一种调节煤灰熔融物流变特性和结渣微结构的调节剂及其使用方法技术

本发明专利技术涉及调节煤灰熔融物流变特性和结渣微结构的调节剂，采用级配细沙和级配钙铁石榴籽石作为煤灰熔融物流变性调节剂和灰渣微结构调节剂，其特征在于，由以下重量份数的组分制成，级配细沙为100份，级配石榴籽石为20份至400份；级配细沙为1000目15±3，800目15±3，600目40±10，200目30±8份。使用级配磨细沙和级配钙铁石榴籽石，两者按20:80～80:20混合。在制备水煤浆和煤粉中，按照煤灰比例的10～20添加。

【技术实现步骤摘要】
一种调节煤灰熔融物流变特性和结渣微结构的调节剂及其使用方法一、
本专利技术涉及新型化学功能材料领域，具体涉及一种改善煤灰熔融物流变性和灰渣微结构的调节剂。二、
技术介绍
煤灰的熔融物流变特性和结渣特性是由煤灰中矿物组成和煤灰化学成分所决定，关系到使用煤炭的气化炉、锅炉的稳定运行和顺利排渣。可以通过添加助剂的方式来改变煤灰化学成分，达到调控煤灰熔融特性、煤灰流变特性和灰渣微结构的目的。中国专利申请2007100593469提出了一种以低熔点煤为原料，掺入添加剂(如高岭土、石英砂等)混合，改善灰熔点的方法。该方法仅仅是以改善煤灰的元素组成调节煤灰的灰熔点，无法改善煤灰熔融浆体的流变特性，也无法调整煤灰结渣灰微结构。中国专利申请2006101049877，以CaCO382-93；Fe2O32-16，余量为MgCO3均匀混入煤中，在气化过程中能够改变其灰渣熔融特性，降低灰熔点，从而使灰渣以液态形式顺利排出，但无法实现灰熔点的提高和结渣特性的改善，不能从根本上解决问题。中国专利申请2010106174066，公开了一种提高生物质燃料灰熔点的方法，其主要特征是通过将复合添加物混合到生物质燃料中来实现提高生物质燃料灰熔点的目的。以生物质燃料中灰的质量为100份，所述复合添加物各组分的重量份数比如下：高岭土：5-20份，酸性白土0-15份，硅藻土：0-15份，膨润土：0-10份，煤0-20份，煤矸石：0-25份。将生物质燃料和复合添加物粉碎，并采用直接混合的方法均匀混合后，可使生物质燃料的灰熔点Ts(软化温度)得到大幅度提高，提高范围可达200-300℃，这种方法仅仅是通过改善灰成分提高灰熔点，对于灰的流变特性和结渣的微结构均没有考虑，因此无法从根本上解决问题，也无法降低灰熔点。中国专利申请2007100678753提出了一种基于蚁群优化BP神经网络模型的煤灰熔点预测方法。它将蚁群优化算法与BP神经网络算法相融合共同完成神经网络训练，以提高网络模型的训练精度和预报精度；并将该网络模型应用于煤灰熔点的预测，取得了良好的预测精度。这种方法仅仅提供了预测灰熔点的方法，但是没能涉及改变煤灰熔融体的流变特性，也没能改善结渣的结构，因此无法从根本上解决问题。中国专利技术专利申请2014104011861提出了一种燃煤电站锅炉掺烧低灰熔点煤种的系统与方法，属于燃煤电站锅炉运行
，其中，燃煤电站锅炉配置正压直吹式双进双出钢球磨，低灰熔点煤种、高灰熔点煤种分别各自从双进双出钢球磨煤机的一端送入钢球磨煤机中，经充分混合磨制后，磨煤机两端出粉均匀，掺混后混煤灰熔点较低灰熔点煤种有较大程度的升高；不同锅炉负荷下，可通过调整低灰熔点煤种和高灰熔点煤种所对应的给煤机皮带转速，来实现对低灰熔点煤种掺混比例的控制。在有效缓解锅炉结焦、保证锅炉安全运行的基础上，最大限度的提高低灰熔点煤种的燃用比例，降低燃料成本，提高燃煤电厂机组运行的经济性。这种方法虽然成本较低，但是无法精确调整煤灰熔点，也没有改善灰渣微结构，只能是相对粗犷的调节方式。三、
技术实现思路
专利技术目的：提出一种调节煤灰熔融物流变特性和结渣微结构的调节剂及其使用方法。能够比较精确的调整煤灰熔点，并改善灰渣微结构。使锅炉的稳定运行提高和顺利排渣。通过添加助剂的方式来改变煤灰化学成分，达到调控煤灰熔融特性、煤灰流变特性和灰渣微结构的目的。本专利技术技术方案：一种调节煤灰熔融物流变特性和结渣微结构的调节剂，采用级配细沙和级配钙铁石榴籽石作为煤灰熔融物流变性调节剂和灰渣微结构调节剂，其特征在于，由以下重量份数的组分制成，级配细沙为100份，级配石榴籽石为20份至400份。级配细沙为1000目15±3，800目15±3，600目40±10，200目30±8份。钙铁石榴籽石为1000目5，800目20±3，600目50±10，200目25±3。将上述得到混合物按煤炭灰分重量的10～20％，与水煤浆或煤粉混合制成燃料，在水煤浆锅炉、煤粉锅炉或水煤浆气化炉中1200～1500℃燃烧或气化，获得良好流变特性的熔融灰浆或松散结构的灰渣。以上助剂使用方法为：a.根据选定的煤种灰成分，将级配细沙和钙铁石榴籽石配制成调节助剂b.将助剂按照煤灰10～20％的比例加入煤种或水煤浆中，通过混合搅拌制备均匀的；本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种调节煤灰熔融物流变特性和结渣微结构的调节剂，不仅改善煤灰的灰熔点，还可以改变煤灰熔融物的流变特性或灰渣的微结构。本专利技术提供的改性方法操作简便，条件容易控制，为调整煤灰的排渣特性，排渣特性变好，排渣更为顺畅，本专利技术提供了有效的方法。四、具体实施方式为了更好的解释本专利技术，下面综合具体实施例对本专利技术进行进一步解释。实施例1：(1)以20份级配细沙，80份级配铁钙石榴籽石为原料，混合配制助剂；(2)将1.1千克助剂加入100千克浓度为66的平一煤(干基灰分为11)水煤浆中，在燃烧器中充分燃烧，收集煤灰并测试煤灰熔融物的流变特性，并与未加入助剂的水煤浆灰分进行；表1添加助剂前后平一煤灰熔融体的温度与粘度实施例2：(1)以80份级配细沙，20份级配铁钙石榴籽石为原料，混合配制助剂；(2)将0.8千克助剂加入100千克浓度为63的神华煤(干基灰分为6)水煤浆中，在燃烧器中充分燃烧，收集煤灰并测试煤灰熔融物的流变特性；表2添加助剂前后神华煤灰熔融体的温度与粘度实施例3：(1)以60份级配细沙，40份级配铁钙石榴籽石为原料，混合配制助剂；(2)将1.2千克助剂加入100千克山东煤煤粉(干基灰分为9)中，在燃烧器中1400℃充分燃烧，结束后收集器壁上的焦渣并测试其抗压强度并观察其结构。表3添加助剂前后山东煤灰熔融体的温度与粘度实施例4：(1)以33份级配细沙，67份级配铁钙石榴籽石为原料，混合配制助剂；(2)将2.1千克助剂加入100千克俄罗斯煤(干基灰分为7)中，在燃烧器中1400℃充分燃烧，结束后收集器壁上的焦渣并测试其抗压强度并观察其结构。表4添加助剂前后山东煤灰熔融体的温度与粘度温度(℃)抗压强度(PSI)未添加助剂62970添加助剂8219实施例5：(1)以45份级配细沙，55份级配铁钙石榴籽石为原料，混合配制助剂；(2)将2.1千克助剂加入100千克焦煤(干基灰分为9)中，在燃烧器中1300℃充分燃烧，结束后收集器壁上的焦渣并测试其抗压强度并观察其结构。表4添加助剂前后山东煤灰熔融体的温度与粘度温度(℃)抗压强度(PSI)未添加助剂65390添加助剂7331本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调节煤灰熔融物流变特性和结渣微结构的调节剂，其特征是采用级配细沙和级配钙铁石榴籽石作为煤灰熔融物流变性调节剂和灰渣微结构调节剂，其特征在于，由以下重量份数的组分制成，级配细沙为100份，级配石榴籽石为20份至400份；级配细沙为1000目15±3，800目15±3，600目40±10，200目30±8份。钙铁石榴籽石为1000目5，800目20±3，600目50±10，200目25±3。

【技术特征摘要】
1.一种调节煤灰熔融物流变特性和结渣微结构的调节剂，其特征是采用级配细沙和级配钙铁石榴籽石作为煤灰熔融物流变性调节剂和灰渣微结构调节剂，其特征在于，由以下重量份数的组分制成，级配细沙为100份，级配石榴籽石为20份至400份；级配细沙为1000目15±3，800目15±3，600目40±10，200目30±8份。钙铁石榴籽石为100...

【专利技术属性】
技术研发人员：何其慧，胡柏星，田万成，
申请(专利权)人：南京大学，南京百丝胜新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32