补连塔煤热解试验研究

第4期煤质技术2004年7月补连塔煤热解试验研究武瑞叶(神华集团神东煤炭公司,神木县719315摘要利用回转炉热解工艺对补连塔煤进行了热解试验,研究了热解产品半焦、煤气和焦油产率及其性质。关键词补连塔煤热解回转炉引言回转炉热解试验装置主要由进料、出料、热解和冷却4部分组成。备好的煤经给料器进入热解炉补连塔矿位于东胜一神府煤田境内,是神华集中热解,热解炉由传动机构带动旋转;煤在炉内热团神东公司的主力生产矿井。其煤质具有低灰、低解后,从另一端靠自身重力落入半焦仓;热解产生硫、低磷和高挥发分特点,是优质的动力用煤和化的挥发物从炉内导出后经冷却器冷却,实现气液分工原料煤。目前,该矿生产的煤(1000×104t/a)几离,回收焦油和煤气乎全部用于工业和民用燃料。因此,开展对该煤的煤在炉内停留时间约25min,热解炉转数1.5化学深加工利用研究是必要的和有意义的。根据补转/min,下料速度8.7g/min连塔矿煤质的特点,在1kg/h回转炉热解试验装置2.2试验用煤上研究不同热解终温条件下,补连塔煤热解产品产所选用煤灰分、硫分低,基本没有粘结性,属率和性质的变化规律,为更深入开发利用补连塔煤长焰煤,挥发分(daf)约40%;元素分析表明,该提供基础数据。煤氧含量较高(13%);格金低温干馏结果表明,该2试验部分煤理论焦油产率较高,为11.84%;灰成分分析中主要是Si、Ca、Fe的氧化物,Al2O3含量很低。见表2.1试验装置表1煤样分析结果工业分析(%)元素分析(%)粘结指数格金低温干馏(%,daf灰成分(%)Cdat haaf naf Oca Staf半焦焦油热解水A2O3SiO2Fe2O3CaOP2O5其f13.043.3639.8181.054.130.9613.460.4070.7911.8410.3310.0428.3317.9227.502.0414.67由上述结果可见,该煤不但是优质燃料用煤,而700C之间,干基吨煤煤气产率190Nm3。且是优良的化工用煤。该煤水分较高,需在热解工热解半焦产率随温度升高而降低,600℃后每增艺中考虑干燥脱水;挥发分及焦油产率高,可望在加50C约降低1.5%~2.0%。热解过程中获得较高产率的气体产品和焦油;该煤焦油产率在550C时达到最高,约为格金干馏无粘结性,可保障物料在热解炉中顺行。理论焦油产率的70%。热解产品产率详见表23结果讨论中国煤化工CNMHG3.1热解产品产率。为热胖气出成以性质。煤气中H2、CH试验结果表明,煤气产量在600C以上有较大含量随热解温度而增加,700C时二者之和幅度增加。650℃时,吨煤(daf)产气约197Nm3,63.21%,为主要可燃成分;CO2随温度升高而降低;700C时增加至247Nm3,故热解温度控制在650~CO随温度升高而略有降低,约在600C时为最高第4期煤质技术2004年7月表2热解产品产率700C下含量为11%左右;C2~C4含量随温度升高热解温度半焦焦油煤气热解水损失稍有减少。(C)(wt%)(wt%)(Wt%)(Nm3/t)(wt%)(wt%)煤气中CO含量较低,650C时为9.59%,明显50074.155.619.95069,101.1955069.617.7310.4097.3610.911.35低于民用煤气规定的CO含量指标,与其它气化工8.587.5013.96133.8艺煤气相比,该煤气更适宜作民用煤气。066.076.1904197.287.341.3665.496.3120.35247.506.980.8该煤气热值远大于两段炉或其它气化煤气,大注:所有产率为干燥无灰基约在19~25MJ/Nm3;700C时为24.26MJ/Nr表3煤气组成及性质热解温度组成(V%)密度低位发热量CHekcal/nm2.1915.815.0329.6411.7410.1112,389.1024.00531422,1565023.913.637.570.95466819.4612,194.15582124,26大于一般民用煤气热值15.0MJ∧Nm3的标准,是理值;蒽含量太低,不值得单独提取。因此,含有蒽想的中热值民用煤气的300~360C馏分很适于作燃料油使用(2)半焦表5焦油分析半焦产率占原料煤(干基)60%以上,是主要比重(D420)产品。其分析结果见表4。该煤热解后,半焦挥发分灰分(wt%)0.44水分(wt%)较低(与褐煤比)。当温度在600~700C时,半焦挥发分可降至8%以下。由于试验用煤低硫低灰,故半粘度(60C,mPa.s焦产品灰、硫含量也很低,固定碳含量较高。说明元索分析Cdn降低煤灰分是提高半焦质量的主要手段之一;CO反应性和锻烧比电阻值均表明,该半焦具有较高的8.79化学反应性和电阻率,很适宜作为炭质还原剂,也蒸馏馏分(wt%无水焦油)IBP~170C170~210C12.23可作为无烟燃料、高炉喷吹料和气化原料等。表4半焦主要性质分析00~360C13.46热解工业分析(%)固定碳全硫950C锻烧(O2反应性FCad Sd比电阻1100C)各馏分酸性物的含量(wt%)IBP~170Cda(%)(%)(mm2/m)(a%)170~210C6.315001.454.1016.9878.470.36210~130C38,91230~300C5500.844.3514.5781.030.4788.1>360C6001.004.0512.2384.290.336500.994.108.6886.710.3089<360C馏分分析(wt%)饱和烃(族组成分析)环芳烃000.744.216.6488.770.314153.589,7环芳烃16.38(3)焦油三环芳烃多环及极性物从表可见,焦油粘度较高,约1500mPa.s,无萘含量7,56水焦油的蒸馏数据表明,焦油<360C的可馏出物略蒽含量低,为43.47%;该煤热解焦油中酚含量很高,小于300C馏分中总酚含量达32.7%。这和一般的低温中国煤化工30(留分,经精僧提后焦油含量相近。如此高的酚含量对中性油的收率固的共CNMH油出售或烧掉是不经济步加⊥。然不利,但如果预先脱酚,将酚提取出来,不仅可避免其不利影响,还可增加经济效益;焦油中小于4结论360C馏分中的萘含量达7.5%,有进一步提取的价(1)该煤经热解可获得中热值、低CO含量的优48第4期煤质技术2004年7月浅谈影响库仑滴定法测定煤中全硫的几个因素樊艳梅(神华集团神东公司煤质处,神木县719315)摘要以实际比对实验为例,介绍了库仑滴定法测定煤中全硫的几个影响因素,并提岀控制措施,以确保全硫测定结果的准确性。关键词库仑滴定法测硫影响因素具体的反应过程如下(1150±5)C煤煤中的硫由有机硫和无机硫组成。作为动力煤,催化剂SO2↑+SO3↑+CO2↑+H2O↑如果全硫含量高,其在燃烧时产生的SO2不仅污染+NOx↑+Cl2↑大气,而且严重腐蚀锅炉管道;对于炼焦用煤,全I3+SO2+2H2O—31+H2SO4+2H硫含量高,煤中大约80%的全硫会转入焦炭中,造Br3+SO2+2H,O-3Br+H2 SO,+2H成炼钢铁过程中,大量的硫进入钢铁中,使冶炼出3影响库仑滴定法测定的因素及控制措施的钢铁变脆。目前,测定煤中全硫的方法中,库仑滴定法由(1)正确调节空气流量计,使空气流量控制在于具有测定迅速、准确,且操作方法简便等优点,成000ml/min。如果流量低于1000ml/min,有些煤为化验室运用最广的方法。样在规定的时间内会燃烧不完全;而且气流速度低,使电解生成碘和溴不能迅速扩散,造成结果偏低;空2测定原理气流量太大时,有些SO2可能来不及被滴定就被带煤样在1150℃催化作用下,在空气流中燃烧;出电解池,导致结果偏低煤中的各种形态硫均被氧化和分解为SO2和SO3为此,最好把气流量调至1000mL/min(统称硫氧化物),以电解碘化钾—溴化钾溶液生成(2)及时更换干燥管中的硅胶。当干燥管三分的碘和溴(称电生碘、电生溴)来氧化滴定SO2;根之二的硅胶变成粉色时,其吸水性较差。应将其放据电生碘和溴所消耗的电量,计算煤中全硫的含量。入120C的烘箱中烘干变为蓝色后再用。否则,用未十十十十十十十+十+十十十十十十十十十十+十十十十十十十十+十+十十十十十十十十+十+十+十十十十十质民用煤气。参考文献(2)热解半焦低灰、低硫、低Al2O3,比电阻高1郭崇涛.煤化学.北京,化学工业出版社化学活性好是优质还原剂,并有多种不同用途。2周仕学戴和武曲思建.褐煤内热式回转炉温和气化的研究.洁净煤技术.1998.4(2).37(3)焦油产率较高,经进一步加工后可提取酚中国煤化工神木爆回转炉热解实验研类或其它产品,有较高经济价值。H(11).37~39CNMHG(4)温度在650~700C时可获得中热值煤气约作者简瑞叶,女,1969年11月生,内蒙古凉城县人,1994190Nm3/t(干基),半焦挥发分可降至8%以下。年毕业于山西矿业学院煤田地质专业。现在神华集团神东煤炭公司地测分公司技术办,工程师(5)该煤不仅是良好的动力煤,也是优质化工用煤收稿日期:2004-06-18)