1.本发明属于助熔剂领域，具体涉及一种高硫无烟粉煤灰助熔剂。


背景技术：

2.晋城矿区高硫无烟粉煤灰熔点高，大于1500℃，部分甚至超过1580℃(超过灰熔点测定仪测量范围)，并且粘温特性差。为满足液态排渣，气化炉操作温度高于灰熔点50～100℃，主要会产生以下问题：一是煤炭热解气化在950℃以上，由于液态排渣控制温度高于1500℃，这个温度空间需要额外消耗大量氧气来实现，由于氧气的过多加入，使得煤气中的部分有效气一氧化碳与氧气发生反应，导致有效气组分下降，消耗上升；二是高温区操作稳定性更差，安全性更低；三是粘温特性差会造成煤灰呈流动态的温度区间窄，可供工艺操作控制的范围小，气化炉操作难度大、稳定性差，极易造成结渣或炉渣挂壁不好引起的气化炉停炉事故发生。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术导致有效气最分下降、高温区操作稳定性差及存在安全隐患的缺陷，本发明提供了一种能够降低高硫无烟粉煤灰熔点，不仅提高了经济效益，还能延长气化炉核心部件使用寿命的高硫无烟粉煤灰助熔剂。
4.本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：
5.一种高硫无烟粉煤灰助熔剂，是由以下质量比的原料组成的：石灰石30％～40％，铁矿20％～30％，镁矿35％～45％。
6.优选的，所述原料的质量比为：石灰石35％，铁矿25％，镁矿40％。
7.本发明通过改善高硫无烟粉煤煤灰组分，将高硫无烟粉煤灰熔点由1500℃以上降低到1300℃以下，增加了有效气组分，减少了消耗，取得了可观的经济效益；改善了高硫无烟粉煤煤灰的粘温特性，降低了气化炉的操作难度，延长了气化炉核心部件的使用寿命。
附图说明
8.下面结合附图对本发明作进一步描述，其中：
9.图1寺河2#井高硫无烟粉煤及添加2.5％石灰石后粘温曲线；
10.图2寺河2#井高硫无烟粉煤及添加3.5％助熔剂后粘温曲线。
具体实施方式
11.实施例1
12.本实施例的高硫无烟粉煤灰助熔剂，是由以下质量比的原料组成的：石灰石30％，铁矿20％，镁矿35％。
13.实施例2
14.本实施例的高硫无烟粉煤灰助熔剂，是由以下质量比的原料组成的：石灰石35％，
铁矿25％，镁矿40％。
15.实施例3
16.本实施例的高硫无烟粉煤灰助熔剂，是由以下质量比的原料组成的：石灰石40％，铁矿30％，镁矿45％。
17.华昱公司持续进行降低高硫无烟粉煤灰熔点的相关研究，通过改善高硫无烟粉煤煤灰组分将入炉煤灰分降低至1300℃以内，获得非常好的效益。
18.(1)寺河2#井高硫无烟煤煤质特性研究
19.确定寺河2#井为华昱公司原料煤主要供煤点后，华昱公司对寺河2#井的高硫无烟煤进行大量的煤质(工业分析、灰熔点测定、粘温曲线测定)分析，并委托外部检测机构对灰组分进行测定，确定寺河2#井原煤的各项煤质特性。
20.1)寺河2#井煤质工业分析与灰熔点测定
21.华昱公司对公司供煤点
‑
寺河2#井高硫无烟煤多次实地取样，取样取自寺河2#井经洗选加工后的高硫无烟粉煤(为运行煤种)，进行大量基础分析，下表为投运前共计137次分析的汇总结果。寺河2#井煤的固定碳含量较高、水分适中、挥发分低、灰分很高，经过洗选后将灰分降低到20％左右，属于易洗选煤，洗煤的发热量较高。
22.表1寺河2#井高硫无烟粉煤煤质特性表
[0023] 全水/％挥发分/％灰分/％固定碳/％全硫/％灰熔点/℃发热量/kcal最大值13.867.1425.7679.852.61＞15506360最小值7.195.2013.7058.211.0414785228平均值10.196.1521.8672.052.09＞15505590
[0024]
2)寺河2#井高硫无烟粉煤灰组分测定
[0025]
华昱公司委托专业煤质检测机构对寺河2#井高硫无烟粉煤的灰组分进行了测定，为进行降低灰熔点的调整研究垫底了基础。从下表可看出寺河2#井高硫无烟粉煤煤灰酸性约88％，而碱性氧化物约为12％，酸碱比已经接近7，因此导致灰熔点非常高。
[0026]
表2寺河2#井高硫无烟粉煤灰成分表
[0027][0028]
(2)寺河2#井高硫无烟粉煤降低灰熔点及改善粘温特性研究
[0029]
1)添加石灰石降低灰熔点研究
[0030]
华昱公司采取添加不同比例石灰石的方式降低原料煤灰熔点，汇总数据见下表：
[0031]
表3寺河2#井高硫无烟粉煤添加石灰石降低灰熔点情况表
[0032]
石灰石比例dtsthtft1％13701403141714392％13641377138213992.5％13601372137513843％1384139013951401
[0033]
从上表看出，用添加石灰石的方式存在一个“极点”，当石灰石添加到一定比例时，
6千方净化气煤耗662kg637kg
[0049]
本发明由于采用石灰石添加铁矿和镁矿，较石灰石成本有所上升，由于氧耗和煤耗的下降，对经济性核算如下，核算以千方净化气对应的单位成本变化为基准。
[0050]
以2019年为例，原料煤561.65元/吨、燃料煤614.77元/吨、石灰石321.46元/吨、助熔剂660元/吨，氧气0.45元/标方。
[0051]
a)千方净化气比煤耗由662kg标煤下降至637kg标煤，下降25kg标煤，则千方净化气成本下降25*(7000/5800)/1000*561.65＝16.95元。
[0052]
b)千方净化气比氧耗由385nm3下降至337nm3，下降48nm3,则千方净化气成本下降48*0.45＝21.6元。
[0053]
c)千方净化气石灰石成本0.662吨*2.5％*321.46元/吨＝5.32元，千方净化气助熔剂成本0.637吨*3.5％*660元/吨＝14.715元，小计成本增加9.40元。
[0054]
注：对于不同助熔剂不产生其他成本变化的不计入对比范围(如电耗、水耗等)，原料煤、助熔剂数量、单价以吨计，氧气数量、单价以标立方计。
[0055]
综上，不同助熔剂在净化气单位成本中占比很小，使用助熔剂的千方净化气单位成本下降16.95+21.6
‑
9.40＝29.15元。每吨甲醇耗2250nm3净化气，则每吨甲醇成本下降65.59元。2019年甲醇产量118.75万吨，合计产生效益7788.81万元。
[0056]
同时，由于入炉煤灰熔点的降低，操作温度较之前下降100℃左右，对延长航天炉的烧嘴、主盘管、激冷环等核心设备的使用运行周期起到一定作用，减少了高温操作下的其他风险，还有一部分隐性收益。


技术特征：
1.一种高硫无烟粉煤灰助熔剂，其特征在于，是由以下质量比的原料组成的：石灰石30％～40％，铁矿20％～30％，镁矿35％～45％。2.根据权利要求1所述的高硫无烟粉煤灰助熔剂，其特征在于，所述原料的质量比为：石灰石35％，铁矿25％，镁矿40％。

技术总结
本发明公开了一种高硫无烟粉煤灰助熔剂，是由以下质量比的原料组成的：石灰石30％～40％，铁矿20％～30％，镁矿35％～45％。本发明解决了现有技术导致有效气最分下降、高温区操作稳定性差及存在安全隐患的问题。本发明能够降低高硫无烟粉煤灰熔点，不仅提高了经济效益，还能延长气化炉核心部件的使用寿命。还能延长气化炉核心部件的使用寿命。


技术研发人员：牛宏宽 吴文贵 罗俊杰 姚鹏飞 王东志 王潇宇 王卓
受保护的技术使用者：晋能控股装备制造集团华昱能源化工山西有限责任公司
技术研发日：2021.08.23
技术公布日：2021/11/17