一种煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法技术

本发明专利技术公开了一种煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法，包括以下步骤：(1)以煤气化细渣为原料，通过泡沫浮选技术实现气化细渣的炭‑灰分离，分离出残炭；(2)以生物质为原料，通过快速热解技术制备生物质热解油；(3)将步骤(1)得到的残炭和步骤(2)得到的生物质热解油混合，制备浆体燃料。本发明专利技术通过泡沫浮选技术分离气化细渣残炭和尾矿灰，实现气化细渣资源化利用。生物质快速热解技术获得高能量密度且能够长距离运输的生物质快速热解油。

A method for preparing slurry fuel by mixing residual carbon from coal gasification slag and biomass fast pyrolysis oil

【技术实现步骤摘要】
一种煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法
本专利技术属于浆体燃料
，特别涉及一种煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法。
技术介绍
煤炭储量丰富且煤炭是我国最重要的一次能源。煤炭气化技术是煤炭高效清洁转化的重要源头。气化细渣是煤炭气化工艺中的主要煤基固废之一，其含碳量25-50wt％，目前主要的处理方式是填埋，给环境可持续发展与能源安全带来巨大挑战。气化细渣中残炭的有效分离和回收是实现煤炭高效转化和提升尾矿灰等级的重要途径。此外，生物质作为可再生资源，植物秸秆或木材自古以来是重要的能源来源。但其存在能量密度低，运输费用高的难题，如何高效的大规模使用生物质是急需解决的难题。生物质快速热解技术能够将低密度的生物质在较短时间内转化成部分高能量密度的生物质热解油，可实现生物质资源的长距离运输同时具有良好的环境效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法，将煤气化细渣残炭悬浮到生物质热解油中，气化细渣残炭贡献更高能量密度，生物质热解油则贡献高流动性和活性。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法，包括以下步骤：(1)以煤气化细渣为原料，通过泡沫浮选技术实现煤气化细渣的炭-灰分离，分离出残炭；(2)以生物质为原料，通过快速热解技术制备生物质热解油；(3)将步骤(1)得到的残炭和步骤(2)得到的生物质热解油混合，制备浆体燃料。所述步骤(1)中，得到的残炭的烧失量高于65wt％，热值超过20MJ/kg，75微米以下尺寸残炭占比超过80wt％。所述步骤(1)中，泡沫浮选过程分离获得的尾矿灰烧失量低于4wt％。所述步骤(2)中，生物质为作物秸秆或木材。所述步骤(2)中，快速热解在500℃的惰性环境下进行。所述步骤(2)中，得到的生物质热解油热值为18MJ/kg。所述步骤(2)中，得到的生物质热解油需在5℃以下保存。所述步骤(3)中，残炭质量比大于0且小于等于20wt％。在上述范围内，调整残炭和生物质热解油的配比，并考察所得浆体燃料的静态稳定性、粘度和流动行为指数相对于残炭浓度的关系函数，使浆体燃料的静态稳定性高于70％，粘度小于1000mPa·s，流动行为指数小于1，通过以上三个指标，确定残炭的最大配入量，制备浆体燃料。其中，通过考核时间15天的静态稳定性测试得到静态稳定性，通过流变仪测试得到粘度，通过剪切力和剪切速率计算得到流动行为指数。有益效果：本专利技术提供了一种煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法，通过泡沫浮选技术分离气化细渣残炭和尾矿灰，实现气化细渣资源化利用。生物质快速热解技术获得高能量密度且能够长距离运输的生物质快速热解油。具有如下优点：1.通过泡沫浮选技术实现气化细渣的炭-灰分离，回收高能量密度残炭的同时，将细渣尾矿灰升级。原来只能填埋处理的气化细渣经此过程处理后，既获得了高能量密度的残炭，也获得了高附加值的一级灰。2.生物质则通过成熟的快速热解技术转换成高附加值的生物质热解油，能量密度大幅提高且实现了长距离运输的可能，有望拓宽低能量密度生物质的大规模利用。3.气化细渣残炭与生物质热解油混合制备浆体燃料，实现资源的高效转化，其路线符合我国能源可持续发展的国情需求，具有一定的现实意义。附图说明图1为本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。如图1所示，一种煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法，包括以下步骤：(1)以煤气化细渣为原料，通过泡沫浮选技术实现气化细渣的炭-灰分离，分离出残炭；得到的残炭的烧失量高于65wt％，热值超过20MJ/kg，75微米以下尺寸残炭占比超过80wt％，泡沫浮选过程分离获得的尾矿灰烧失量低于4wt％，尾矿灰可用于建筑行业。(2)以生物质为原料，通过快速热解技术制备生物质热解油；其中，生物质为作物秸秆或木材，快速热解在500℃的惰性环境下进行，得到的生物质热解油热值为18MJ/kg，得到的生物质热解油需在5℃以下保存。(3)将步骤(1)得到的残炭和步骤(2)得到的生物质热解油混合，残炭质量比大于0且小于等于20wt％。在上述范围内，调整残炭和生物质热解油的配比，并考察所得浆体燃料的静态稳定性、粘度和流动行为指数相对于残炭浓度的关系函数，使浆体燃料的静态稳定性高于70％，粘度小于1000mPa·s，流动行为指数(假塑性)小于1，通过以上三个指标，确定残炭的最大配入量，制备浆体燃料。下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例一种煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法，包括以下步骤：步骤a，煤气化细渣经过浮选富集残炭，残炭的烧失量高于65wt％，热值超过20MJ/kg，浮选出来的残炭粒径细小，75微米以下尺寸颗粒占比约84wt％，粒度细小无需研磨处理可直接用于制备浆体燃料；浮选过程分离获得的尾矿烧失量低于4wt％，此指标达到一级粉煤灰标准。步骤b，生物质以松木为例，在500℃的惰性环境下快速热解制备热解生物质油，其水分含量30wt％以内，粘度小于100mPa·s，热值约18MJ/kg；生物质热解油需保存在5℃以下低温环境中，防止存储过程中老化变质。步骤c，将步骤a得到的残炭与步骤b得到的生物质热解油均匀混合，残炭质量比大于0且小于等于20wt％，在上述范围内，调整残炭和生物质热解油的配比，并考察所得浆体燃料的静态稳定性、粘度和流动行为指数相对于残炭浓度的关系函数，使浆体燃料的静态稳定性高于70％，粘度小于1000mPa·s，流动行为指数小于1，通过以上三个指标，确定残炭的最大配入量，制备浆体燃料。其中，通过考核时间15天的静态稳定性测试得到静态稳定性，通过流变仪测试得到粘度，通过剪切力和剪切速率计算得到流动行为指数。本专利技术通过泡沫浮选技术实现气化细渣的炭-灰分离，回收高能量密度残炭的同时，将细渣尾矿灰升级。原来只能填埋处理的气化细渣经此过程处理后，既获得了高能量密度的残炭，也获得了高附加值的一级灰。生物质则通过成熟的快速热解技术转换成高附加值的生物质热解油，能量密度大幅提高且实现了长距离运输的可能，有望拓宽低能量密度生物质的大规模利用。气化细渣残炭与生物质热解油混合制备浆体燃料，实现资源的高效转化，其路线符合我国能源可持续发展的国情需求，具有一定的现实意义。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)以煤气化细渣为原料，通过泡沫浮选技术实现煤气化细渣的炭-灰分离，分离出残炭；/n(2)以生物质为原料，通过快速热解技术制备生物质热解油；/n(3)将步骤(1)得到的残炭和步骤(2)得到的生物质热解油混合，制备浆体燃料。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)以煤气化细渣为原料，通过泡沫浮选技术实现煤气化细渣的炭-灰分离，分离出残炭；
(2)以生物质为原料，通过快速热解技术制备生物质热解油；
(3)将步骤(1)得到的残炭和步骤(2)得到的生物质热解油混合，制备浆体燃料。


2.根据权利要求1所述的煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，得到的残炭的烧失量高于65wt％，热值超过20MJ/kg，75微米以下尺寸残炭占比超过80wt％。


3.根据权利要求1所述的煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，泡沫浮选过程分离获得的尾矿灰烧失量低于4wt％。


4.根据权利要求1所述的煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，生物质为作物秸秆或木材。


5.根据权利要求1所述的煤气化细渣残炭与生物质快速热解油混合制备浆体燃料的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，快速热解在500℃的惰性环境下进行。

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【专利技术属性】
技术研发人员：郭凡辉，武建军，张一昕，苗泽凯，郭旸，赵旭，郭振坤，刘虎，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32