專利名稱：用于提高煤灰熔點(diǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于提高煤灰熔點(diǎn)的方法，尤其涉及一種根據(jù)各種煤的灰分中的成分將兩種以上的煤混配來提高煤灰熔點(diǎn)的方法。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知，煤灰熔點(diǎn)是鍋爐燃料用煤的一項(xiàng)重要指標(biāo)，特別是電廠鍋爐對燃料用煤的灰熔點(diǎn)要求十分嚴(yán)格。這是因?yàn)椋突胰埸c(diǎn)的煤在爐內(nèi)燃燒時(shí)產(chǎn)生熔融狀態(tài)的灰渣粘附爐壁，這樣不但影響鍋爐的熱效率，更為嚴(yán)重的是造成不安全隱患，輕者增加吹灰次數(shù)，增大勞動(dòng)強(qiáng)度，致使水冷壁管龜裂，從而導(dǎo)致鍋爐的壽命降低，甚至造成停爐，重者管壁炸裂，釀成重大事故。因此，在電廠對燃料用煤的要求中，煤灰熔點(diǎn)常常作為首選指標(biāo)。當(dāng)前，由于環(huán)保要求，鍋爐燃煤中的硫含量必須小于1％，否則必須增設(shè)造價(jià)昂貴(相當(dāng)于鍋爐造價(jià)三分之二)的脫硫設(shè)備，不但增加了投資，而且加大了勞動(dòng)強(qiáng)度，特別是改造工程所花投資要大于新建時(shí)的投資。面對這一情況，電廠燃料用煤結(jié)構(gòu)在發(fā)生變化，也就是一方面要求硫在煤中的含量低于1％，另一方面要求煤灰的軟化溫度在1250℃(±50℃)以上。對于低硫煤來說，由于受成煤環(huán)境的影響，其煤灰熔點(diǎn)相對較低且不穩(wěn)定。另外，低硫煤中的灰分也相對較低，這也是導(dǎo)致其灰分熔點(diǎn)不穩(wěn)定的因素。因此使得低硫煤不宜直接作為鍋爐用煤。為了克服其灰分熔點(diǎn)低和熔點(diǎn)不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，可以采用向其中添加高熔點(diǎn)添加劑的方法，但是這就增加了成本。另一方面，對于高硫煤來說，其中的灰分含量也相應(yīng)地較高，雖然其灰分軟化溫度往往能達(dá)到1250℃以上而且比較穩(wěn)定，但是由于其硫含量高于1％，容易造成鍋爐的腐蝕和造成環(huán)境污染，所以也不宜直接作為鍋爐用煤。雖然高硫煤可以通過洗選的方法降低硫含量，但是其加工費(fèi)用很高，因此是十分不經(jīng)濟(jì)的。因此，人們希望有一種能夠經(jīng)濟(jì)而且合理地利用上述的低硫煤和高硫煤方法。
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種通過配煤來提高煤灰熔點(diǎn)的方法。通過這種方法配煤，使高硫和高灰分的煤與低硫低灰分而且灰分熔點(diǎn)低的煤配合，既可克服高硫煤的硫含量超標(biāo)的問題，又能克服低硫煤的灰分熔點(diǎn)低的問題，從而使這兩種煤都能夠經(jīng)濟(jì)而且合理地利用。
本發(fā)明人經(jīng)過深入的研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)不同煤中的硫含量和灰分含量及其組成將兩種或兩種以上的煤按適當(dāng)比例的重量搭配混合，即或達(dá)到本發(fā)明的上述目的，至此便完成了本發(fā)明。本發(fā)明的技術(shù)方案如下1、一種用于提高煤灰熔點(diǎn)的方法，其特征在于，將兩種或兩種以上具有不同硫和灰分含量的煤混合均勻，獲得成品混合煤，在配合時(shí)各種煤的重量比應(yīng)使得成品混合煤中的有關(guān)成分含量符合以下A、B、C三項(xiàng)規(guī)定的重量比關(guān)系A(chǔ)、當(dāng)以成品混合煤的總重為100％時(shí)，其中的S≤1％，并且灰分的總量在5-15％的范圍內(nèi)；B、當(dāng)以灰分總重為100％時(shí)，其中的SiO2+Al2O3+CaO≥70％；C、選自下述條件(1)至(4)中的任一個(gè)條件(1)以灰分總重為100％時(shí)，其中的SiO2+Al2O3≥70％；(2)以SiO2+Al2O3+CaO總重為100％時(shí)，其中的SiO2≥65％；(3)以SiO2+Al2O3+CaO總重為100％時(shí)，其中的Al2O3≥25％；(4)以SiO2+Al2O3+CaO總重為100％時(shí)，其中的CaO≥35％。
2、如上述第1項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在A項(xiàng)中，當(dāng)以成品混合煤的總重為100％時(shí)，其中的S≤0.8％。
3、如上述第1或第2項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在A項(xiàng)中，當(dāng)以成品混合煤的總重為100％時(shí)，其中的S≤0.5％。
4、如上述第1項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在A項(xiàng)中，當(dāng)以成品混合煤的總重為100％時(shí)，其中的灰分總量在10-15％的范圍內(nèi)。
5、如上述第1項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在B項(xiàng)中，當(dāng)以灰分總重為100％時(shí)，其中的SiO2+Al2O3+CaO≥75％。
6、如上述第1項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在C項(xiàng)的(1)中，當(dāng)以灰分總重為100％時(shí)，其中的SiO2+Al2O3≥75％。
7、如上述第1項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在C項(xiàng)中，當(dāng)以SiO2+Al2O3+CaO總重為100％時(shí)，其中的Al2O3≥25％。
在上述第1至第5項(xiàng)中，第1項(xiàng)為必要技術(shù)特征，第2至7項(xiàng)為進(jìn)一步限定的特征，也是優(yōu)選的特征。
下面較詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
在上述本發(fā)明第1方案中，A項(xiàng)限定的S≤1％是工業(yè)生產(chǎn)的要求，因此作為必要條件，優(yōu)選是S≤0.8％，更優(yōu)選是S≤0.5％。另外，如果灰分的總量在5％以下，則灰分的熔點(diǎn)很不穩(wěn)定，從而難以保證其軟化溫度一直維持在1250℃(±50℃)以上，因此其下限值為5％，優(yōu)選為10％。另一方面，當(dāng)灰分總量在15％以上時(shí)，其熱效率顯著降低，因此其上限值為15％，也就是本發(fā)明第1方案的A項(xiàng)中所規(guī)定的當(dāng)以成品混合煤的總重為100％時(shí)，其中灰分的總量在5-15％的范圍內(nèi)，優(yōu)選在10-15％的范圍內(nèi)。另外，本發(fā)明用于調(diào)節(jié)煤灰熔點(diǎn)的方法主要是依靠調(diào)節(jié)煤灰成分中SiO2、Al2O3和CaO相互間的重量比來完成。這是因?yàn)?，CaO的熔點(diǎn)為2580℃，Al2O3的熔點(diǎn)為2050℃，SiO2的熔點(diǎn)為1670℃(鱗石英)和1710℃(方石英)，因此，如果由這三種成分構(gòu)成組合物，則只要突出地提高其中某一種或兩種成分的含量，都可以使該組合物的軟化溫度達(dá)到1250℃以上。根據(jù)這一構(gòu)思，本發(fā)明人經(jīng)過深入的試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，在符合上述本發(fā)明第1方案中A、B兩項(xiàng)規(guī)定條件的基礎(chǔ)上再加上C項(xiàng)規(guī)定的4種條件中的任一個(gè)條件皆可使煤灰熔點(diǎn)達(dá)到1250℃以上。其中，由于通常在煤灰中Al2O3的含量相對較低，而且含有較多量Al2O3的煤灰松散易排，故優(yōu)選采用當(dāng)以SiO2+Al2O3+CaO總量為100％時(shí)，其中的Al2O3≥25％的方案。但對此還有一個(gè)前提，就是SiO2、Al2O3、CaO三者的總量必須在全部煤灰中占到一定份額以上，如果上述三者的總量在全部煤灰中所占的份額過低，則這時(shí)雖然突出這三者中的某一個(gè)或兩個(gè)成分的含量，仍然不足以將軟化溫度調(diào)節(jié)到1250℃以上。經(jīng)過試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，上述三者在全部煤灰中所占的份額必須達(dá)到本發(fā)明第1方案的B項(xiàng)中所規(guī)定的當(dāng)以灰分總量為100％時(shí)，其中的SiO2+Al2O3+CaO≥70％，優(yōu)選≥75％，這樣才能很好地達(dá)到本發(fā)明的目的。至此已對本發(fā)明第1方案中的A、B、C三項(xiàng)中所作的限定以及其優(yōu)選技術(shù)特征(即本發(fā)明的第2-7方案)進(jìn)行了詳細(xì)的解釋。
與現(xiàn)有本領(lǐng)域同類技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是，工藝簡單易行，成本低，不需要特殊設(shè)備，而且可以合理地利用那些由于硫含量或灰分含量超標(biāo)而在通常情況下不允許作為鍋爐燃煤使用的劣質(zhì)煤，這在工業(yè)上有很大意義。
下面舉出實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限定。
應(yīng)予說明，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，在實(shí)施例1-3中采用作為礦山廉價(jià)產(chǎn)品的石英、石灰石或灰瓷土代替在實(shí)際生產(chǎn)中的摻配煤，這樣可以用更低的成本和更短的時(shí)間進(jìn)行更多的試驗(yàn)，而在實(shí)際生產(chǎn)中，只要按照同樣的添加成分(由于S對煤灰熔點(diǎn)基本上沒有影響，所以在實(shí)驗(yàn)時(shí)只考慮SiO2、Al2O3、CaO三種成分)加入摻配煤即可達(dá)到同樣的目的。后來大量的事實(shí)證明，這樣的配煤方法是可行的，完全能夠在保持S≤1％的條件下使成品混合煤的灰分軟化點(diǎn)達(dá)到1250℃以上。
實(shí)施例1本實(shí)施例混配煤的目的是通過將煤灰中的SiO2含量提高至相當(dāng)于SiO2+Al2O3+CaO總量的65％以上來使煤灰軟化點(diǎn)達(dá)到1250(±50)℃以上。混配方式是用裝船皮帶輸送機(jī)一邊將煤裝船，一邊將作為摻配劑的石英粉加到皮帶輸送機(jī)的送煤皮帶上，當(dāng)皮帶同時(shí)將煤和摻配劑連續(xù)不斷地傾瀉入船倉中時(shí)二者已基本上混合均勻。
本實(shí)施例共有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)混配了約3萬噸煤。混合前主體煤的灰分總量和煤灰中各成分含量(以煤灰總量為100％)以及煤灰軟化點(diǎn)均列于表1中。另外，表1中還列出了摻配劑石英的煅燒殘?jiān)偭?以石英作為100％)和殘?jiān)懈鞒煞值暮?以石英的煅燒殘?jiān)鳛?00％)。另外，表1中還列出了未經(jīng)混配的主體煤煤灰的軟化點(diǎn)和在摻配相當(dāng)于混成煤的2％和3％石英后，混成煤的煤灰中各成分的含量以及混成煤的煤灰軟化點(diǎn)。
另外，關(guān)于在前文本發(fā)明第1方案中的C項(xiàng)特征第(2)個(gè)任選條件中提到的以SiO2+Al2O3+CaO總重量為100％時(shí)，其中的SiO2≥65％這一特征與表1中列出的灰中有關(guān)成分含量的關(guān)系，可按下述歸一化方法將灰中各成分含量的數(shù)據(jù)代入下式x＝SiO2/(SiO2+Al2O3+CaO)這樣求出的x值即為所需的數(shù)值。結(jié)合表1的數(shù)據(jù)，該主體煤在混配之前，SiO2在SiO2+Al2O3+CaO總重中所占的比例為51.7％，不符合SiO2≥65％的條件，其煤灰軟化點(diǎn)1175℃也不符合要求。按照上法同樣地計(jì)算，在分別摻配2％和3％石英之后，其煤灰中的SiO2在SiO2+Al2O3+CaO總重中所占的比例分別變成73.6％和77.9％，符合SiO2≥65％的條件，其煤灰軟化點(diǎn)相應(yīng)地分別提高到1210℃和1380℃，均達(dá)到了1250(±50℃)以上的要求。
實(shí)施例2本實(shí)施例混配煤的目的是通過將煤灰中的CaO含量提高至相當(dāng)于SiO2+Al2O3+CaO總量的35％以上來使煤灰軟化點(diǎn)達(dá)到1250(±50)℃以上?；炫浞绞胶椭黧w煤品種均與實(shí)施例1相同，所不同的只是以石灰石(CaCO3)代替實(shí)施例1中的石英。
本實(shí)施例共有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)混配了約3萬噸煤?；旌锨爸黧w煤的灰分總量和煤灰中各成分含量與實(shí)施例1相同，也列于表1中。同時(shí)列出石灰石的CaO的含量。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)分別加入1.79％和3.58％的CaCO3，折算成CaO時(shí)分別為1％和2％。關(guān)于本發(fā)明第1方案中的C項(xiàng)特征第(4)個(gè)任選條件中提到的以SiO2+Al2O3+CaO總重量為100％時(shí)，其中的CaO≥35％與表1中列出的灰中有關(guān)成分含量的關(guān)系，可按下述歸一化方法將灰中各成分含量的數(shù)據(jù)代入下式y(tǒng)＝CaO/(SiO2+Al2O3+CaO)這樣求出的y值即為所需的數(shù)值。結(jié)合表1的數(shù)據(jù)，該主體煤在混配之前，CaO在SiO2+Al2O3+CaO總重中所占的比例為26.3％，不符合CaO≥35的條件，其煤灰軟化點(diǎn)1175℃也不符合要求。按照同樣的計(jì)算方法，在分別摻配相當(dāng)于混成煤的1％和2％CaO的碳酸鈣之后，其煤灰中的CaO在SiO2+Al2O3+CaO總重中所占的比例分別變成47.7％和58.7％，其煤灰軟化點(diǎn)相應(yīng)地分別提高到1200℃和1360℃，均符合1250±(50℃)以上的要求。
實(shí)施例3本實(shí)施例混配煤的目的是通過將煤灰中的SiO2+Al2O3合量提高至相當(dāng)于灰分總重的70％以上來使煤灰軟化點(diǎn)達(dá)到1250(±50)℃以上?；炫浞绞胶椭黧w煤品種均與實(shí)施例1相同，所不同的只是以灰瓷土代替實(shí)施例1中的石英。
本實(shí)施例共有3個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)混配了約3萬噸煤?；旌锨爸黧w煤的灰分總量和煤灰中各成分含量與實(shí)施例1相同，也列于表1中。同時(shí)列出作為摻配劑的灰瓷土的煅燒殘?jiān)偭?以灰瓷土作為100％)和殘?jiān)懈鞒煞值暮?以灰瓷土的煅燒殘?jiān)鳛?00％)。另外，表1中還列出了摻配相當(dāng)于混成煤的3％、4％和5％灰瓷土后混成煤的煤灰中各成分的含量以及混成煤的煤灰軟化點(diǎn)。關(guān)于本發(fā)明第1方案中的C項(xiàng)特征第(1)個(gè)任選條件中提到的以灰分總量為100％時(shí)，其中的SiO2+Al2O3≥70％的計(jì)算方法，只需把表1的灰中各成分含量一欄中的SiO2與Al2O3二者的含量簡單地相加即可。從表1可以看出，當(dāng)摻配相當(dāng)于混成煤的3％、4％和5％的灰瓷土?xí)r，煤灰中的SiO2+Al2O3合量分別為71.04％、73.92％和77.14％，皆符合煤灰中的SiO2+Al2O3≥70％的條件，其煤灰軟化點(diǎn)相應(yīng)地分別為1300℃、1325℃和1340℃，均達(dá)到了1250(±50)℃以上的要求。
實(shí)施例4本實(shí)施例的目的是通過將低Al2O3含量與高Al2O3含量的兩種煤混合，使混成煤中的Al2O3含量達(dá)到相當(dāng)于SiO2+Al2O3+CaO總量的28％以上來使煤灰軟化點(diǎn)達(dá)到1250(±50)℃以上?；炫浞绞绞菍⒚夯抑蠥l2O3含量為10％的主體煤和煤灰中Al2O3含量為42％的摻配煤，按照主體煤∶摻配煤＝70∶30的重量比配合。配合時(shí)，這兩種煤各自通過一個(gè)取料機(jī)定量地將煤送入一個(gè)大漏斗中，在漏斗的下方有一個(gè)皮帶輸送機(jī)將混合煤再送入船倉中，當(dāng)該混合煤落到船倉中時(shí)就已成為基本上混合均勻的混成煤。從表1中可以看出，在混成煤煤灰中的Al2O3含量為28％，其軟化點(diǎn)為1428℃，達(dá)到了1250℃以上的要求。
按照本發(fā)明，可以簡單而且迅速地混配大量具有不同灰分含量的煤，使一些不能直接用于鍋爐的煤甚至一般被認(rèn)為屬于劣質(zhì)煤而不允許用于鍋爐的煤都能在經(jīng)過簡單的混配后直接用于鍋爐，因此具有很大的工業(yè)價(jià)值。
表1
注※由于其它成分對煤灰熔點(diǎn)的影響相對較小，故未列出。
--表示未分析。
權(quán)利要求
1.一種用于提高煤灰熔點(diǎn)的方法，其特征在于，將兩種或兩種以上具有不同硫和灰分含量的煤混合均勻，獲得成品混合煤，在配合時(shí)各種煤的重量比應(yīng)使得成品混合煤中的有關(guān)成分含量符合以下A、B、C三項(xiàng)規(guī)定的重量比關(guān)系A(chǔ)、當(dāng)以成品混合煤的總重為100％時(shí)，其中的S≤1％，并且灰分的總量在5-15％的范圍內(nèi)；B、當(dāng)以灰分總重為100％時(shí)，其中的SiO2+Al2O3+CaO≥70％；C、選自下述條件(1)至(4)中的任一個(gè)條件(1)以灰分總重為100％時(shí)，其中的SiO2+Al2O3≥70％；(2)以SiO2+Al2O3+CaO總重為100％時(shí)，其中的SiO2≥65％；(3)以SiO2+Al2O3+CaO總重為100％時(shí)，其中的Al2O3≥25％；(4)以SiO2+Al2O3+CaO總重為100％時(shí)，其中的CaO≥35％。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在A項(xiàng)中，當(dāng)以成品混合煤的總重為100％時(shí)，其中的S≤0.8％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在A項(xiàng)中，當(dāng)以成品混合煤的總重為100％時(shí)，其中的S≤0.5％。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在A項(xiàng)中，當(dāng)以成品混合煤的總重為100％時(shí)，其中的灰分總量在10-15％的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在B項(xiàng)中，當(dāng)以灰分總重為100％時(shí)，其中的SiO2+Al2O3+CaO≥75％。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在C項(xiàng)的(1)中，當(dāng)以灰分總總重為100％時(shí)，其中的SiO2+Al2O3≥75％。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在C項(xiàng)中，當(dāng)以SiO2+Al2O3+CaO總重為100％時(shí)，其中的Al2O3≥25％。
全文摘要
提高煤灰熔點(diǎn)的方法,其特征是將兩種具有不同灰分含量的煤混合,混合時(shí)使得:A.以混成煤總重為100%時(shí),S≤1%,灰分為5—15%;B.以灰分總重為100%時(shí),SiO
文檔編號(hào)C10L10/00GK1245209SQ9911895
公開日2000年2月23日 申請日期1999年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月1日
發(fā)明者米自剛, 楊鴻升 申請人:北京神華昌運(yùn)高技術(shù)配煤中心