一种煤矸石综合利用方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矸石综合利用方法，涉及煤气化技术领域，在有效地综合利用煤矸石的同时，能够避免气化工艺中的结渣，保证气化过程的连续稳定运行，拓宽气化工艺的煤种适用范围。本发明专利技术公开的煤矸石综合利用方法包括：将煤、气化剂和煤矸石供应到气化设备内；所述煤及煤矸石与所述气化剂在所述气化设备内发生气化反应。本发明专利技术公开的煤矸石综合利用方法适用于煤矸石综合利用、煤气化工艺过程中。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矸石综合利用方法
本专利技术涉及煤气化
，尤其涉及一种煤矸石综合利用方法。
技术介绍
煤气化是高效、清洁利用煤炭的主要途径之一。煤气化工艺中存在的一个主要问题是煤灰的结渣问题。有些灰中硅铝等酸性化合物含量较低、钾铁钙等碱性化学物含量较高的易结渣煤种，灰熔融温度较低、导致气化时容易结渣，煤灰的结渣会给操作带来不同程度的影响，结渣严重时将会导致停产，导致煤气化工艺的煤种适用范围受限。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，主要成分为硅铝化合物。目前，煤矸石排放量很大，但利用力度较弱，其主要堆放在井口附近，不仅压占大量土地，影响生态环境，矸石淋溶水将污染周围土壤和地下水，而且煤矸石中含有一定的可燃物，在适宜的条件下发生自燃，排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体污染大气环境，影响矿区居民的身体健康。因此，如何实现煤矸石的废物回收利用引发越来越多的关注。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种煤矸石综合利用方法，在有效地综合利用煤矸石的同时，可避免煤气化工艺中的结渣，保证气化过程的连续稳定运行，拓宽气化工艺的煤种适用范围。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种煤矸石综合利用方法，其中，包括：将煤、气化剂和煤矸石供应到气化设备内；所述煤及煤矸石与所述气化剂在所述气化设备内发生气化反应。可选地，在所述煤及煤矸石与所述气化剂在所述气化设备内发生气化反应之前，所述方法还包括：将催化剂供应到气化设备内。优选地，所述煤矸石的粒径范围与所述煤的粒径范围相同。可选地，所述煤矸石的粒径为0.01～10mm。优选地，所述煤矸石的粒径为0.01～2mm。可选地，所述煤矸石的添加量为所述煤的总质量的0.01～40％。优选地，所述煤矸石的添加量为所述煤的总质量的0.01～10％。具体地，所述煤为易结渣煤种。具体地，所述将煤、气化剂和煤矸石供应到气化设备内具体包括：将煤与煤矸石在混合装置中混合均匀，然后将混合物供应到气化设备内，或者将煤、煤矸石分别直接供应到气化设备内；将气化剂供应到气化设备内。可选地，所述气化剂为过热蒸汽；或者所述气化剂除包括过热蒸汽之外，还包括一氧化碳、氢气、氧气和二氧化碳中的至少一种。本专利技术提供的煤矸石综合利用方法，将煤矸石与煤一起作为气化原料供应到气化设备内，并与气化剂发生气化反应，以产生甲烷等气体燃料，不仅充分利用了煤矸石的有效热成分，而且，煤矸石中富含的硅铝成分还可以有效地提高气化设备内煤灰中的硅铝含量，从而提高了煤的灰熔点，在一定温度范围内有效地避免了煤灰颗粒相互粘结结渣，从而避免了气化过程中流化状况欠佳、排渣困难或失流化等现象，保证了气化过程的连续稳定运行，大大拓宽气化工艺的煤种适用范围；简而言之，将煤矸石利用于气化过程，不仅能充分利用煤矸石的有效热成分，还能充分利用煤矸石的硅铝成分以提高气化过程中煤的灰熔点，从而实现煤矸石的高效综合利用，解决煤矸石污染环境问题的同时，也解决了煤气化工艺中的结渣问题，拓宽了工艺煤种适用范围。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种煤矸石综合利用方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种煤矸石综合利用方法的工艺流程图；图3为本专利技术实施例提供的另一种煤矸石综合利用方法的工艺流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种煤矸石综合利用方法，其中，包括：S1、将煤、气化剂和煤矸石供应到气化设备内；S2、煤及煤矸石与气化剂在气化设备内发生气化反应。本专利技术实施例提供的煤矸石综合利用方法，将煤矸石与煤一起作为气化原料供应到气化设备内，并与气化剂发生气化反应，以产生甲烷等气体燃料，不仅充分利用了煤矸石的有效热成分，而且，煤矸石中富含的硅铝成分还可以有效地提高气化设备内煤灰中的硅铝含量，从而提高了煤的灰熔点，在一定温度范围内有效地避免了煤灰颗粒相互粘结结渣，从而避免了气化过程中流化状况欠佳、排渣困难或失流化等现象，保证了气化过程的连续稳定运行，大大拓宽气化工艺的煤种适用范围；简而言之，将煤矸石利用于气化过程，不仅能充分利用煤矸石的有效热成分，还能充分利用煤矸石的硅铝成分以提高气化过程中煤的灰熔点，从而实现煤矸石的高效综合利用，解决煤矸石污染环境问题的同时，也解决了煤气化工艺中的结渣问题，拓宽了工艺煤种适用范围。本专利技术实施例中所使用的煤矸石，可以是来源于采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物；所述煤矸石含碳约30％以下，无机成分主要是硅、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属。其中，气化过程中，所含碳可以转化为甲烷、一氧化碳等气体燃料，硅、铝的氧化物可以提高气化设备内煤灰中的硅铝含量，从而提高煤的灰熔点，并在一定温度范围内避免了煤灰颗粒相互粘结结渣，从而大大拓宽气化工艺的煤种适用范围。气化过程中，煤矸石的粒径范围与所使用的煤的粒径范围相同。例如，气化工艺中，煤的粒径范围可以为0.01～10mm，优选为0.01～6mm，进一步优选为0.01～2mm，因此，煤矸石的粒径可以为0.01～10mm，优选地为0.01～6mm，进一步优选地为0.01～2mm，比如，煤矸石的平均粒径可以为0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.8mm、1mm、1.5mm、1.9mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。需要说明的是，气化设备中的物料在流化过程中，颗粒粒径较大则需要较大的最小流化速度；在煤颗粒流化之前，随着气化剂的增加，较大的颗粒容易沉积在床层底部，而较轻颗粒会被带到床层上部流化，出现明显的颗粒分离现象。本专利技术实施例中，由于煤矸石的粒径范围与煤的粒径范围相同，因此，煤矸石和煤的混合颗粒在共流化时，煤矸石能够与煤颗粒粒径良好的匹配，在气化过程中能够充分的均匀混合，而不会发生分层析出，从而有效地利用了煤矸石的有效热成分，并提高了气化设备内煤的灰熔点，避免了煤灰颗粒相互粘结结渣。具体地，通过控制煤矸石的添加量，可以有效地提高气化设备内煤灰中硅铝含量进而提高煤种的灰熔点，例如，煤矸石的添加量可以为气化过程中所使用的煤的总质量的0.01～40％，优选为0.01～30％，进一步优选为0.01～10％，比如0.01％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、15％、17％、20％、25％、30％、35％或40％。需要说明的是，本专利技术实施例提供的煤矸石综合利用方法，气化过程中，也可以在催化剂存在的条件下进行，也就是说，也可以将煤矸石利用于煤催化气化过程。具体地，在步骤S2所述的煤及煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矸石综合利用方法，其特征在于，包括：将煤、气化剂和煤矸石供应到气化设备内；所述煤及煤矸石与所述气化剂在所述气化设备内发生气化反应。

【技术特征摘要】
1.一种煤矸石综合利用方法，其特征在于，包括：将煤、气化剂、催化剂和煤矸石供应到流化床气化炉内；所述煤及煤矸石与所述气化剂在所述催化剂下在所述流化床气化炉内发生煤催化气化反应，所述煤催化气化反应的反应温度为600℃～800℃，所述煤矸石提高所述煤的灰熔点，以避免煤灰颗粒相互粘结结渣。2.根据权利要求1所述的煤矸石综合利用方法，其特征在于，所述煤矸石的粒径范围与所述煤的粒径范围相同。3.根据权利要求2所述的煤矸石综合利用方法，其特征在于，所述煤矸石的粒径为0.01～10mm。4.根据权利要求3所述的煤矸石综合利用方...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛燕东，金亚丹，李克忠，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13