用于气流床煤气化的配煤和配煤方法

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，具体涉及用于气流床煤气化的配煤和配煤方法。

背景技术

煤气化是指煤或焦炭、半焦等固体燃料在高温常压或加压条件下与气化剂反应，转化为气体产物和少量残渣的过程。气流床气化炉是用于煤气化技术的工业炉之一。煤质对气流床气化炉的长周期稳定运行至关重要，通常情况下每一种气流床气化技术都需要通过配煤来解决其煤种的适应性。因此，煤种适应性是保障气化炉长周期稳定运行的关键，而配煤是解决该问题的一个重要手段。

CN105542820A公开了一种气化炉用煤的配煤方法，包括以至少两种煤进行配煤得到气化炉用煤的步骤，用于配煤的至少两种煤灰分的流动温度大于1300℃，通过检测计算所得气化炉用煤的灰分的R值；所述的至少两种煤用于配煤的量为使得到的气化炉用煤的灰分的R值为150-220；该方法目的仅限于解决灰熔点较高的煤种，也即要求至少两种煤灰分的流动温度大于1300℃，配煤的煤种比较单一，配煤方法不具备普适性。

CN102676226A公开了一种适用于壳牌粉煤加压气化用煤的配煤方法，该方法是将灰分高于21.08％的煤与石油焦进行混合，混合后混合物中的灰分低于21.08％，该混配煤能提高壳牌粉煤气化吨标煤产有效气量；但是该方法主要针对壳牌粉煤加压气化技术，且对气化原料提出了特定的要求，即灰分高压21.08％的煤和石油焦，不具备普适性。

CN101845330A公开了一种适用于Texaco水煤浆加压气化用煤的配煤方法，以灰分熔融温度＞1500℃和灰分熔融温度＜1300℃为原料进行配煤，均匀配合成满足Texaco水煤浆气化用煤；该配煤方法主要针对Texaco水煤浆加压气化技术，且对气化原料提出了特定的要求，不具备普适性。

综上，现有的配煤方法大多数仅针对某种特定的气化技术开发相应的配煤方法，且配煤过程无特定配煤规则约束，无法判定其是否可靠，更不具备普适性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的现有的配煤方法仅针对某种特定的气化技术，不具备是普适性问题，提供用于气流床煤气化的配煤和配煤方法。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于气流床煤气化的配煤，其中，所述配煤由至少两种基础煤配合得到，所述配煤的灰分满足：5wt％

其中，a为配煤的灰分中Fe

本发明第二方面提供一种配煤的方法，其中，所述方法包括：

S1、设定至少两种基础煤的比例，将至少两种基础煤在同一基准条件下的性质参数进行线性加和计算，得到配煤的性质参数；

S2、判断配煤的性质参数是否满足约束条件；

S3、当所述配煤满足约束条件，开展配煤经济性分析，优化两种基础煤的比例；

其中，所述约束条件包括：所述配煤的灰分满足：5wt％

a为配煤的灰分中Fe

通过上述技术方案，本发明通过将配煤的性质参数约束在特定的范围内，使得该配煤能够用于气流床气化炉，对于保障气流床气化炉稳定、高效、经济运行具有显著的现实意义。

本发明提供的配煤方法对基础煤的种类没有特殊的限定，能够用于判断多种煤种配合得到的配合煤是否满足气流床气化炉，具有普适性。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式中的配煤方法的流程图；

图2是根据本发明实施例1中的配煤在气化炉中的运行状态图；其中，a为气化炉的温度变化曲线；b为气化炉中粗合成气产量的变化曲线；c为气化炉中有效合成气的含量变化曲线；d为煤浆流量的变化曲线；e为气化炉中有效气的产量曲线。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

如前所述，本发明第一方面提供一种用于气流床煤气化的配煤，所述配煤由至少两种基础煤配合得到，所述配煤的灰分满足：5wt％

本发明的发明人发现，当配煤的灰分满足上述要求时，配煤就能够作为气流床气化用煤使用。本发明的方法适用于任意煤种的原料煤，对煤种的流动温度、熔融温度以及灰分等均没有特定的要求。

为了使气化炉高效稳定的运行，优选条件下，所述配煤的在灰熔点还满足以下条件下：所述配煤的灰分的流动温度FT<1400℃，优选地，所述配煤的灰分的流动温度FT<1300℃。

本发明的发明人还发现，配煤在水煤浆气化过程中和干煤粉气化过程中对灰分的流动温度要求不同，对于水煤浆气化过程，所述配煤的灰分的流动温度需要小于1300℃；但是对于干煤粉气化过程，所述配煤的灰分的流动温度只需满足小于1400℃即可。

在根据本发明，优选条件下，所述配煤的在灰熔点还满足以下条件下：所述配煤的流动温度FT与变形温度DT的差值不小于50℃，例如可以是50℃、60℃、70℃、80℃；优选地，所述配煤的流动温度FT与变形温度DT的差值为100-200℃。

灰分的“灰熔点”为本领域技术人员所公知，其不是确定的温度点值，而是温度范围，是指灰分在高温条件下软化、熔融、流动时的温度特性，是动力用煤和气化用煤的重要指标，包括变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。

根据本发明，优选条件下，T

本发明中，所述配煤由至少两种基础煤配合得到，也即所述基础煤至少有两种，也可以是三种、四种或者更多，基础煤的数量可以根据实际需求进行相应调整，本发明不做特别的限定。

图1是根据本发明一实施方式中的配煤方法的流程图，如图1所示，本发明第二方面提供一种配煤的方法，所述方法包括：

S1、设定至少两种基础煤的比例，将至少两种基础煤在同一基准条件下的性质参数进行线性加和计算，得到配煤的性质参数；

S2、判断配煤的性质参数是否满足约束条件；

S3、当所述配煤满足约束条件，开展配煤经济性分析，优化两种基础煤的比例；

其中，所述约束条件包括：所述配煤的灰分满足：5wt％

“同一基准条件下的性质参数”是指在相同测试方法下得到的性质参数，本发明中，所述性质参数为配煤的灰分的流动温度FT、配煤的灰分的变形温度DT、配煤的灰分在熔融状态下黏度为25Pa·s对应的温度值T

根据本发明，优选条件下，所述约束条件还包括：所述配煤的灰分的流动温度FT<1400℃，优选地FT<1300℃。

根据本发明，优选条件下，所述约束条件还包括：所述配煤的流动温度FT与变形温度DT的差值不小于50℃，例如可以是50℃、60℃、70℃、80℃、100℃、150℃或200℃，优选为100-200℃。

根据本发明，优选条件下，所述约束条件还包括：T

根据本发明，优选条件下，所述配煤经济性分析包括：在满足所述约束条件的情况下，根据每种基础煤的价格和运输成本，调整每种基础煤的比例。

本发明提供的配煤的方法，能够根据约束条件判断配煤是否能适用于气流床气化炉，并通过配煤经济性分析调整煤种基础煤的比例，达到降低气化用煤成本的目的，对于保障气流床气化炉稳定、高效、经济运行具有显著的现实意义。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例中，灰分的流动温度FT和变形温度DT通过灰熔点仪测试得到；灰分在熔融状态下黏度为25Pa·s对应的温度值T

以下实施例中，基础煤的种类及其工业分析和元素分析如表1所示。

以下实施例采用图1所示的配煤方法进行配煤。

表1

实施例1

S1、根据表1中两种基础煤(煤样1和煤样2)的性质参数，设定煤样1的重量含量为50wt％、煤样2的重量含量为50wt％，即两种基础煤按1:1进行混配，得到配煤1，并将两种基础煤的性质参数进行线性加和计算，得到配煤1的性质参数，如表2所示；

表2

S2、判断配煤1的性质参数是否满足约束条件；

经计算，配煤1的干燥基灰分A

a为配煤1的灰分中Fe

经灰熔点仪测定配煤后灰分流动温度为FT＝1178℃，变形温度DT＝1091℃，满足FT<1300℃(水煤浆气化)和FT<1400℃(干煤粉气化)及FT-DT＝87℃>50℃的要求，判断也符合条件；

配煤1的灰分黏温特性测试结果：T

经判断，该混配比例下得到的配煤1的性质参数均满足气化约束条件，可适用于气流床气化用煤；

S3、配煤比例调整与优化

考虑到煤炭价格和运输价格波动，该实施例中假定煤样2煤价格为500元/吨，运输距离为500公里，煤样1煤价格为600元/吨，运输距离为1000公里，运输价格按0.35元/吨·公里计，另设煤样2煤混配比例为α，煤样1煤混配比例为β，β＝1-α，则混配吨煤成本价格C为：

C＝α×(500+0.35×500)+β×(600+1000×0.35)

则C＝950-275×α

上式表明煤样2煤配煤比例越高，配煤吨煤成本越低。因此重新调整配煤比例进行分析判断，结果如表3和表4所示：

表3

表3中，配煤2为煤样2与煤样1按重量比为7：3组成的配煤；配煤3为煤样2与煤样1按重量比为4：1组成的配煤。

表4

表4中，配煤2为煤样2与煤样1按重量比为7：3组成的配煤；配煤3为煤样2与煤样1按重量比为4：1组成的配煤。

通过表3和表4的数据可以判断，由配煤3的T

配煤2的所有性质参数均满足上述约束条件，因此，可适用于气流床气化用煤。

通过上述分析可以得出，配煤2(当煤样2与煤样1的重量比为7：3时)能够满足气流床气化用煤，也可以降低配煤成本。

配煤2在气化炉内的运行结果如图2所示，从图2中可以看出，气化炉的温度、粗合成气产量、有效合成气的含量、煤浆流量以及有效气的产量均处于稳定状态，没有出现较大的波动；即配煤2在能够在气化炉中长期稳定运行，有效气含量在80％左右。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。