基于煤矸石助剂的气化用煤灰特性调控方法及装置与流程

本技术涉及煤气化，特别涉及一种基于煤矸石助剂的气化用煤灰特性调控方法及装置。

背景技术：

1、煤灰调控通常采用添加助剂的方法，即向煤中掺入石灰石、铁矿石、白云石等化学助剂，通过引入碱性氧化物与煤灰中的酸性氧化物发生反应，生成低熔点共熔物，从而降低灰熔点并改善灰渣黏度。

2、然而，相关技术中石灰石、铁矿石等助剂成本较高，增加了气化原料成本，导致运行成本持续增加，难以满足煤气化装置长期稳定运行的经济性要求。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于煤矸石助剂的气化用煤灰特性调控方法及装置，以解决相关技术中，由于助剂成本较高，导致运行成本持续增加，难以满足煤气化装置长期稳定运行的经济性要求等问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种基于煤矸石助剂的气化用煤灰特性调控方法，包括以下步骤：确定目标原煤和目标煤矸石助剂的灰成分、灰分产率，并基于目标原煤和目标煤矸石助剂，确定混合气化用煤灰；根据灰成分、灰分产率计算混合气化用煤灰的成分，并根据成分计算混合气化用煤灰的灰流动温度和对应温度下的黏度；根据灰流动温度和黏度确定满足预设可行条件的混合比例区间，根据混合比例区间确定满足预设优选条件的混合比例，以匹配混合气化用煤灰的调控策略。

3、通过以上技术手段，基于目标原煤和目标煤矸石助剂确定混合气化用煤灰，并计算混合气化用煤灰的灰流动温度及对应操作温度下的熔渣黏度，以确定混合比例区间及最终混合比例，可以在满足煤灰熔融特性要求的前提下优化煤矸石助剂添加比例，降低助剂使用成本和气化原料成本，提高气化过程的经济性。

4、可选地，在本技术的一个实施例中，在确定目标原煤和目标煤矸石助剂的灰成分、灰分产率之前，还包括：从目标煤矸石原料中，筛选满足预设粒径条件和预设富集条件的煤矸石粉料；对煤矸石粉料进行热活化处理，以得到满足预设活化条件的煤矸石助剂；确定煤矸石助剂的灰成分和灰分产率，以得到满足预设质量条件的目标煤矸石助剂。

5、通过以上技术手段，对煤矸石进行处理，以得到目标煤矸石助剂，可以提高煤矸石助剂的成分均匀性和理化性质稳定性，降低原始煤矸石中水分、粒径差异等因素对配煤及灰成分分析的影响，提高混合煤灰组成计算和灰流动温度、熔渣黏度预测的准确性，为后续助剂配比优化提供可靠基础。

6、可选地，在本技术的一个实施例中，混合气化用煤灰的成分的计算公式为：

7、，

8、其中，为混合气化用煤灰中氧化物i的含量，为第一种物料的质量比例，为第二种物料的质量比例，为第一种物料灰成分中氧化物i的质量分数；为第二种物料灰成分中氧化物i的质量分数；分别为第一种物料和第二种物料的灰分产率。

9、通过以上技术手段，根据灰成分和灰分产率计算混合气化用煤灰中氧化物的含量，可以综合考虑不同物料的灰分贡献及各氧化物组成，准确确定混合煤灰的化学组成，为灰流动温度及对应操作温度下熔渣黏度的预测提供可靠依据，从而提高混合比例优化结果的准确性和可靠性。

10、可选地，在本技术的一个实施例中，根据成分计算混合气化用煤灰的灰流动温度和对应温度下的黏度，包括：确定成分中的各氧化物和对应的灰流动温度系数和灰黏度系数；根据成分确定各氧化物在混合气化用煤灰中的质量百分数；根据灰流动温度系数、质量百分数计算灰流动温度，并根据灰黏度系数、质量百分数计算黏度。

11、通过以上技术手段，根据各氧化物质量百分数、灰流动温度系数和灰黏度系数计算灰流动温度及对应温度下的熔渣黏度，可以快速获得混合煤灰的灰熔融特性，提高灰熔融性能评价效率。

12、可选地，在本技术的一个实施例中，根据灰流动温度和黏度确定满足预设可行条件的混合比例区间，包括：响应于灰流动温度小于预设阈值，根据灰流动温度计算操作温度；将操作温度转换为绝对温度，以计算黏度；响应于黏度位于预设区间，输出目标原煤和目标煤矸石助剂的至少一个当前混合比例；根据至少一个当前混合比例构成满足预设可行条件的混合比例区间。

13、通过以上技术手段，根据灰流动温度和黏度条件构建混合比例区间，可以利用灰流动温度和熔渣黏度对候选混合比例进行约束筛选，排除不满足气化运行要求的混合比例，缩小优化范围，提高最终混合比例确定的准确性和效率。

14、本技术第二方面实施例提供一种基于煤矸石助剂的气化用煤灰特性调控装置，包括：确定模块，用于确定目标原煤和目标煤矸石助剂的灰成分、灰分产率，并基于目标原煤和目标煤矸石助剂，确定混合气化用煤灰；计算模块，用于根据灰成分、灰分产率计算混合气化用煤灰的成分，并根据成分确定混合气化用煤灰的灰流动温度和对应温度下的黏度；调控模块，用于根据灰流动温度和黏度确定满足预设可行条件的混合比例区间，根据混合比例区间确定满足预设优选条件的混合比例，以匹配混合气化用煤灰的调控策略。

15、可选地，在本技术的一个实施例中，基于煤矸石助剂的气化用煤灰特性调控装置还包括：筛选模块，用于从目标煤矸石原料中，筛选满足预设粒径条件和预设富集条件的煤矸石粉料；处理模块，用于对煤矸石粉料进行热活化处理，以得到满足预设活化条件的煤矸石助剂；获取模块，用于确定煤矸石助剂的灰成分和灰分产率，以得到满足预设质量条件的目标煤矸石助剂。

16、可选地，在本技术的一个实施例中，混合气化用煤灰的成分的计算公式为：

17、，

18、其中，为混合气化用煤灰中氧化物i的含量，为第一种物料的质量比例，为第二种物料的质量比例，为第一种物料灰成分中氧化物i的质量分数；为第二种物料灰成分中氧化物i的质量分数；分别为第一种物料和第二种物料的灰分产率。

19、可选地，在本技术的一个实施例中，计算模块，包括：确定单元，用于确定成分中的各氧化物和对应的灰流动温度系数和灰黏度系数；第一计算单元，用于根据成分确定各氧化物在混合气化用煤灰中的质量百分数；第二计算单元，用于根据灰流动温度系数、质量百分数计算灰流动温度，并根据灰黏度系数、质量百分数计算黏度。

20、可选地，在本技术的一个实施例中，调控模块，包括：响应单元，用于响应于灰流动温度小于预设阈值，根据灰流动温度计算操作温度；转换单元，用于将操作温度转换为绝对温度，以计算黏度；输出单元，用于响应于黏度位于预设区间，输出目标原煤和目标煤矸石助剂的至少一个当前混合比例；构成单元，用于根据至少一个当前混合比例构成满足预设可行条件的混合比例区间。

21、本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的基于煤矸石助剂的气化用煤灰特性调控方法。

22、本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的基于煤矸石助剂的气化用煤灰特性调控方法。

23、本技术第五方面实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被执行时，以用于实现如上的基于煤矸石助剂的气化用煤灰特性调控方法。

24、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。