CFB锅炉燃烧高硫石油焦的灰渣综合利用研究

循环流化床锅炉在燃烧含硫石油焦时,通过加入石灰石在燃烧的过程中以固态的形式脱硫,燃烧后将产生大量的灰渣,过去处理灰渣最通常的方式是作土地填埋。从灰渣的化学、物理特性试验研究出发,寻找循环流化床灰渣在建筑材料、农业应用和水泥添加剂方面的利用途径,研究了更加经济有效的灰渣处理方法。

以煤焦混合物为燃料的循环流化床锅炉SO_2排放特性

在工业运行的410t.h-1循环流化床锅炉上进行烟煤、70%烟煤+30%石油焦和50%无烟煤+50%石油焦的燃烧试验,研究了运行参数对SO2排放特性的影响。结果表明,3种燃料均能达到良好的燃烧效果,炉内温度场分布均匀。在相同燃烧条件下,不同燃料SO2排放量与其中的含硫量呈正相关关系。SO2排放量随温度的升高先减小后增大,存在最佳脱硫温度;随钙硫比的增大而减小;随过量空气系数的增大而减小;随飞灰再循环量的增大而减小。对于不同种类的石灰石,大比表面积和高比孔容积的石灰石对SO2有较好的脱除效果。考察了燃用不同燃料的最佳温度、钙硫比和过量空气系数,阐述了飞灰再循环和石灰石微观结构在循环流化床锅炉脱硫中的机理和作用,以期对循环流化床的设计和运行工作提供指导。

脱硫石油焦灰对硫铝酸盐发泡水泥性能的影响

研究了脱硫石油焦灰掺量对发泡水泥性能的影响,分别以脱硫石油焦灰单掺、脱硫石油焦灰与粉煤灰或矿粉复掺进行对比试验,研究3种体系对发泡水泥制品的干表观密度、抗压强度和气孔孔径的影响。结果表明,硫铝酸盐水泥-脱硫石油焦灰-粉煤灰发泡体系的制品性能最佳。

脱硫石油焦灰-硫铝酸盐水泥发泡体系的性能试验研究

以硫铝酸盐水泥和脱硫石油焦灰为复合胶凝材料,基于双氧水发泡工艺制备发泡保温材料。研究了水胶比和发泡剂用量对脱硫石油焦灰—硫铝酸盐水泥发泡体系抗压强度和干表观密度的影响。试验结果表明,水胶比相同时,发泡水泥的干表观密度和抗压强度均随发泡剂用量增加而降低,而抗压强度在发泡剂增加到一定程度时趋于稳定;发泡剂用量相同时,干表观密度随水胶比增加而先增加后降低,抗压强度随水胶比增加总体呈上升趋势。其中当水胶比较低时,试块强度增长较快;当水胶比较高时,试块强度趋于稳定。

混酸法提纯石油焦煅烧收尘粉的试验研究

通过氢氟酸-盐酸作为浸出剂对石油焦煅烧收尘粉进行提纯试验研究,分析了液固比、反应温度、HF体积含量、反应时间、原料粒度对收尘粉脱灰效果的影响。结果表明,当混酸与收尘粉的液固比为2.5 mL/g、HF体积含量为30%、反应温度为50℃、反应时间为50 min,原料粒度为-0.074 mm时除灰效果较好,平均灰分含量由2.6%下降至0.25%,收尘粉性能品位提升明显。

微波灰化-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定石油焦中铁

采用微波灰化技术处理石油焦样品,用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铁含量,优化了仪器工作参数和试验条件。结果表明,标准曲线在0-50.0 mg/L范围呈线性,线性关系r=0.99998,方法检出限为0.03 mg/L,加标回收率为99.70%-102.99%,相对标准偏差为0.41%-1.32%,该方法快速简便,可作为石油焦铁含量的日常检验。

ICP-AES法测定高纯石油焦和高纯煤沥青灰分中16个元素

研究了采用ICP-AES法快速测定高纯石油焦和高纯煤沥青灰分中16种杂质元素Al、Ca、Cr、Cu、Co、Fe、K、Li、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Ti、V、Zn的分析方法。对样品的溶解方式和影响测定结果的各种因素进行了研究,确定了试验的最佳测定条件。运用ICP-AES对灰分中16种杂质元素的检出限、回收率及精密度进行了测定,结果显示,各元素的检出限在0.000 039～0.025μg/mL,方法的回收率在95.0%～105.9%,相对标准偏差(RSD)1.00%。本方法分析高纯石油焦和高纯煤沥青灰分中的杂质元素,能够满足高纯石墨研究工作的要求。

石油焦配煤炼焦试验研究

通过对石油焦的特性研究及配煤炼焦试验,考察其对配煤黏结性能及焦炭质量的影响,研究结果表明,添加石油焦会引起煤的黏结指数下降,加入石油焦配煤炼焦会降低焦炭灰分,提高焦炭硫分,降低焦炭冷强度,提高焦炭热强度。

烟煤与石油焦混烧时静电除尘器运行条件的变化

通过B&W410t/h和HG220t/h煤粉锅炉掺烧石油焦的试验研究,介绍了因掺烧所引起的烟气排放量、含尘浓度、化学成份等烟气特性方面以及粉尘颗粒组成、成份和导电性能等粉尘特性方面的变化,并分析了它对静电除尘器的运行条件所造成的影响.

干煤粉气化炉原料煤掺配高硫石油焦气化适应性研究

针对目前高硫石油焦利用率低的问题,选取两种典型高硫石油焦(JL、US)分别与AQ006煤掺配,考查了掺配两种焦的可磨性、灰熔融特性、黏温特性、CO2反应性,并进行了气化模拟计算。结果表明:两种石油焦具有低灰、低挥发分、高硫、高发热量等特点,且两种焦在不同掺配比例下,配煤的可磨性指数均高于80,是优质的粉煤气化配煤原料。AQ006煤分别掺配两种焦的灰熔融温度均高于1500℃,添加石灰石可有效降低掺配质量分数25%JL焦和US焦(焦∶煤=1∶3)的配煤灰熔融温度至1 400℃以下,且在石灰石质量添加量为6%时,两种掺配焦的高温灰渣黏度在2～25Pa.s的温度区间都高于200℃,满足Shell气化炉操作要求。与单独JL焦、US焦相比,配煤的CO2反应性显著提高。模拟计算结果表明掺配石油焦加助熔剂方案与中国石化安庆分公司Shell气化炉现用配煤方案相比,有效气产量增大,比氧耗和比煤耗有所下降。

延迟焦化装置石油焦灰分异常原因分析及应对措施

从原料减压渣油性质、回炼脱油沥青和轻质油浆、掺炼"三泥"、使用热电污水等方面,分析了延迟焦化装置石油焦灰分发生异常的主要原因。结果表明:热电污水是造成石油焦灰分质量分数超标的主要原因;将热电污水送入污水汽提装置处理后,不仅解决了石油焦灰分质量分数过高的问题,同时也解决了外排污水中总氮质量浓度超标的问题。

石油焦灰钒镍浸出特性和赋存形态研究

以一种玻璃工业炉窑副产的高硫石油焦灰为原料,采用单因素实验探究了其赋存形态及浸出条件对钒镍浸出率的影响。结果表明:在浸出温度为95℃,浸出时间为40 min,液固比为9 L/kg,硫酸用量为15 mol/kg的条件下,当水为浸出剂时,浸出液显酸性,钒和镍的浸出率分别为60.47%和71.67%,高于其他种类石油焦灰,这是由于石油焦灰在燃烧过程中有硫酸生成及钠盐的活化作用。当硫酸为浸出剂时,钒的浸出率提高到94.68%,而镍的浸出率增加较小,为74.70%。石油焦灰中钒主要为水溶态和酸溶态,而镍基本为水溶态和酸不溶态。由XRD、FT-IR、SEM-EDS分析结果可知,石油焦灰中的水不溶态钒主要以多种钒酸盐的形式存在,而酸不溶态镍为钒酸镍。

石油焦中钒和镍对高铁煤灰渣黏-温特性的影响

高硫石油焦与煤气流床共气化是其高效洁净利用的可行途径,气化灰渣的黏-温特性决定着气化炉的稳定运行,石油焦灰富含的V和Ni可引起共气化灰渣的黏-温特性变化,然而石油焦中的V和Ni对高铁煤灰黏-温特性的影响尚不清楚。选择一种高铁的气化煤灰,通过添加V_(2)O_(5)和NiO研究了V和Ni对高铁煤灰渣黏-温特性的影响规律。结果表明:随着V_(2)O_(5)和NiO添加量的增加,全液相的灰渣黏度呈降低趋势,降温过程中V与Al、Fe形成了尖晶石,导致灰渣黏度急剧增加,使灰渣黏-温特征曲线逐渐趋向结晶渣,导致气化炉可操作温度范围变窄;灰渣中Fe更易与V形成尖晶石(FeV_(2)O_(4))晶体析出,Fe可促进灰渣中Ni还原为金属Ni,Ni与Fe团聚形成合金小球析出,并起到非均相晶核作用,促进尖晶石在其表面析出;V和Ni均可导致FeO以固相析出,进而使降温过程中液相渣的黏度增加,这也使含V和Ni的高铁煤灰渣黏度随着温度降低时的增加速率比高钙灰渣更快。

煤和石油焦混烧过程NO生成规律实验

石油焦是石化行业常用的固体燃料,通常以和煤混烧的形式加以利用,由于其硫分高,一般需采用石灰石炉内脱硫工艺,而添加石灰石以及燃烧中产生的各种固相物质可能会对氮氧化物的排放产生影响。为了探索这方面的规律,在水平管式炉反应器上研究了石灰石、煤灰、石油焦灰、飞灰、底渣以及炉膛内固相物质在煤和石油焦混烧过程对NO生成的影响。结果表明:CaO可以缩短焦炭的燃尽时间,也可以抑制SO_2的生成;石灰石对NO生成有显著的促进作用,这是由石灰石本身或者石灰石的分解过程造成的;含Fe、V、Ni较多的煤和石油焦的灰也可以明显促进NO的生成;而飞灰、底渣以及炉膛中部飞灰对NO的生成影响不明显。该结论有助于理解煤和石油焦燃烧过程中固相物质对氮氧化物排放的影响,对采取合理措施降低氮氧化物排放有积极意义。

原料煤掺烧高硫石油焦在Shell气化炉中的应用

介绍了石油焦掺烧方案的提出背景,讨论了石油焦与原料煤的混配流程与控制指标,分析了石油焦掺烧对后续工艺系统的要求及可能造成的影响,总结了采取的处理措施。石油焦掺烧后,装置的运行结果表明:高硫石油焦可以满足Shell气化炉的调整入炉煤灰分的要求,在灰分高且灰分含量波动较大的原料煤中,合理掺烧石油焦,可以很好地调整入炉煤灰分含量,确保Shell气化装置实现长周期、高负荷运行。

高酸原油脱钙实践与探讨

高酸原油通常指酸值高于1mgKOH/g的原油,由于酸值高,在炼制过程中容易导致设备在高温部位发生腐蚀,给炼油装置长周期运行带来不利影响。惠州炼油设计加工渤海蓬莱19-3原油,该原油属于典型的高酸值原油,具有低硫、高氮、高酸、高金属含量的特点,按原油类型分类属于环烷中间基原油。随着蓬莱原油开采深度的增加,原油中的钙、镁离子含量明显增加,金属含量中钙、镁总含量上升明显,由60mg/kg上升至220mg/kg,为初期的3～4倍。当蓬莱原油的加工比例在60%以上时,会导致石油焦灰分含量超过0.5%,最高值达到1.0%。通过原油深度电脱盐及控制高钙镁含量的蓬莱原油掺炼比例,可生产1B级石油焦。当蓬莱原油掺炼比例较大时,可考虑加注脱钙剂。进行了蓬莱原油脱钙试验,根据试验结果,选用一、二、三级罐均参与反应的流程时,当混合阀压降为50～60kPa,注剂量为400μg/g时,总钙镁脱除率可达83.55%,但对含盐污水COD及常顶污水pH值影响较大。

掺烧石油焦锅炉降低飞灰含碳量研究

某炼化企业自备电站410t/h掺烧石油焦循环流化床锅炉(简称CFB锅炉)飞灰含碳量高达15%以上,导致锅炉效率下降。通过对锅炉床层温度、一次及二次风量、过剩含氧量、床层压差、石灰石添加量等因素进行优化调整:当床温度为880～920℃之间时,飞灰含碳量降低效果较好,锅炉热效率提高;适当减小一次流化风量,增加二次风量在100～110t/h之间,有助于燃煤的充分燃烧,飞灰含碳量也相应降低;控制烟气含氧量在4.5%～5.5%范围内,床层压差在4.5～5.0kPa之间,对降低飞灰含碳量有明显作用;在保证脱硫效果的情况下适当减小炉内石灰石脱硫剂的使用量,也可降低飞灰含碳量。在运行中可根据飞灰含碳量的变化调整燃烧工况,维持床层温度、一二次风量、过剩含氧量、床层压差和石灰石添加量在合理范围内,以优化密相区和稀相区的燃烧份额,降低机械不完全燃烧热损失,有效降低锅炉飞灰可燃物至8%以下,可提高锅炉热效率0.5%。

石油焦高温催化气化的可行性研究

低气化反应性是制约石油焦气化利用的重要因素,为探究石油焦高温催化气化的可行性,采用下落式固定床气化反应系统,结合SEM-EDS分析技术,详细研究了石油焦在高温条件下的催化气化行为。结果表明:在1400℃下,石油焦与褐煤的气化反应性有15倍之差,富含Fe、Ca的氧化物和褐煤灰对石油焦的气化具有明显的促进作用,可将石油焦的气化反应性提高8倍之多,已接近褐煤的气化反应性;气化温度高于煤灰的熔融温度时,未反应碳的存在抑制了矿物质熔融,为石油焦高温催化气化的发生提供了可能。石油焦与煤共气化是改善石油焦高温气化反应性的有效方法。

多种工业固废协同制备高贝利特硫铝酸盐水泥的探索性研究

以石油焦脱硫灰渣、粉煤灰为主要原料,电石渣、铝矾土为校正原料,一次烧成含CaSO4成分的高贝利特硫铝酸盐水泥。确定了水泥熟料的烧成制度、矿物组成及含量,研究了其物理力学性能。结果表明,m(石油焦脱硫灰渣)∶m(粉煤灰)∶m(电石渣)∶m(铝矾土)=3.65∶1.00∶2.72∶1.93时,固废利用率高达80%,熟料的烧成温度为1250~1325℃,保温时间为15~30 min,冷却方式为吹风快冷或(26±2)℃室温下自然冷却;在最适宜的1300℃、30 min、吹风快冷条件下,制得的水泥熟料物理力学性能优异,初、终凝时间分别为20.1、30.6 min,1、3、7、28 d抗压强度分别为43.1、52.8、56.4、64.3 MPa。

石油焦与煤炭的气化性能比较

对高硫石油焦和气化煤及其灰样进行元素分析、XRD、热重和反应活性分析。结果表明:石油焦具有灰分极低、反应活性差的特性;石油焦灰样中碱性氧化物非常低,酸碱比大,因此灰熔融温度高于煤炭。在利用上可通过与煤掺配改善石油焦反应性作为气化原料。