高硫石油焦摻配LY煤氣化實(shí)驗研究

廣東化工2014年第5期.6.www.gdchem.com第41卷總第271期13劑FT可以降至1350-1400 C,能夠滿(mǎn)足氣化爐對灰熔融性要求。RZ焦: LY=1 : 1+4 % KZ1#和RZ焦: LY=1 : 1+6 % KZ1#煤灰粘溫特性曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。1101000目10ZR焦: LY煤=1: 1+6%-kZ1#! ZR焦:LY煤=1 : 1+4%kZ1#豆90f出800o060-50102030405060708090100110_RZ添加量/%圖1RZ和LY煤混配的HGIrig.1 HGI ofRZ and LY coal mixed1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1550 1600 16502.2煤灰熔融性及粘溫特性分析對原煤、配煤及配煤添加KZ1#助熔劑灰熔融溫度測定結果見(jiàn)圖2 RZ焦:LY 煤=1:1添加助熔劑的粘溫特性曲線(xiàn)圖表2。Fig.2 The viscosity-temperature curve of adding flux in RZ: LY=1:1表2 RZ 石油焦與LY配煤及配煤添加助熔劑灰熔觸溫度數據Tab.2 Ash melting temperature data of RZ petroleum coke blending圖2是RZ焦: LY煤=1: 1+4% KZl#與RZ焦:LY煤=1:. LY coal and adding fux in coal blending1+6 % KZ1#的粘溫特性對比圖。從渣型看，粘度在2~25 Pa.s時(shí)名稱(chēng)DSTT二者均屬于結晶渣，但后者結晶速率明顯更快;從粘溫區間來(lái)看，LY煤14531464> 1500前者比后者要寬50“C左右:從影響氣化爐操作來(lái)看，二者在ShellRZ焦:LY=1:114341476氣化爐正常操作溫度1400 C以上均能順利排渣。2.3熱重分析RZ焦:LY=1: 1+4% KZ1#132113612.3.1氣化反應熱重分析RZ焦:LY=1 : 1+6% KZ1#127313011339LY 煤以及RZ石油焦進(jìn)行氣化反應熱重分析見(jiàn)圖3、圖4。2.3.1.1原煤和RZ石油焦氣化熱重分析從表2中可以看出LY煤與RZ焦:LY=1: 1配煤FT均大于1500 C，不能直接應用于液態(tài)排渣氣化爐，通過(guò)添加KZl#助熔0.RZ石油焦80-0.70起始點(diǎn):993C. 83.04%6終止點(diǎn)1222C.23.74%-1.s起始點(diǎn):1060C ,6.01%蜂值: 104.9min/1077C? -2.0 2.74%/min(DTO),6L.4547(TG)3020經(jīng)1333.19%-2.峰值: 16.5min/193C-21/minDCT.4.173(TG)-3.-1020040060080010001200140016000 2004006008001000120014001600圖3LY煤和RZ石油焦TG曲線(xiàn)圖4LY煤和RZ石油焦DTG曲線(xiàn)Fig.3 TG curve ofLY coal and RZ petroleum cokeFig.4 DTG curve ofLY coal and RZ petroleum coke表3 LY 煤和RZ氣化反應特征參數Tab.3_ Reactivity characteristic parameters ofLY coal and RZ petroleum coke煤樣氣化起始溫度T/"C氣化終止溫度TVC最大氣化速率對應溫度Tmrc最大氣化速率點(diǎn)對應的反應性指數R(x10)失重速率/(%min^" )1222 .1077-2.744.58RZ焦106013331193_-3.214.35從圖中以及特征數據可以看出:從氣化起始溫度、氣化終止3 RZ焦與LY煤配煤添加助熔劑氣化動(dòng)力學(xué)溫度、最大氣化速率對應溫度及反應性指數都可以看出LY煤的氣化反應特性?xún)?yōu)于RZ石油焦。分析2.3.1.2 RZ焦與LY煤配煤添加助熔劑氣化熱重分析采用Arrhenius方法計算氣化和燃燒反應的活化能。本實(shí)驗樣從圖5、6和表4可以看出: RZ焦:LY煤=1: 1+6% KZ1#、品粒度均很小，中國煤化工本實(shí)驗條件下RZ焦:LY煤=1 : 1+4 % KZl#氣化反應特性差異性不大:但通過(guò)不存在擴散障礙，配煤添加助熔劑發(fā)現反應特性?xún)?yōu)于LY煤和RZ石油焦。dC_ 4.YHCNMH G .綜上可知: 氣化反應特性RZ焦:LY煤=1:1+6%dr β(1于RZ焦:LY煤=1: 1+4%KZ1#優(yōu)于LY煤優(yōu)于RZ石油焦。式中:C為剩余分數(%);A為頻率因子(min^); E為活化能(kJ/mol);油焦。β為升溫速率(K/min); n為反應級數: R為氣體常數(molK)。2014年第5期廣東化工第41卷總第271期www.gdchem.com.7.100rRZ石油集:LY集=1: 1+49-KZ1#RZ石油焦:LY煤=1 : 1+4%-KZ1#RZ石油焦: LY煤=1 : 1+6%KZ1#90.0te.st峰值: 91.7min/944Csof峰值: 91 9min946C62%/min(DTG) -30F起始998C,84.74%終止點(diǎn):1208C, 15. 09%6 -2.0 峰值: 18:2m1n/19C1020F起始點(diǎn)982C.83.579%/25--3.20%/min(DTG)終止120.11.25%-3.0-峰值: 106.3min/091C-3.08%/min(DTG)-105200 400 600 800 1000 1200 1400 1600-3.5200 400 600 800 1000120014001600溫度/C圖5配煤添加 KZ1#助熔劑TG曲線(xiàn)圖6配煤添加KZ1#助熔劑DTG曲線(xiàn)Fig.5 TG curve of adding KZl# flux coal blendingFig.6 DTG curve of adding KZ1# flux coal blending表4 LY 煤和RZ焦配煤添加助熔劑氣化反應特征參數Tab.4 Reactivity characteristic parameters of adding fux in LY coal and RZ petroleum coke blending項目煤樣氣化起始溫度T/C氣化終 止溫度T/C最大氣化速率對應最大氣化速率 點(diǎn)對應的反 應性指數溫度Tms/C失重速率/(%rmin")_R(x10)RZ焦:LY煤=1 : 1+6%KZl#982120810914.70RZ焦:LY煤=1 : 1+4 % KZl#99812301109-3.204.63將.上式表述為:LY煤=1: 1+4 % KZ1#與RZ焦: LY煤=1: 1+6 % KZ1#,粘度在\In[-2~25 Pars時(shí)二者均屬于結晶渣，但后者結晶速率明顯更快:從影L__E.響氣化爐操作來(lái)看，二者在氣化爐正常操作溫度1400C以上均能(2順利排渣。用差減微分法求解上式，以Aln(-dC/dT)/Imc對(3)從氣化反應熱重和動(dòng)力學(xué)分析可以看出:配煤添加KZ1#0(/T)/AInC 作圖得一條直線(xiàn)，由斜率可得反應活化能E.將活助熔劑氣化反應特性要優(yōu)于LY煤和RZ石油焦，其中RZ石油焦化能E帶回式(1)計算出頻率因子A.活化能E和頻率因子A計算的氣化反應活性最差;添加KZl#助熔劑能夠使活化能降低，反應性指數升高，反應性變好。結果見(jiàn)表5。參考文獻表5樣品反應動(dòng)力學(xué)參數[1]王文選.石油焦與煤混合燃料熱重分析研究[J].燃料化學(xué)學(xué)報，2004,Tab.5 Reaction Kinetic parameters of samples(5): 522-525.樣品動(dòng)力學(xué)參數[2]姚國欣.國外煉油技術(shù)新進(jìn)展及其啟示和.當代石油石化，2005, (3):E/(kJ-mor:LY煤242.142.03x1014 1.02[3]李慶峰.石油焦氣化反應特性[].燃燒科學(xué)與技術(shù)，2004, (3); 255-259.RZ焦378.86 1.56*109 1.63[4]ZouJH, ZhouZJ, Wang F C. Modeling reaction kinetics of PetroleumRZ焦:LY煤=1 : 1+6% KZl#226.799.33x108 2.51coke gasification with CO2[D]. Chemical Engineering and Peessing. 2007，RZ焦:LY煤=1: 1+4% KZ1#221.141.24x10* 1.95[5]ZouJH，Yang BL，Gong K F. Effeet of mechanochemical treatment onPetroleum coke-CO2 gasification[J]. Fuel, 2008， 87; 622-627.由表5可以看出，配煤添加KZ1#助熔劑氣化反應活化能比[6]劉鑫，張保申。高溫熱處理對石油焦結構及氣化活性的影響[].石油學(xué)LY煤和RZ石油焦氣化反應活化能都小，說(shuō)明配煤添加KZl#氣報，2011, (1): 139-143.化反應活性最好，LY煤次之，RZ石油焦最差。因此添加KZ1#[7]羅艷托.石油焦的灰分與原料性質(zhì)的關(guān)系[D].石油大學(xué)學(xué)報，2005, (3):助熔劑能夠促進(jìn)石油焦和煤焦的氣化反應過(guò)程。116-118.4結論[8]李慶峰，房倚天.石油焦水蒸氣氣化過(guò)程孔腺結構和氣化速率的變化(1)隨著(zhù)RZ焦在混配中的比例逐漸增大，哈氏可磨指數隨之[D].燃料化學(xué)學(xué)報，2004, (4): 436-439.減小;通過(guò)線(xiàn)性回歸擬合可知隨著(zhù)石油焦添加比例的增加，配煤[9]許桂英，孫國剛.生物質(zhì)與石油焦共氣化特性研究[J].燃料化學(xué)學(xué)報，可磨性指數沒(méi)有呈現出很好的線(xiàn)性相關(guān)性:當RZ焦:LY煤配比2011, 39(6); 438-442.為1:1和1:2時(shí)，哈氏可磨磨指數分別為87和88，均屬于易.[10]趙亮，熊友輝.配煤對可磨性指數的影響規律研究[].熱力發(fā)電，2006,磨煤等級，能夠滿(mǎn)足氣化爐入爐煤可磨性指數要求(2): 54-55.(2)從灰熔融溫度性可以看出原煤灰和RZ焦: LY煤=1 : 1配(本文文獻格式:劉軍，馬飛，李寒旭.高硫石油焦摻配LY煤氣煤灰熔融溫度均較高，FT均大于1500 C,不能直接應用于液態(tài)化實(shí)驗研究[J].廣東化工，2014, 41(5): 5-7)排渣氣化爐:通過(guò)添加KZ1#助熔劑FT可以降至1350-1400 C，能夠滿(mǎn)足氣化爐對灰熔融性要求。從粘溫特性可以看出RZ焦:中國煤化工YHCNMH G