；
第二步將篩分后的顆?！?mm的粉煤送入混合機(jī)內(nèi)預(yù)混，按照粉煤重量的 3-5%加入轉(zhuǎn)化劑氫氧化鈣、酚醛樹脂、乙二醇或羧甲基纖維素鈉和適量的水分混合均勻 后制成直徑30-40mm的濕煤球； 第三步將上述制成的濕煤球送入封閉的塔式烘干室內(nèi)排列起來，烘干室為上 口大下口小的圓錐狀，卸球口位于烘干室下部，烘干室底部的煙道與隧道窯余熱抽風(fēng)機(jī) 出風(fēng)口相連通，烘干室上部通過小煙道與排煙煙囪相連通，利用車間隧道窯余熱，自烘 干室底部煙道進(jìn)入烘干室將濕煤球烘干，然后從上部小煙道返回排煙煙閨，底部烘干的 煤球自卸球口被收集輸送投入使用，上部濕煤球自動下移繼續(xù)烘干； 第四步將烘干的煤球作為燃料送至煤氣發(fā)生爐加煤口，按照需要添加即可。
所述隧道窯余熱抽風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處的溫度為220°C，烘干室進(jìn)口溫度為ll(TC。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于此方法可使耐火材料的燒成成本降低30-50%，平均噸磚成本 降低約80-140元，并降低了粉塵的排放量，作業(yè)環(huán)境得到改善，而且使本地廉價(jià)粉煤得 到充分利用，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益十分可觀。 據(jù)測算，新密鞏義地區(qū)年燒成制品約800萬噸，除重油和天然氣燒成制品外， 采用煤氣發(fā)生爐燒成的產(chǎn)品總量就有600多萬噸，如全部采用低熱值的本地粉煤制球后 作為燃料，每年可降低生產(chǎn)成本4億多元。 該方法對高熱值粉煤也同時適用，也可降低生產(chǎn)成本，其總量相當(dāng)可觀。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的利用低熱值粉煤制備煤氣的方法，它包括下述步驟 第一步將原料粉煤中顆粒大于5mm的煤塊通過篩分將其分離出來，其中篩分
出的含量在5%左右的大顆粒可當(dāng)作塊煤使用； 第二步將篩分后的顆?！?mm的粉煤(每次約500kg)通過振動給料機(jī)送入 混合機(jī)內(nèi)預(yù)混30-60秒，按照粉煤重量的3-5%加入氫氧化鈣，當(dāng)然也可以添加酚醛樹 脂、乙二醇、羧甲基纖維素鈉等轉(zhuǎn)化劑，熱值在6000大卡以上的粉煤添加3%，熱值在 5500-6000大卡的粉煤添加4%，熱值在5500卡以下的粉煤添加5%，將轉(zhuǎn)化劑添加完后 繼續(xù)混合60秒，再加入粉煤重量6-8%的水分繼續(xù)混合120秒使之均勻后進(jìn)入造球機(jī)進(jìn)行 制球，制成濕煤球(型球)的直徑為30-40mm;由于低熱值煤與高熱值煤相比，固定碳含 量低，故不可能產(chǎn)生相同的煤氣量，但不論哪一種煤質(zhì)，在殘?jiān)芯?0%左右的固 定碳，煤氣成份中二氧化碳等無效成份也占6%以上，也就是說，原煤中有16%的固定 碳沒有轉(zhuǎn)化為有效的煤氣成份，因此添加轉(zhuǎn)換劑可使原煤在轉(zhuǎn)化過程中充分轉(zhuǎn)化；實(shí)驗(yàn) 表明， 一份6000大卡的本地低熱值粉煤添加此助劑后，生成的煤氣熱值接近6800大卡， 與高熱值塊煤相當(dāng)，殘?jiān)泄潭ㄌ嫉暮课⒘?，煤氣中二氧化碳含量少量?
第三步將上述制成的型球送入封閉的塔式烘干室內(nèi)排列起來，烘干室為上口 大下口小的圓錐狀，高約15米，上口直徑4m，下口直徑2.5m，卸球口位于地面標(biāo)高3m 處，烘干室底部砌煙道與隧道窯余熱抽風(fēng)機(jī)出風(fēng)口相連通，上部通過排列的六組小煙道 與排煙煙囪相連通，溫度為22(TC左右的隧道窯余熱在抽風(fēng)機(jī)作用下自下而上進(jìn)入烘干室 (由于熱損失，烘干室的進(jìn)口溫度可降為ll(TC，該溫度既可以烘干濕煤球，又不會將煤 球點(diǎn)燃)將濕煤球烘干后返回排煙煙囪，底部烘干的煤球(含水量為2-3%;>自卸球口被收
4集輸送投入使用，上部濕煤球自動下移繼續(xù)烘干；初次加球時，因烘干室底部是空的， 上下落差太大，直接倒入會使型球碰碎，用吊籃先一車一車加入，加到離上口約1.5m 時，可直接用皮帶輸送機(jī)往里送球，每隔一小時卸一次球，上面的球自動往下移，如此 反復(fù)；考慮到型球移動緩慢或架空的因素，在側(cè)壁裝有推球板，可使型球全部壓實(shí)，或 用鐵錘敲打底部也可使球煤往下移動；整個過程處于封閉狀態(tài)，不會產(chǎn)生粉塵和有害氣 體，也不會漏風(fēng)； 第四步將烘干至含水量為2-3%的煤球作為燃料送至煤氣發(fā)生爐加煤口，按照 需要添加即可。 實(shí)例一 梭式窯生產(chǎn)線(以粘土磚為例) 該梭式窯共兩座，配一臺2.6米煤氣發(fā)生爐，粘土磚每五天為一生產(chǎn)周期，每窯 120噸，累計(jì)每月產(chǎn)量1440噸(不考慮產(chǎn)品合格率)，平均每天產(chǎn)量48噸。改造以前， 每天上塊煤67車，每車200公斤，每天耗煤13.44噸，折合噸磚煤耗280公斤，折合成本 190.4元(塊煤每噸680元)。 改造以后，產(chǎn)量不變，每天上煤球68車，每車180公斤，每天耗煤12.24噸， 折合噸磚煤耗255公斤，散煤價(jià)格390元每噸，加上添加劑合計(jì)420元，折合成本107.1 元。 平均每噸產(chǎn)品節(jié)約成本83.3元，每月節(jié)約119952元，每年節(jié)約144萬元。實(shí)例 二 隧道窯生產(chǎn)線(以硅磚為例) 該隧道窯長186米，共62個車位，平均每車裝10噸，每二小時進(jìn)一車，每天產(chǎn)
量120噸，配二臺2.4米煤氣發(fā)生爐。改造前，每天上塊煤156車，每車200公斤，每天
煤耗62.4噸(兩臺爐)，折合噸磚煤耗520公斤，折合成本353.6元。 改造以后，產(chǎn)量不變，每天上煤球190車，每車180公斤，每天耗煤68.4噸(兩
臺爐)，煤價(jià)4加元每噸(同上)，折合煤耗WO公斤，折合成本239.4元。 平均每噸產(chǎn)品節(jié)約成本114.2元，每月節(jié)約41.1萬元，每年節(jié)約493.2萬元。 本公司燒成制品全年可節(jié)約成本680萬元，經(jīng)濟(jì)效益及社會效益十分可觀。
權(quán)利要求
一種利用低熱值粉煤制備煤氣的方法，其特征在于它包括下述步驟第一步將原料粉煤中顆粒大于5mm的煤塊通過篩分將其分離出來；第二步將篩分后的顆?！?mm的粉煤送入混合機(jī)內(nèi)預(yù)混，按照粉煤重量的3-5％加入轉(zhuǎn)化劑氫氧化鈣、酚醛樹脂、乙二醇或羧甲基纖維素鈉和適量的水分混合均勻后制成直徑30-40mm的濕煤球；第三步將上述制成的濕煤球送入封閉的塔式烘干室內(nèi)排列起來，烘干室為上口大下口小的圓錐狀，卸球口位于烘干室下部，烘干室底部的煙道與隧道窯余熱抽風(fēng)機(jī)出風(fēng)口相連通，烘干室上部通過小煙道與排煙煙囪相連通，利用車間隧道窯余熱，自烘干室底部煙道進(jìn)入烘干室將濕煤球烘干，然后從上部小煙道返回排煙煙囪，底部烘干的煤球自卸球口被收集輸送投入使用，上部濕煤球自動下移繼續(xù)烘干；第四步將烘干的煤球作為燃料送至煤氣發(fā)生爐加煤口，按照需要添加即可。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低熱值粉煤制備煤氣的方法，其特征在于所述隧道窯余熱抽風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處的溫度為220°C，烘干室進(jìn)口溫度為ll(TC。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用低熱值粉煤制備煤氣的方法，它包括下述步驟將原料粉煤中顆粒大于5mm的煤塊通過篩分將其分離出來；將篩分后的顆?！?mm的粉煤送入混合機(jī)內(nèi)預(yù)混，按照粉煤重量的3-5％加入轉(zhuǎn)化劑和水分混合均勻后制成濕煤球；將濕煤球送入烘干室內(nèi)排列起來，利用車間隧道窯余熱將濕煤球烘干，部烘干的煤球自卸球口被收集輸送投入使用，上部濕煤球自動下移繼續(xù)烘干；將烘干的煤球作為燃料送至煤氣發(fā)生爐加煤口，按照需要添加即可。此方法可使耐火材料的燒成成本降低30-50％，平均噸磚成本降低約80-140元，并降低了粉塵的排放量，作業(yè)環(huán)境得到改善，而且使本地廉價(jià)粉煤得到充分利用，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益十分可觀。
文檔編號C10L9/00GK101691503SQ200910172398
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者李軍, 桑建紅, 范旭東, 范曉莉, 范玉興 申請人:河南省新密市青屏耐火材料有限責(zé)任公司