一種煤炭添加劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤炭燃燒技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種煤炭添加劑。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，疆煤炭資源非常豐富，新疆煤炭預(yù)測(cè)儲(chǔ)量約為2.19萬(wàn)億噸，占全國(guó)總儲(chǔ)量的40%以上。準(zhǔn)東煤田位于新疆昌吉回族自治州，在東西長(zhǎng)達(dá)220公里的狹長(zhǎng)地帶地下蘊(yùn)藏著3900億噸煤炭，是我國(guó)目前最大的整裝煤田。目前，準(zhǔn)東煤田五彩灣礦區(qū)、西黑山礦區(qū)、大井礦區(qū)3個(gè)礦區(qū)的總體規(guī)劃已得到國(guó)家批復(fù)，準(zhǔn)東煤電煤化工產(chǎn)業(yè)帶總體規(guī)劃也通過(guò)了自治區(qū)人民政府的審批，正在加快實(shí)施。根據(jù)準(zhǔn)東煤電煤化工產(chǎn)業(yè)帶發(fā)展規(guī)劃，到2015年，準(zhǔn)東煤田煤炭生產(chǎn)能力達(dá)到1.36億噸/年、發(fā)電裝機(jī)1200萬(wàn)千瓦、煤制油產(chǎn)能900萬(wàn)噸/年、煤制天然氣產(chǎn)能120億立方米/年、制烯烴產(chǎn)能240萬(wàn)噸/年、煤制化肥產(chǎn)能240萬(wàn)噸/年。新疆煤炭資源雖豐富，但主要以低變質(zhì)程度的煙煤(長(zhǎng)焰煤、不粘煤等)為主，灰分大、堿金屬含量高，燃燒時(shí)積灰和結(jié)焦嚴(yán)重，這為煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)技術(shù)瓶頸。若此技術(shù)難題得以解決，將為新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。
[0003]新疆煤化工產(chǎn)業(yè)正處于大發(fā)展初期，煤炭燃燒積灰和結(jié)焦問(wèn)題使生產(chǎn)裝置不能長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，不安全因素大大增加，生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大，一直困擾各大企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。中泰化學(xué)、東方希望等投產(chǎn)企業(yè)前期因此問(wèn)題一直生產(chǎn)不穩(wěn)定，只能與高階煤摻燒，生產(chǎn)成本高，導(dǎo)致新疆煤化工投資積極性嚴(yán)重受挫，項(xiàng)目建設(shè)緩慢等現(xiàn)象，不利于我國(guó)西部經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。此技術(shù)的研究將能提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和增加企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力；可拉動(dòng)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，盡快實(shí)現(xiàn)新疆經(jīng)濟(jì)的跨越式發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新疆煤炭能夠在燃燒時(shí)降低燃燒爐內(nèi)積灰和結(jié)焦問(wèn)題，將為低變質(zhì)的煙煤深加工和工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)提供有力的技術(shù)保障，解決制約我國(guó)煤化工發(fā)展的瓶頸，可大大提高我國(guó)煤化工行業(yè)的發(fā)展速度，將為煤化工下游精細(xì)化工產(chǎn)品和多級(jí)聯(lián)產(chǎn)(IGCC)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)，使我國(guó)低階煤發(fā)展利用技術(shù)步入世界領(lǐng)先水平。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種煤炭添加劑，其特征在于，包括爐渣24-26重量份，腐殖酸16-18重量份，氫氧化鋇10_12重量份，茶柏5_7重量份，高氯酸鉀4_6重量份，氯酸鉀3-4重量份,氯化鈉4-6重量份,輕質(zhì)氧化鎂2-4重量份,過(guò)碳酸鈉1-3重量份，納米二氧化欽1-3重量份，二氧化猛1-3重量份。
[0006]上述煤炭添加劑還可具有如下特點(diǎn)，包括爐渣24.5重量份，腐殖酸16.5重量份，氣氧化鋇11重量份，茶柏6.5重量份,高氯酸鉀4.5重量份,氯酸鉀3.3重量份,氯化鈉4.7重量份，輕質(zhì)氧化鎂2.3重量份，過(guò)碳酸鈉1.7重量份，納米二氧化欽1.6重量份，二氧化猛
1.2重量份。
[0007]上述煤炭添加劑還可具有如下特點(diǎn)，包括爐渣24.7重量份，腐殖酸17.5重量份，氣氧化鋇11.5重量份,茶柏5.5重量份,高氯酸鉀5重量份,氯酸鉀3.9重量份,氯化鈉4.8重量份，輕質(zhì)氧化鎂3.6重量份，過(guò)碳酸鈉1.9重量份，納米二氧化欽2.4重量份，二氧化猛
2.1重量份。
[0008]上述煤炭添加劑還可具有如下特點(diǎn)，包括爐渣26重量份，腐殖酸17.5重量份，氫氧化鋇12重量份,茶柏7重量份,高氯酸鉀6重量份,氯酸鉀4重量份,氯化鈉6重量份,輕質(zhì)氧化鎂2重量份，過(guò)碳酸鈉3重量份，納米二氧化欽I重量份，二氧化猛3重量份。
[0009]本發(fā)明上述技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0010]本發(fā)明提供的煤炭添加劑包括爐渣24-26重量份，腐殖酸16-18重量份，氫氧化鋇10-12重量份,茶柏5-7重量份,高氯酸鉀4-6重量份,氯酸鉀3-4重量份,氯化鈉4_6重量份，輕質(zhì)氧化鎂2-4重量份，過(guò)碳酸鈉1-3重量份，納米二氧化欽1-3重量份，二氧化猛1-3重量份；應(yīng)用本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在燃燒時(shí)降低燃燒爐內(nèi)積灰和結(jié)焦問(wèn)題，將為低變質(zhì)的煙煤深加工和工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)提供有力的技術(shù)保障，解決制約我國(guó)煤化工發(fā)展的瓶頸，可大大提高我國(guó)煤化工行業(yè)的發(fā)展速度，將為煤化工下游精細(xì)化工產(chǎn)品和多級(jí)聯(lián)產(chǎn)(IGCC)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)，使我國(guó)低階煤發(fā)展利用技術(shù)步入世界領(lǐng)先水平。
[0011]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0013]本發(fā)明提供的下述技術(shù)方案基于下述操作步驟實(shí)現(xiàn):
[0014]第一階段:原煤特性及其灰成分測(cè)試研究
[0015]如上所述，在高溫下煤中無(wú)機(jī)元素對(duì)灰特性有著重要的影響。為此，運(yùn)用連續(xù)浸出方法對(duì)原煤進(jìn)行漂洗。
[0016]首先用水，IM醋酸銨和IM硝酸洗煤。水溶性氯化物/硫酸，金屬陽(yáng)離子，氧化鈣，和耐火材料和鋁硅酸鹽等是能溶組分。難溶的組分(鋁，硅，鈣，鎂，鐵，鈉，鉀)將用等離子誘導(dǎo)衍射儀和X射線(xiàn)熒光光譜儀進(jìn)行測(cè)量。
[0017]同樣，運(yùn)用無(wú)損同步XAS檢測(cè)儀對(duì)煤中的化學(xué)形態(tài)的硫以及一些微量的金屬包括鐵，硫，鉻，砷和硒進(jìn)行檢測(cè)分析。煤中的這些元素在灰的形成過(guò)程中起著重要作用
[0018]第二階段:煤燃燒特性研究以及堿金屬、堿土金屬和鐵的結(jié)渣粘污特性及小型工業(yè)化試驗(yàn)
[0019]運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室沉降爐(溫度范圍〈1500度)，灰沉積硅炭棒和層流火焰燃燒裝置對(duì)六種原煤煤樣和其酸洗殘留基(金屬除外)進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)，測(cè)試方法如下:
[0020]I)運(yùn)用高速攝像機(jī)觀測(cè)層流火焰燃燒器中煤粉著火和火焰?zhèn)鞑ヌ匦?，高速攝像機(jī)的最大快門(mén)速度要求1000組每秒。確保捕捉到粒子圖像以毫秒為基數(shù)。運(yùn)用雙色高速高溫儀對(duì)層流火焰燃燒器中的揮發(fā)分火焰溫度和煤焦著火性能進(jìn)行研究，建立爐中粒子沿爐中心線(xiàn)的溫度場(chǎng)和爐中的熱流分布。
[0021]2)測(cè)量煤在沉降爐和層流火焰燃燒器中的燃盡率。安裝在層降爐底部的取樣探頭也可以調(diào)整不同高度來(lái)對(duì)沿反應(yīng)器的未燃碳進(jìn)行取樣。兩種方法將有助于確定煤的燃盡率。在層流火焰燃燒器上模擬工業(yè)鍋爐加熱和溫度場(chǎng)梯度。同時(shí)在沉降爐上測(cè)定一定溫度下原煤和煤焦氧化率。
[0022]3)在沉降爐底部運(yùn)用干冰驟冷的方式來(lái)收集反應(yīng)過(guò)程中的灰粒子，運(yùn)用X射線(xiàn)分析儀和誘導(dǎo)等離子光譜儀測(cè)定各組分的濃度?；虿捎眉佑兴浔Ｗo(hù)裝置的冷卻棒研究灰顆粒在其上的沉積行為。運(yùn)用掃描電鏡分析粒子形態(tài)，用同步XAS分析儀對(duì)微量元素如砷、鉻、硒的氧化形態(tài)進(jìn)行測(cè)定分析。
[0023]4)添加不同的添加劑，以及不同的比例用以研究灰的生成特征，以及其粘污和結(jié)渣結(jié)構(gòu)的改變。從而優(yōu)化出最佳的添加劑尺寸以及其最佳添加比例。
[0024]5)初步開(kāi)展小型工業(yè)化試驗(yàn)，將優(yōu)化出的添加劑加入比例技術(shù)方案在現(xiàn)場(chǎng)的150t/h燃燒爐上開(kāi)展工業(yè)化試驗(yàn)，初步鑒定其性能，為下一步改良技術(shù)方案提供數(shù)據(jù)。
[0025]第三階段:煤灰的形成及燃燒過(guò)程模擬
[0026]基于煤燃燒實(shí)驗(yàn)所取得的成果，此模擬將會(huì)在項(xiàng)目后期實(shí)行，結(jié)合一臺(tái)典型的亞臨界工業(yè)鍋