2013年6月化肥工業(yè)氣化型煤的生產(chǎn)陳家仁(煤炭科學(xué)研究總院北京煤化工分院北京10003)摘要概述了無(wú)機(jī)黏結(jié)劑型煤、有杋黏結(jié)劑型煤和復(fù)合黏結(jié)劑型煤生產(chǎn)技術(shù)。在型煤生產(chǎn)中,要考慮煤本身的變質(zhì)程度、彈塑性等特點(diǎn),合理選用黏結(jié)劑和生產(chǎn)工藝是提高型煤質(zhì)量的保證。最后指出,近年來氣流床氣化技術(shù)取得了較大的發(fā)展,但鑒于固定層氣化技術(shù)固有的特性,今后還有相當(dāng)?shù)拇嬖诳臻g,為型煤技術(shù)的發(fā)展造就了美好的前景。關(guān)鍵詞型煤黏結(jié)劑應(yīng)用Production of Formed Coal for GasificationChen JiarenBeijing Research Institute of Coal Chemistry, China Coal Research Institute Beijing 100013)Abstract A survey is given of the production technology of inorganic binders, organic bindersand compound binders for formed coal. In the production consideration is to be given to thecharacteristics of the coal itself, viz., degree of modification and elastoplasticity, and rational selectionof binders and production technology are the assurance for improving the quality of the formed coal. Itis finally pointed out that the entrained bed gasification technology has grown greatly, but the fixed bedgasification process has intrinsic features, and there is still space for its existence in future, bringingup magnificent prospects for the growth of the formed coal technologyKeywords formed coal binders use能,它與煤的變質(zhì)程度有關(guān)。彈塑性大的煤在成氣化型煤的生產(chǎn)型時(shí)不易被壓密實(shí),所需的黏結(jié)劑耗量大且制取按成型方法氣化型煤的生產(chǎn)可分為無(wú)黏結(jié)的型煤強(qiáng)度較差。如接近貧煤的山西陽(yáng)泉、河南劑成型和有黏結(jié)劑成型2種,分別應(yīng)用于不同的新密等地的無(wú)煙煤和山西長(zhǎng)治高平等地的貧煤就煤種。屬于此類煤。這類煤在熱解時(shí),因氣體析出會(huì)使對(duì)年輕褐煤,如德國(guó)黑水泵廠和澳大利亞使煤粒表面形成裂紋造成型煤熱強(qiáng)度下降不利于用的高水分含量褐煤,采用高壓無(wú)黏結(jié)劑成型制生產(chǎn)出高質(zhì)量的型煤。取的煤磚,長(zhǎng)期應(yīng)用于魯奇氣化爐工業(yè)生產(chǎn)中1.1有機(jī)黏結(jié)劑型煤但無(wú)黏結(jié)劑的高壓成型技術(shù)不適合我國(guó)變質(zhì)這是一種表面黏結(jié)劑的型煤,利用煤粒表面程度較高的褐煤,如我國(guó)呼倫貝爾的褐煤,經(jīng)干燥黏附的黏結(jié)劑粘結(jié)成型。有機(jī)黏結(jié)劑中的灰分很后壓力成型的煤磚強(qiáng)度較差,很難用于液渣排灰少,不會(huì)增加型煤的灰分。除瀝青外,此類黏結(jié)劑的魯奇氣化爐。大多為水溶性物質(zhì),尤其是堿性物質(zhì)還具有一定在通常采用的有黏結(jié)劑的型煤生產(chǎn)中,可按的吸潮性,通常須將型煤進(jìn)行干燥,除去其中的水黏結(jié)劑的性質(zhì)分為有機(jī)黏結(jié)劑、無(wú)機(jī)黏結(jié)劑和復(fù)分,以保證型煤的冷態(tài)強(qiáng)度,故也被稱為不防水合黏結(jié)劑3類。型煤中國(guó)煤化工煤的彈塑性對(duì)煤的成型也有較大影響。所謂有機(jī)剩CNMHG濃縮廢液、糠煤的彈塑性是指煤受壓后在壓力解除時(shí)的回彈性醛渣廢液、腐植酸鹽類溶液、淀粉堿處理液、羧甲化肥工業(yè)第40卷第3期基纖維素、聚乙烯醇和焦油瀝青等。其中采用較的生產(chǎn)成本。廣的是由風(fēng)化煤制取的腐植酸鹽類黏結(jié)劑型煤1966年,唐山煤研所曾生產(chǎn)了一批用焦作無(wú)由于羧甲基纖維素和聚乙烯醇價(jià)格較貴,通常用煙煤粉加瀝青制成的型煤,型煤的冷強(qiáng)度和落下作輔助添加劑,添加量較少;瀝青黏結(jié)劑的添加量強(qiáng)度都很好,在洛陽(yáng)拖拉機(jī)廠煤氣站的3M21型為6%~8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),但會(huì)增加型煤的揮發(fā)氣化爐中進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果因氣化爐轉(zhuǎn)鼓加煤機(jī)分,使用時(shí)容易產(chǎn)生污染,因此較少應(yīng)用。有一定的溫度,導(dǎo)致型煤在此處軟化,強(qiáng)度變差,1.1.1腐植酸鹽類黏結(jié)劑型煤入爐的型煤粉碎嚴(yán)重內(nèi)氣化狀況惡化;帶出的該類型煤生產(chǎn)技術(shù)由煤炭科學(xué)研究總院北京煤粉瀝青堵塞氣化爐后部洗滌塔內(nèi)的竹箅層,導(dǎo)煤化所于1973年開發(fā)研究成功在廣東河北等致試驗(yàn)工作無(wú)法進(jìn)行。廣東紫金縣某鋼鐵廠用無(wú)地的小合成氨企業(yè)推廣應(yīng)用,取得了很好的效果煙煤加瀝青生產(chǎn)的型煤經(jīng)干餾后,在高爐煉鐵中腐植酸原料取自于風(fēng)化煤,當(dāng)時(shí)選用游離腐植酸的應(yīng)用十分成功。含量較高的大同風(fēng)化煤,加入氫氧化鈉和氨水溶目前,因?yàn)r青價(jià)格較貴,故可用黏結(jié)性較強(qiáng)的液制得腐植酸鈉或腐植酸銨。黏結(jié)劑中的腐植酸煙煤來代替。但黏結(jié)性煙煤必須在較高溫度下才質(zhì)量濃度為30~60mg/mL,烘干后制得含水質(zhì)量能產(chǎn)生膠質(zhì)體,使冷壓成型的型煤達(dá)到一定的冷分?jǐn)?shù)<2%的型煤其冷態(tài)強(qiáng)度很高(比如,京西強(qiáng)度保證其干餾前不會(huì)破碎。山西、寧夏、沈陽(yáng)煤廣東四望嶂煤等年老無(wú)煙煤生產(chǎn)的型煤冷態(tài)等地的技術(shù)人員進(jìn)行過這方面的試驗(yàn)工作。抗壓強(qiáng)度可達(dá)980N/球以上,焦作、晉城等中年熱壓型煤是將無(wú)煙煤粉與黏結(jié)性較強(qiáng)的煙煤無(wú)煙煤生產(chǎn)的型煤冷態(tài)抗壓強(qiáng)度可達(dá)686N/球)粉分別快速加熱,然后按一定比例混合,熱壓成型能很好地滿足水煤氣氣化爐的生產(chǎn)要求。除了黏制成型煤。20世紀(jì)60年代,福建廈門海滄的結(jié)劑制備要求能達(dá)到濃度值外,對(duì)煤球的生產(chǎn)應(yīng)家新法煉焦企業(yè)曾用當(dāng)?shù)氐臒o(wú)煙煤與湖南邵東的做到“兩干、一均勻、壓密實(shí)”。兩干:①制取煤球煙煤粉混合熱壓成型生產(chǎn)了一批氣化型煤,在湖的煤粉要干,以保證一定量的液體黏結(jié)劑能加入南株洲玻璃廠的煤氣爐中進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn),取得而又能使成型煤料的水分含量符合成型的最佳水較滿意的效果。無(wú)煙煤的比例是70%~80%(質(zhì)分(一般質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%-10%)要求;②型煤一量分?jǐn)?shù)),加熱溫度600-700℃;邵東煙煤粉的定要干透,一般要求含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)<2%,以保證配比為20%-30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),加熱溫度300型煤的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度。均勻:黏結(jié)劑與煤要混合350℃。2種煤料混合后的溫度為~500℃,此時(shí)均勻。壓密實(shí):壓制成的型煤應(yīng)有一定的強(qiáng)度,防煙煤粉產(chǎn)生的膠質(zhì)體把無(wú)煙煤粉粘結(jié)在一起,用止?jié)衩呵蚱扑?。?duì)于表面黏結(jié)劑來說煤粉的表型煤機(jī)前的預(yù)壓成型機(jī)先將煤料預(yù)壓成扁形的條面性質(zhì)對(duì)型煤的強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生影響,長(zhǎng)期堆放的無(wú)帶狀,再由臥式型煤機(jī)壓制成型煤。煤料的快速煙煤粉因表面氧化制得的腐植酸黏結(jié)劑型煤強(qiáng)加熱采用旋風(fēng)筒加熱器。度低于相同未經(jīng)過氧化的無(wú)煙煤粉。鞍山熱能研究所在熱壓型煤方面進(jìn)行過大量目前,腐植酸黏結(jié)劑型煤技術(shù)已在湖南湖北的研究工作也曾為內(nèi)蒙古海勃灣玻璃廠等用戶和河南各地的氮肥企業(yè)和動(dòng)力煤氣站廣泛應(yīng)用。進(jìn)行過可行性研究,但都沒有實(shí)施。其原因:①工瀝青類黏結(jié)劑型煤和熱壓型煤藝復(fù)雜,投資較高;②操作溫度范圍較窄,不易控瀝青類黏結(jié)劑較適合于次煙煤和年輕無(wú)煙煤制成型產(chǎn)品率較低;③系統(tǒng)密封要求高,尤其是粉的成型。次煙煤和年輕無(wú)煙煤在受熱時(shí)會(huì)析出加熱后的混合料的溫度較高膠質(zhì)體析出時(shí)會(huì)產(chǎn)揮發(fā)物,易使煤粒產(chǎn)生裂紋而影響型煤的熱強(qiáng)度,生揮發(fā)分的污染等。此時(shí)瀝青類黏結(jié)劑會(huì)熔化流入裂紋中,在溫度進(jìn)1.2無(wú)機(jī)黏結(jié)劑型煤步升高時(shí),形成瀝青焦彌補(bǔ)其不足。但溫度1.2.石灰碳酸化型煤達(dá)~60℃時(shí),瀝青會(huì)軟化使型煤強(qiáng)度下降,直至石灰碳干餾完成形成瀝青焦后強(qiáng)度才能恢復(fù)和加強(qiáng)。因依靠石灰碳H中國(guó)煤化工黏結(jié)劑型煤,CNMHG架,將煤粉固此,此類型煤有時(shí)需干餾后才能使用,增加了型煤化成型。因此,黏結(jié)劑石灰的加入量很大,一般為2013年6月陳家仁:氣化型煤的生產(chǎn)31煤量的20%~25%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),使型煤的灰分有粉料代替水泥用作黏結(jié)劑。水泥類黏結(jié)劑型煤也較大的增加,質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到~40%。是骨架型型煤,養(yǎng)護(hù)后的水泥類黏結(jié)劑型煤具有石灰碳酸化過程中所需的二氧化碳可采用化良好的防水性能,在水中浸泡后仍能保持良好的肥生產(chǎn)裝置變換后的變換氣,也可采用石灰窯氣。強(qiáng)度。這類黏結(jié)劑用于揮發(fā)分較高的無(wú)煙煤種石灰窯氣中的二氧化碳含量較低碳化時(shí)間較長(zhǎng),(如山西高平、陽(yáng)泉、寧夏汝其溝和河南新密等地但較安全。采用變換氣時(shí),根據(jù)變換工藝的不同,的無(wú)煙煤)時(shí),生產(chǎn)的型煤往往熱耐磨強(qiáng)度較差,可采用常壓變換氣或加壓變換氣,各有利弊。在實(shí)際生產(chǎn)中也曾有很多失敗的經(jīng)歷。碳酸化過程中反應(yīng)產(chǎn)生的水必須及時(shí)移除,因此,生產(chǎn)水泥類型煤使用的水泥料應(yīng)保存在干燥碳酸化過程又伴隨著干燥過程,通常采用蒸汽間處,防止受潮變質(zhì);制作時(shí),應(yīng)混合均勻并調(diào)整好接加熱碳酸化原料氣的方法干燥水分。為使型煤適當(dāng)?shù)某尚退?質(zhì)量分?jǐn)?shù)約10%),避免壓制時(shí)的中心部位碳酸化良好,不應(yīng)將型煤中的水分全產(chǎn)生過多的返料;返料應(yīng)及時(shí)返回再壓制,防止料部帶走,必須保留型煤毛細(xì)孔中的水分,使二氧化中的黏結(jié)劑固化變質(zhì);養(yǎng)護(hù)時(shí),應(yīng)使型煤表面保持碳可溶解于毛細(xì)孔的水中而進(jìn)入型煤的內(nèi)部,將定的潮濕度,防止干燥過快而影響?zhàn)B護(hù)效果其中心的氫氧化鈣碳酸化。檢驗(yàn)型煤中心是否碳3復(fù)合黏結(jié)劑型煤酸化良好,可將型煤掰開,用酚酞試劑滴在其截面此類黏結(jié)劑的品種繁多,從有關(guān)的專利中也上,以肉眼觀察被氫氧化鈣染成粉紅色區(qū)域的大可查到大量不同配方的報(bào)道,但基本成分還是前小(即未被碳酸化成碳酸鈣區(qū)域),以便改進(jìn)操作述無(wú)機(jī)、有機(jī)配料,取長(zhǎng)補(bǔ)短,或采用一些價(jià)格較條件和工藝參數(shù)。低的原料以降低黏結(jié)劑的成本或型煤的生產(chǎn)碳酸化良好的骨架型石灰碳酸化型煤的優(yōu)成本。點(diǎn):具有很好的防水性能;對(duì)煤種的成型性能不如表面黏結(jié)劑那樣敏感;對(duì)于灰熔點(diǎn)較低的煤,由于2氣化型煤生產(chǎn)的綜合評(píng)述大量的石灰存在,反而可提高型煤的灰熔點(diǎn)。在(1)氣化型煤的經(jīng)濟(jì)性氣化過程中,灰渣中大量游離氧化鈣的存在,即使氣化型煤的生產(chǎn)成本,包括黏結(jié)劑和加工費(fèi),氣化爐內(nèi)結(jié)了較大的疤塊,經(jīng)過氣化劑中水蒸氣般在60元/t。如粉煤與塊煤價(jià)差在~100元,的作用會(huì)被逐步“消化”掉;同時(shí),氧化鈣的存在型煤生產(chǎn)應(yīng)該是經(jīng)濟(jì)的。對(duì)均相水煤氣反應(yīng)具有催化作用,使產(chǎn)生的水煤(2)型煤的特點(diǎn)氣中一氧化碳含量降低,減輕變換工段的負(fù)荷。型煤的粒度均勻,煤質(zhì)也相對(duì)均勻,有利于氣由于灰分增加,氣化此類型煤時(shí)應(yīng)加大氣化爐的化煤質(zhì)的均質(zhì)化,生產(chǎn)操作參數(shù)和生產(chǎn)過程相對(duì)出灰能力;氣化時(shí)產(chǎn)出的灰渣中會(huì)有一些類似水較穩(wěn)定。泥的沉積物,可在爐箅上設(shè)置沖水機(jī)構(gòu),以維持出型煤的反應(yīng)活性優(yōu)于塊煤,如潞安集團(tuán)屯留灰機(jī)構(gòu)的順利運(yùn)行。煤型煤比屯留塊煤在二氧化碳反應(yīng)性上要高近1.2.2水泥類黏結(jié)劑型煤15%(1100℃)此類型煤最早在江蘇東?；蕪S和浙江桐鄉(xiāng)些貧瘦煤的機(jī)械強(qiáng)度較差,塊煤產(chǎn)率通常化肥廠中使用,之后又在唐山一帶的化肥企業(yè)應(yīng)很低,而且塊煤的機(jī)械強(qiáng)度很差(如潞安、鶴璧用。水泥的加入量約相當(dāng)于煤料的10%(質(zhì)量分淮北朔里等煤),用此類煤粉生產(chǎn)的型煤,其機(jī)械數(shù)),比石灰碳酸化型煤少50%。如采用耐火的強(qiáng)度甚至優(yōu)于塊煤,對(duì)氣化爐的運(yùn)行更有利。鋁酸鹽水泥,用量可減少至約為煤料的7%(質(zhì)量(3)型煤質(zhì)量檢測(cè)方法分?jǐn)?shù)),養(yǎng)護(hù)時(shí)間也可由10d縮短至3d,可提高在氣化型煤質(zhì)量的檢驗(yàn)方法中,型煤的強(qiáng)度煤的灰熔點(diǎn),但黏結(jié)劑的價(jià)格比一般水泥要高些。通常包括落下強(qiáng)度、冷態(tài)抗壓強(qiáng)度以及熱態(tài)抗壓水泥生產(chǎn)時(shí)加入的一些輔助材料如石膏等在強(qiáng)度等指中國(guó)煤化工條件與型煤在型煤制取過程中的作用不大,因此,目前的水泥類氣化爐內(nèi)氣HCNMH本沖擊的動(dòng)態(tài)型煤生產(chǎn)大多從水泥廠直接購(gòu)買水泥熟料的磨細(xì)(下轉(zhuǎn)第59頁(yè))2013年6月陳勝軍:雙吸收低溫甲醇洗工藝應(yīng)用總結(jié)59水分離塔的操作情況也直接影響甲醇的損失種情況在開車接氣、停車切氣以及進(jìn)氣量大幅變量。當(dāng)水分離塔塔釜溫度低時(shí),會(huì)降低甲醇與水化時(shí)尤其容易出現(xiàn),應(yīng)及時(shí)調(diào)整各處壓差穩(wěn)定,保的分離效果,導(dǎo)致大量甲醇從底部排出。因此,日證甲醇的穩(wěn)定輸送。常生產(chǎn)中應(yīng)及時(shí)調(diào)整工況,使水分離塔穩(wěn)定運(yùn)行,3.4系統(tǒng)腐蝕問題以降低排水中的甲醇含量。另外,在停車時(shí),要關(guān)在原始開車、系統(tǒng)剛接氣時(shí),排出的廢水是黑閉一些重要調(diào)節(jié)閥的手閥,尤其是高壓串低壓處色的,接氣后不久就先后出現(xiàn)各泵的前過濾器發(fā)的手閥,防止因閥門內(nèi)漏使高壓系統(tǒng)的甲醇串人生堵塞,尤其是貧甲醇泵、N2汽提塔底部的富甲低壓系統(tǒng),導(dǎo)致低壓系統(tǒng)部分容器滿液位后排入醇泵等熱區(qū)泵,過濾器頻繁堵塞。天津堿廠曾出火炬系統(tǒng)造成甲醇損失?，F(xiàn)2臺(tái)大型甲醇過濾器在投用1h后就被迫切出3.3系統(tǒng)甲醇液位波動(dòng)系統(tǒng)的情況。經(jīng)取樣分析,從過濾器中清出的黑當(dāng)塔器等設(shè)備的甲醇液位發(fā)生較大波動(dòng)時(shí),色粉末狀物質(zhì)的主要成分為FeS。在純的甲醇會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)控制閥的開度大幅波動(dòng),不能保證各中,CO2和H2S不會(huì)對(duì)設(shè)備和管線造成腐蝕,但在處甲醇量的穩(wěn)定性和連續(xù)性,進(jìn)而可能導(dǎo)致凈化系統(tǒng)中有水存在的情況下,甲醇溶液中的CO2和氣指標(biāo)不合格。同時(shí),液位的大幅波動(dòng)將使各泵H2S使設(shè)備和管線處于酸性環(huán)境中,會(huì)發(fā)生電化的出口流量大幅波動(dòng),導(dǎo)致電機(jī)電流不穩(wěn)定。學(xué)腐蝕。在剛開車時(shí),由于系統(tǒng)干燥不徹底,并且出現(xiàn)液位波動(dòng)的主要原因:①泵前的過濾器水分離塔的操作情況不太好,導(dǎo)致系統(tǒng)中甲醇含堵塞,導(dǎo)致泵加不上量,不能將甲醇及時(shí)排出。因水質(zhì)量分?jǐn)?shù)在4%左右,故出現(xiàn)了嚴(yán)重腐蝕。為此,日常生產(chǎn)中應(yīng)隨時(shí)關(guān)注各泵的電流變化趨勢(shì)此,采取更換部分新甲醇、調(diào)整甲醇含水量等措及人口壓力的變化情況,當(dāng)出現(xiàn)電流下降、泵人口施,降低了系統(tǒng)中的水分,減輕了系統(tǒng)腐蝕。此壓力下降的情況時(shí),應(yīng)及時(shí)倒泵,防止出現(xiàn)空轉(zhuǎn)、外,每次停車后應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完全再生,并減少系氣蝕現(xiàn)象而毀壞機(jī)泵。②由于系統(tǒng)中有一部分甲統(tǒng)設(shè)備暴露在空氣中的機(jī)會(huì),如需檢修,應(yīng)及時(shí)用醇是通過壓差進(jìn)行輸送的,當(dāng)系統(tǒng)壓力波動(dòng)時(shí),會(huì)N2進(jìn)行置換。影響這部分甲醇的輸送,從而引起液位波動(dòng)。這(收到修改稿日期201301-18)辦必①必必必必必必仍必⑩仍必必必必必必必必必必仍仍仍必必(上接第31頁(yè))品時(shí),固定層氣化技術(shù)在熱解段就可以通過煤的狀況相差較大,所以用熱態(tài)耐磨強(qiáng)度來衡量型煤熱解得到相當(dāng)數(shù)量的最終產(chǎn)品或初最終產(chǎn)品。如質(zhì)量指導(dǎo)生產(chǎn)會(huì)更接近氣化爐內(nèi)的實(shí)際情況,因用煤來生產(chǎn)合成天然氣時(shí),加壓碎煤氣化爐的粗而更可靠。煤氣中就含有近50%(體積分?jǐn)?shù))的甲烷。從煤(4)型煤技術(shù)的前景的間接液化技術(shù)來看,用加壓碎煤氣化技術(shù)就可近年來隨著氣流床氣化技術(shù)的發(fā)展,不少人以從煤焦油中得到近8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))油產(chǎn)品。而認(rèn)為固定層氣化技術(shù)必將被淘汰,其理由之一就在采用高溫液態(tài)排渣的氣流床氣化技術(shù)所得到的是這種技術(shù)需要塊狀燃料,而隨著煤炭采集機(jī)械粗煤氣中,甲烷含量近乎為零,更無(wú)油類組分。因化程度的提高,粉煤產(chǎn)率會(huì)不斷增加。通過多年此,固定層氣化技術(shù),特別是加壓和液態(tài)排渣的技來對(duì)氣流床氣化的實(shí)際操作,人們逐漸認(rèn)識(shí)到原術(shù),今后還有相當(dāng)?shù)拇嬖诳臻g,為型煤技術(shù)的發(fā)展料粉煤粒度要求很細(xì),干燥、磨煤的功率消耗也相造就了美好的前景。當(dāng)可觀。尤其是以煤制天然氣和油品這類燃料產(chǎn)收稿日期2011-11-22)必必必必必必必必必必必必必必如必必必①必必必必必必仍必必版為適應(yīng)我國(guó)信息化建設(shè),擴(kuò)大本刊及作者知識(shí)信息交流渠道,本刊已被國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)索引、權(quán):文摘和全文數(shù)據(jù)庫(kù)收錄其作者文章著作權(quán)使用費(fèi)與本A聲章被收錄,請(qǐng)?jiān)趤砀鍟r(shí)向本刊聲明,本刊將做適當(dāng)處理H中國(guó)煤化工作者不同意文CNMHG明《化肥工業(yè)》編輯部