專利名稱：一種加壓氣化爐型煤、其制備方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種加壓氣化爐用型煤；本發明還涉及用于所述成型所述型煤的對輥、所述型煤的制備方法，以及所述型煤在使加壓氣化爐燃燒穩定中的應用及在提高型煤產氣量中的應用。
背景技術：
目前我國常壓固定床造氣型煤技術已經比較成熟。全國每年使用這種造氣型煤在 1000萬噸左右。隨著氣化技術與氣化規模的發展，使用大型加壓氣化爐是一個發展方向。魯奇加壓氣化爐依靠其特有的優勢，在越來越多的企業得到推廣和應用。我國已在運行的魯奇爐有200臺左右，全部采用塊煤做原料。未來還會有越來越多的煤氣化企業選用魯奇爐造氣。使用塊煤作為原料的一個缺點是塊煤資源有限，而且成本較高。此外，除塊煤之夕卜，煤炭中還含有大量的煤粉、煤泥、低熱值的粉煤灰、煤矸石等低熱值燃料。將上述低熱值燃料制成型煤，既可以充分利用這部分低熱值燃料，降低氣化原料成本，拓寬魯奇爐的原料來源，又能降低粉塵污染。因此，開發研究魯奇爐用造氣型煤，越來越受到重視。魯奇爐使用型煤造氣，可以充分利用資源，有效降低原料成本，提高粉煤的附加值。魯奇爐造氣型煤技術的開發和應用是型煤技術未來發展的一個重要方向。型煤成型通常采用對輥成型的方式，即在雙輥柱面上按一定的分布加工出大量的型窩，每個型窩四周均保留有一部分不被加工的圓柱面。在雙輥相對轉動過程中，兩輥面上的型窩逐排逐個對合，將煤料擠壓成型。上述成型方式所用的雙輥，即型煤模具，在本領域中也稱為對輥。這種對輥成型裝置熱壓、冷壓成型均可，適用于大批量生產。現有技術提出了若干種型煤。CN1117837C、CN2433535Y和CN10142938B提出了具有通孔的型煤，所述型煤燃燒充分。然而，由于所述型煤采用在型煤成型壓合區中設置芯棒有芯棒的對輥成型，減少了型煤粘合面積，影響型煤強度，導致型煤在運輸、燃燒過程中易破損。ZL95209509. 2公開了一種工業型煤波紋模輥，所述模輥的外圓縱向母線為R弧平滑過渡連接的波紋形，在波峰上開有凹形模盒，主動模輥和被動模輥的波峰與波谷相對應，所述凹形模盒的尺寸可不同，其能成型同時成型具有不同尺寸的型煤。然而，由于其模輥的外圓縱向母線為R弧過渡連接的波紋形，在型煤成型過程中原料煤會粘附于R形過渡弧上，形成薄片狀型煤，而這無法工業應用，只能作為廢煤回收利用，這無疑增加了成本。其次，由于凹形模盒處于波峰上，成型時必須嚴格要求兩個對輥的波峰具有較高的匹配精度，這又對模輥的加工成型和裝配精度提出了嚴格的要求，從而提高了成本。再次，該文獻中的兩個對輥僅在波峰處對型煤施加壓力，因而成型壓力不夠，導致型煤的強度不夠，易于破碎。另一方面，現有技術加壓氣化爐通常采用具有小于某一特定尺寸的型煤，這種型煤在加壓氣化爐中燃燒比較充分，透氣性高于塊煤，不利于氣化，且在氣化爐中燃燒狀況較不穩定，氣化工藝條件較難控制。本發明人經過長期深入的研究發現，上述問題可通過采用特定比例的不同粒徑的型煤的混合物來適當降低型煤的透氣性而實現，通過降低透氣性，使型煤的燃燒更為穩定。
發明內容
本發明正是基于采用特定比例的不同粒徑型煤的混合物，可適當降低型煤透氣性，從而在加壓氣化爐中獲得良好的燃燒穩定性和產氣率。更特別地，本發明涉及一種用于加壓氣化爐的型煤，其為多種不同粒徑型煤的混合物。本發明型煤可為多種不同粒徑型煤的混合物，優選兩種或更多種不同粒徑型煤的 混合物。本發明的加壓氣化爐用型煤的粒徑及不同粒徑型煤的比例以使得加壓氣化爐的燃燒穩定的方式選擇。具體地，在具有兩種不同粒徑型煤的情況下，所述型煤具有如下兩種粒徑30-80mm和15_30mm，其中兩種粒徑型煤的數量比為1:1_30，優選1:2_15，更優選1:4_15，最優選 1:5-10。在具有三種不同粒徑型煤的情況下，所述型煤具有如下三種不同粒徑50-80mm、30-50mm和15_30mm，其中三者數量比為1:5-15:5-20，優選1:5-10:5-18，更優選1:5-8:5-15，更優選 1:6-7:8-12。本發明人發現，通過采用上述粒徑及數量比，初步實現了型煤在加壓氣化爐中的穩定燃燒本發明型煤的原料可使用貧煤、貧瘦煤和無煙煤。其中原料煤可使用粉煤或煤泥。本發明型煤成型過程中可添加添加劑(如粘結劑等)，也可不添加添加劑，合適的添加劑是本領域技術人員所熟知的，此處不再贅述。本發明型煤的形狀不受限制，可為各種形狀，包括但不限于圓球形、橢球形、枕形、多面體形等。在所述型煤不為圓球形的情況下，所述型煤的粒徑是指型煤中相距最遠的兩點之間的距離，例如在橢球形的情況下，型煤粒徑是指型煤的長軸長度。應當注意的是，除非另有說明，本發明中的“粒徑”是指型煤的實際粒徑。當然由于制備過程中的破損，不可避免地存在一定的范圍，在這種情況下是指平均粒徑，但此時優選95%型煤，更優選98%，最優選99%型煤，特別優選100%具有所述粒徑(基于數量)。在所述型煤成型后，可對其進行烘干或自然風干處理，這取決于型煤成型條件和添加劑的使用。在一個實施方案中，本發明涉及一種型煤成型用對輥，其能壓制出具有本發明粒徑和比例的型煤。所述對輥上以上文所述的不同粒徑型煤數量比排布有各種不同尺寸型窩。半型窩的形狀可根據型煤的形狀調節。本發明型煤成型用對輥可安裝在任何對輥機上，所用對輥機可為本領域技術人員所已知的各種對輥機，此處不再贅述。圖I為本發明型煤成型用對輥的一個實施方案。由該圖可以清楚看出，所述對輥具有兩種不同粒徑的型窩，所述不同粒徑的型窩呈間隔規整排列。但本發明不限于此，本發明對輥上的不同粒徑的型窩可無規排列，或者呈其他任何所需形式排列，條件是不同粒徑的型窩所生產的型煤數量比處于本發明的范圍之內。盡管本發明型煤可通過將具有本發明比例的不同粒徑的型煤混合而獲得，但是由于型煤強度不夠，在混合過程中往往造成型煤破碎，浪費原料。因此，通常不優選采用所述混合法制備本發明的型煤。因此，在另一實施方案中，本發明涉及一種本發明型煤的成型方法，包括使原料煤通過本發明的對輥成型。在又一實施方案中，本發明還涉及本發明型煤在使型煤穩定燃燒、提高型煤產氣量中的用途。通過采用本發明型煤，適當降低了型煤透氣性，實現了型煤的穩定燃燒。本發明的具體實施方案及其優點可由下文實施例更清楚地闡述，所述實施例僅僅出于示例性目的，其目的并非是將本發明局限于此。
實施例型煤的通用制備方法原料煤采用貧煤粉煤和煤泥。煤泥與粉煤分別堆放在不同的堆場中；粉煤經過破碎、經3mm篩篩分處理，篩下物作為成型原料煤備用，篩上物回破碎機繼續破碎；使用旋耕機將煤泥塊破碎成50mm以下的塊度備用；將粉煤與煤泥按照65:35的重量比通過皮帶機輸送到碾壓機中，碾壓混合15分鐘，使粉煤與煤泥混合均勻，同時通過計量泵加入水至煤量的10-12%，然后通過皮帶機輸送到煤倉中；煤倉中的原料煤按照計量皮帶定量給入到雙軸攪拌機中，粘結劑通過定量給料機按加入到原料煤中，通過雙軸攪拌機的初步攪拌，進入碾壓機中充分碾壓混合均勻；從碾壓機中混勻的成型熟料經過雙軸攪拌機的再次混合后，經皮帶輸送進入對輥成型機壓制成型。型煤的穩定燃饒將本發明所生產出的型煤產品在MK-IV型魯奇加壓氣化爐中，在氧氣負荷為3500-5500Nm3/h的條件下進行工業性試驗，在氧氣負荷為3500_5500Nm3/h的條件下，平穩運行36小時以上，并成功實現原料煤從塊煤到型煤、型煤到塊煤的切換。實施例I使用上述型煤的通用制備方法，使用同時具有兩種型窩直徑為34mm和15mm且二者數量比1:5的對輥，成型粒徑為34mm和15mm且其中二者數量比1:5的橢球形型煤I。使用相同配方，使用型窩直徑分別為15_和34_的對輥分別成型粒徑為15_的型煤以及粒徑為34mm的橢球形型煤以進行對比。將成型的型煤I以及粒徑為15mm、34_的型煤分別置于加壓氣化爐一魯奇爐中進行燃燒對比試驗，所述魯奇爐在4500Nm3/h氧負荷條件下運行。發現由于透氣性降低，所述型煤I在魯奇爐中能夠穩定燃燒達34小時，而粒徑為15mm和34mm的型煤穩定燃燒時間分別為28小時和20小時。實施例2使用上述型煤的通用制備方法，使用同時具有兩種型窩直徑為40mm和20mm且二者數量比1:10的對棍,成型粒徑為40mm和20mm且其中二者數量比1:10的橢球形型煤2。使用相同配方，使用型窩直徑分別為20mm和40mm的對棍分別成型粒徑為20mm的型煤以及粒徑為40mm的橢球形型煤以進行對比。將成型的型煤2以及粒徑為20mm、40mm的型煤分別置于加壓氣化爐一魯奇爐中進行燃燒對比試驗，所述魯奇爐在3500Nm3/h氧負荷條件下運行。發現由于透氣性降低，所述型煤2在魯奇爐中能夠穩定燃燒達36小時，而粒徑為20mm和40mm的型煤穩定燃燒時間分別為28小時和18小時。實施例3使用上述型煤的通用制備方法，使用同時具有兩種型窩直徑為46mm和25mm且二者數量比1:15的對輥，成型粒徑為46mm和25mm且其中二者數量比1:15的橢球形型煤3。使用相同配方，使用型窩直徑分別為25mm和46mm的對棍分別成型粒徑為15mm的型煤以及粒徑為46mm的橢球形型煤以進行對比。將成型的型煤3以及粒徑為25mm、46mm的型煤分別置于加壓氣化爐一魯奇爐中進行燃燒對比試驗，所述魯奇爐在4500Nm3/h氧負荷條件下運行。發現由于透氣性降低，所述 型煤3在魯奇爐中能夠穩定燃燒達34小時,而粒徑為25mm和46mm的型煤穩定燃燒時間分別為30小時和22小時。實施例4使用上述型煤的通用制備方法，使用同時具有兩種型窩直徑為55mm和20mm且二者數量比1:20的對輥，成型粒徑為55mm和20mm且其中二者數量比1:20的橢球形型煤4。使用相同配方，使用型窩直徑分別為20mm和55mm的對棍分別成型粒徑為20mm的型煤以及粒徑為55mm的橢球形型煤以進行對比。將成型的型煤4以及粒徑為20mm、55mm的型煤分別置于加壓氣化爐一魯奇爐中進行燃燒對比試驗，所述魯奇爐在5500Nm3/h氧負荷條件下運行。發現由于透氣性降低，所述型煤4在魯奇爐中能夠穩定燃燒達38小時，而粒徑為20mm和55mm的型煤穩定燃燒時間分別為28小時和18小時。實施例5使用上述型煤的通用制備方法，使用同時具有三種型窩直徑為55mm、35mm和25mm且三者數量比1:5:10的對輥，成型粒徑為55mm、35mm和25mm且三者數量比1:5:10的橢球形型煤5。使用相同配方，使用型窩直徑分別為25mm、35mm和55mm的對棍分別成型粒徑為25mm的型煤、粒徑為35mm的型煤以及粒徑為55mm的橢球形型煤以進行對比。將成型的型煤5以及粒徑為25mm、35mm和55mm的型煤分別置于加壓氣化爐一魯奇爐中進行燃燒對比試驗，所述魯奇爐在5500Nm3/h氧負荷條件下運行。發現由于透氣性降低，所述型煤5在魯奇爐中能夠穩定燃燒達38小時，而粒徑為25mm、35mm和55mm的型煤穩定燃燒時間分別為24小時、20小時和18小時。實施例6使用上述型煤的通用制備方法，使用同時具有三種型窩直徑為75mm、45mm和20mm且三者數量比為1:12:20的對輥，成型粒徑為75mm、45mm和20mm且三者數量比1:12:20的橢球形型煤6。使用相同配方，使用型窩直徑分別為20mm、45mm和75mm的對棍分別成型粒徑為20mm的型煤、粒徑為45mm的型煤以及粒徑為75mm的橢球形型煤以進行對比。將成型的型煤8以及粒徑為20mm、45mm和75mm的型煤分別置于加壓氣化爐一魯奇爐中進行燃燒對比試驗，所述魯奇爐在5500Nm3/h氧負荷條件下運行。發現由于透氣性降低，所述型煤8在魯奇爐中能夠穩定燃燒達38小時，而粒徑為20mm、45mm和75mm的型煤穩定燃燒時間分別為28小時、22小時和14小時。由以上實施例可以清楚看出，與現有 技術型煤相比，本發明的不同的不同粒徑型煤的特定組合具有提高型煤穩定燃燒時間，能充分利用資源，節約成本，在工業上具有廣闊的應用前景。
權利要求
1.一種加壓氣化爐用型煤，其為兩種或更多種不同粒徑型煤的混合物。
2.如權利要求I的型煤，其為分別具有兩種不同粒徑30-80mm和15_30mm的型煤的混合物，其中所述兩種不同粒徑型煤的數量比為1:1-30，優選1:2-15，更優選1:4-15，最優選1:5-10。
3.如權利要求I的型煤，其為分別具有三種不同粒徑50-80mm、30-50mm和15_30mm的型煤的混合物，其中所述三種不同粒徑型煤的數量比為1:5-15:5-20，優選1:5-10:5-18，更優選 1:5-8:5-15，更優選 1:6-7:8-12。
4.一種用于成型權利要求1-3中任一項的型煤的對輥，其特征在于所述對輥上具有對應于所述型煤粒徑和數量比的型窩。
5.一種成型權利要求1-4中任一項的型煤的方法，其特征在于，所述型煤采用具有相應粒徑和數量比的型窩的對輥成型。
6.具有多種不同粒徑型煤的混合物在使加壓氣化爐穩定燃燒的應用。
7.具有多種不同粒徑型煤的混合物在提高型煤產氣量中的應用。
8.如權利要求6或7的應用，其特征在于所述具有多種不同粒徑型煤的混合物為權利要求1-3中任一項的型煤。
全文摘要
本發明涉及一種加壓氣化爐用型煤，其具有兩種或更多種不同粒徑；本發明還涉及用于所述成型所述型煤的對輥、所述型煤的制備方法，以及所述型煤在加壓氣化爐中的氣化反應情況。
文檔編號C10J3/02GK102952600SQ201210470450
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者韓錦德, 姜英, 白向飛, 王東升, 劉明銳, 王越 申請人:煤炭科學研究總院