云南褐煤水煤浆成浆性分析
水煤浆
水煤浆的燃烧性
• 1 煤质对水煤浆燃烧性的影响 • 2.流变性对水煤浆燃烧性的影响
1 煤质对水煤浆燃烧性的影响
• 水煤浆作为代油燃料，首先要具有高的热值，容易点火， 便于排渣，污染小。水煤浆的热值与煤阶，灰分，浓度有 关。煤阶越高，灰分越低，热值就越大。煤浆的高位发热 量与浓度的关系如下式所示 Qgr，ar=Qgr.d×c∕100－6（9×Wd（H）•c／100＋ 100－c） 式中Qgr，d——煤炭干燥基高位发热量，kJ/kg C——水煤浆质量分数，% Wd（H）煤炭干燥基氢含量，% 在水煤浆开发初期，由于考虑追求高热值和解决环保问题， 要求煤炭灰分为6%~10%,硫分低于1%。随着对煤浆性演 剧的深入，对此已有不同的见解。
• 不溶或难溶矿物质对煤浆的流动性几乎无 影响，而可溶性矿物质则不同。特别是高 价金属阳离子，很少量就足以使煤浆失去 流动性。这是因为金属阳离子会使颗粒表 面的阴离子的电位降低，减少了固体颗粒 间的斥力作用，导致水煤浆的黏度升高。 另外灰分高会造成对泵，阀，管道及喷嘴 的磨损，另外，灰分每升高1%可燃质则相 应降低1%。
水煤浆不能解决的问题
• 灰尘的污染仍然存在 • 与煤粉炉相比经济性尚不可比 • SO2污染不能彻底解决
水煤浆技术的定位
• • • •
不能简单地作为一个市场问题 作为清洁煤技术的一种来讨论 只有大规模管道运输才有意义 近期以代油燃料为主，必须仔细论证
水煤浆制备技术
高浓度水煤浆CWM质量及标准
○质量指标：燃料（煤质）指标和流体指标 ○主要质量指标： • 浓度：60—70% • 粘度：≤1500m.pas(100S-1,25℃) • 粒度：平均40—45um，0.06mm • 稳定性：1—3个月不发生硬沉淀 • 发热量（Qnet,ar）：4500-5000kcal/kg • 灰分（Aar）:＜7% • 硫分（St,ar）:＜0.35% ○用于：冶金、化工、发电
• 缺点
因煤浆黏度过高而丧失磨矿功效。对水煤 浆产品粒度分布的调整有一定的局限性。
• 中浓度磨矿制浆工艺
• 特点 很少采用单一磨机中浓度磨矿工艺 ，
为改善最终产品的粒度分布，先从粗磨 产品中分出一部分再进行细磨 。
• 缺点 粒度分布欠佳。
• 高、中浓度磨矿级配制浆工艺
• 特点 是将原来的二段中浓度磨矿级配工艺中的
缺点：
杂质含量大，因此，除易制浆煤种外， 通常都不能单独应用。
典型的是木质素磺酸盐甲醛缩合物。
• 磺化腐殖酸盐
和木质素一样，所得固体产物不 是单一化合物，而是分子量和结构不 同的许多化合物的缩合物。其组成和 结构至今尚无统一的认识。
优点：
分散性能更佳，可单独使用，添加 量约 l%~l 5%。
缺点：
特点：
减黏作用及流动性好
褐煤改性对水煤浆浓度影响的研究
（ １ Ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｍ ｈ Ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｒ（ ，Ｃｏ ａ ｌ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｍｉ ｚ ｔ ａ ｒ ｅ Ｔｅ ￣ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０１ ３， Ｃｈｉ ｎ ａｉ ２． ［ ￣ ＇ ｎ ｅ ｒ ｇｙ Ｓ ａ ・ ｒ ｉ ｎ ｇ １ （ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇＹ Ｂｒ ａ ｎｈ ｉ Ｃｈ ｉ ｎ ｋ（ ； ｏ ａｌ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ￣ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ｌ ０ ０ ０１ ３，Ｃｈ ｉ ｎ ａ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄｉ ｎｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｄｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｗｏ ｔ ｙ ｐｅ ｓ ｏ ｆ ｌ ｉ ｇ ｎｉ ｔ ｅｓ ｆ ｒ ｏｍ Ｙｕ ｎｎ ａ ｎ ａ ｎ ｄ Ｈｕ ｌ ｕｎｂ ｅｉ ｅｒ ｕｎ ｄ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｄｉ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｏ ｆ ｍ ｕｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏｒ ｓ ，ｔ ｈｅ ｏ ｐｔ ｉ ｍａ ｌ ｏ ｐ ｅｒ ａ ｔ ｉ ｎｇ ｃ ｏ ｎ ｄｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ ｌ ｉ ｇ ｎｉ ｔ ｅ ｍｏ ｄｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｅ ｘｐ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅｎｔ ｗａ ｓ ｏ ｂｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ：ｔ ｈｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｗ ｃ ｏ ａ ｌ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅｓ
水煤浆气化工艺对原料煤的要求
水煤浆气化工艺对原料煤的要求
水煤浆气化炉工艺原则上在高于灰熔点5O~100~C以上的温度下操作,以便于顺利排渣,根据德士古水煤浆气化厂的生产经验,水煤浆加压气化用煤选择原则应以煤的“气化性能及稳定运行性能”为主。
2.1煤的灰分含量
灰分是煤中的无用形式成分,为使其能顺利地以液态形式排出水煤浆气化炉,必须将温度升至其灰熔点以上,无谓的增加了氧气消耗有资料表明,在同样的气化反应条件下,灰分每增加l%,氧耗增加0.7%~0.8%,煤耗增大1.3%一1.5%;其次灰分增加,使烧嘴和耐火砖的磨损加剧,寿命大大缩短,同时灰、黑水中的固含量升高,系统管道、阀门、设备的磨损率大大加剧,设备故障率提高。灰分含量高对成浆性能也有一定的影响,除使煤浆的有效成分降低之外,还使煤质的均匀性变差,消弱了煤浆分散剂的分散性能,在相同的情况下,对提高煤浆浓度不利。建议所选煤样的灰渣干基含量不高于l3%。
2.2煤的最高内水含量
煤的内水含量对气化过程的主要影响表现在对成浆性能的影响,一般认为煤的内水含量越高,煤中的O/C越高,含氧官能团和亲水官能团越多,空隙率越发达,煤的制浆难度越大。煤质对成浆性能的影响是多方面的,各影响因素之问密切相关。煤的内在水含量越高时所制得的煤浆浓度越低,而且使添加剂的消耗、煤耗、氧耗均有一定的增加,综合技术与经济方面考虑,水煤浆加压气化原料用煤的最高内在水含量以小于8%为宜.
2.3煤渣的熔融特性
煤灰的熔融特性是煤的灰熔点(还原条件下),煤的灰熔点以低于反应温度
50~100~C为宜(熔融温度)。若煤的灰熔点提高,为使气化炉顺利排渣,必须将气化
低阶煤、褐煤干法制备气化用高浓度水煤浆技术
国内水煤浆的制备采用湿法技术。采用湿法工艺，选用长焰煤 、弱粘煤、不粘煤等低变质程度煤种，制备水煤浆浓度只能达 到60%。褐煤的制浆浓度只能达到50%。 球磨机、棒磨机制备的水煤浆平均粒度为40-50微米，达不到 微细程度，无法实现高固体堆积密度和优化级配，也无法破坏 煤中的结合水。 由于颗粒平均粒度大，颗粒表面粗糙度增加，减少固体堆积密 度。并增加添加剂的消耗量。 以低阶煤制备高浓度水煤浆国内外都没有取得实质性的进展。 国内外也有类似的采用干法制备水煤浆技术，但是，在干法粉 碎时，没有达到煤粉微细化，没有考虑实现优化级配，所以没 有从根本上解决难成浆煤制备高质量水煤浆的难题。
宁煤65%水煤浆
粘度：1076.5 mPa.s
64% CWS, 8# 新疆伊犁伊泰煤
大唐东胜利煤矿褐煤湿法水煤浆浓度为48%，粘度 1456.8 mPa.s，不适合水煤浆气化要求。 采用单磨机级配一次成浆后水煤浆浓度为65.8%、粘度 1225.8 mPa.s、平均粒度19.9微米，达到煤气化的要求。
制备高浓度 CWS
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
物理性质 - 球形度; - 优化 PSD; - 破坏毛细结构； 化学性质 - 消除亲水含氧官能团间的氢键，释放结 合水.
低阶煤煤粒度和表面粗糙度的关系
Jiaxun Liu, et al., Fuel, 2010, 89(12), 3884–3891
中国煤的成浆性研究
得 到的最 显著 的参数 ∞ （ ｄ ） Ｏ ａ ，加 到 上面 的变 量表 中 ，当变 量数 为 ２ ，煤 样 数 为 １ ，取 临 界值 Ｆ＝１ ｆ ３ ７ ０ 时 ，计算 机逐 步 分析 的结 果是 只 和氧含 量 有关 ．取临 界值 Ｆ＝４时 ，计 算 机逐 步 分析 的结果 与 回归方 程
（ ） 相 同 ． 当 Ｆ 降 低 到 ２时 ， 定 粘 浓 度 除 了 和 氧 含 量 、 浸 出 离 子 量 ｌ 、 表 面 羟 基 浓 度 有 关 外 ， 还 和 煤 ４ ２ Ｊ
＊ 华 煤 水 煤装 技 术 联 台 中心 ，中 国 矿 业 太学 北 京 研 究 生 部 ，堞 炭 科 学研 究 总 院北 京煤 化 学 研 究 所 等 中 国攥 的性 质 与 成 浆 性 的 关 系 研究 “ 五 ” 攻 关 报 告 （５— ０一 １ ０ ０ ） １９ 八 ８ ２ Ｏ — ２１ ９５
收 稿 日朗 ： ｌ ９ ０ Ｉ ９７ ３ ３
随 后 ，先 进 行 预 制 浆 以 确 定 有 关 参 数 ， 然 后 ，
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 ２期
朱 书 全 等 ：中 国煤 的成 浆 性研 究
１９ ９
进 行 正 式 制 浆 ． 制 浆 试 验 得 到 的 浆 样 用 粘 度 计 测 量 流 变 特 性 ．最 后 根 据 浓 粘 关 系 曲 线 确 定 水 煤 浆 的 ｃ （ 表 １ 见 ） 据 此 和 煤 的 分 析 数 据 ， 分 析 煤 的 性 质 对 成 浆 性 的 影 响 ．
褐煤气化技术
褐煤气化技术研究
一、引言
大力发展煤化工是我国未来能源发展的主要趋势，煤化工涉及煤的焦化、气化、液化以及煤化工制品等多个领域，随着科技进步和技术的不断成熟，煤的洁净化、高效燃烧、联合循环发电、干熄焦、炼焦过程自动化、煤炭气化以及环保洁净能源为主的煤化工能源技术越来越得到广泛的重视和应用。与其它国家相比，我国的烟煤、无烟煤等优质煤炭资源储量比较丰富，但作为不可再生能源，已被充分利用，走向枯竭是必然趋势。而褐煤是一种煤化程度仅高于泥炭的煤炭资源，据不完全统计，中国褐煤储量达2118亿t，探明储藏量达1280亿t。对烟煤、无烟煤进行保护性开采利用，发展褐煤气化技术、拓展褐煤开发利用空间是当前我国节能技术政策优先发展的方向之一。
在我国，褐煤主要集中在内蒙古东部、黑龙江、吉林、辽宁和云贵高原等地区，其中内蒙古褐煤储量近2000亿t，云南昭通褐煤储量约81.58亿t。褐煤占中国煤炭储量的1/8，在中国煤炭资源中占有重要地位。国内外对褐煤利用技术的研究比较广泛和深入，涉及到褐煤初加工、褐煤燃烧、褐煤液化、褐煤热解与炼焦、褐煤非燃料利用、褐煤共伴生资源及其加工利用等方面的内容。随着各国政府对能源和生态环境的日益重视，合理、有效、洁净地利用褐煤是褐煤利用技术的发展方向。目前世界能源供求发生变化，人们希望从廉价的褐煤中取得洁净能源以保护环境。在这种情况下，褐煤气化有着较广阔的发展前景。
针对水资源相对短缺的地区，如内蒙古自治区的锡林郭勒，不能满足大规模建设煤化工项目的用水。而褐煤气化是一种最洁净的煤炭利用技术，能够避免煤直接燃烧的污染。因此，引进褐煤地上地下气化新技术（示范项目），待试验成功后大规模推广可大大提升煤炭的清洁高效综合利用，实现“高碳能源、低碳发展”的目标，对于充分利用褐煤资源有着重要而深远的意义。目前应用的煤气化技术有三种，即美国比克比地上闪蒸气化技术和英伦金桥、中节能地下气化技术。试验项目有四项，分别是苏尼特碱业褐煤半焦油清洁利用（采用比克比技术）中试项目、锡市广厦比克比地上气化项目、英伦金桥地下气化项目和中节能地下气化项目。
水煤浆技术(CWM)
干法制浆工艺
湿法制浆工艺
• 湿法制浆工艺������ 从制浆原料上分������ 有 末精煤制浆工艺和浮选精煤制浆工艺两种 ������ 从制浆浓度上分������ 有高浓度湿法制 浆、中浓度湿法制浆和高、中浓度磨矿级 配制浆工艺。
高浓度湿法制浆
• 指磨机磨矿浓度较高������ 一般重量浓度大于62% ������ 磨机产品的粒度������ 就是最终CWM的粒度 ������ 流程如图4-2
煤质对成浆性影响
• ①变质程度 • 从元素分析C、H、O、N、O/C、N/C、H/C中������ O/C • 比对成浆性影响较大������ O/C比增大������ 成浆性变差������ 煤中 • O/C比反映含氧官能团的多少������ 含氧官能团羰基-C=O ������ • 羟基-OH������ 羧基-COOH等随煤的变质程度增加������ 煤中 O/C • 比������ 极性官能团减少������ 成浆性变好。 • ②煤表面的孔隙特性 • 煤表面的孔隙特性一般有真密度、视密度、最高 • 内在水分、孔隙度、比表面积、平均孔径以及孔分布等 • 表征。
煤的成浆性
• 水煤浆作为均匀悬浮流体������ 除了水煤浆 中煤的固有特性发热量、灰熔点、含硫量 等������ 还有流体特性������ 浓度、流变性、 稳定性等������ 。所谓煤的成浆性������ 即将 煤制成水煤浆的难易性������ 包括水煤浆的 流变性和稳定性。成浆性好������ 说明该煤 易制成水煤浆������ 反之������ 说明该煤难制 成水煤浆。
影响煤成浆性的影响因素
影响煤成浆性的影响因素分析
摘要：水煤浆是20世纪70年代兴起的煤基液态燃料，具有燃烧效率高、负荷易调控、节能和环境效益好等显著优点。本文通过对水煤浆的成浆性评定的讨论，得出水煤浆成浆性能的影响因素。又介绍了几种提高成浆性的途径。
关键词：水煤浆；成浆性；
Abstract：The water-coal-slurry is coal base fuel oil emerged in the 1970s，which has some remarkable merits．of high combustion efficiency，load easy to regulate，energy conservation and the good environment benefit and so on．This article obtains the factors of influencing the water-coal-slurry forming properties through the discussion on the slurry ability evaluation on water-coal-slurry。finally introduces its improved way. Key words：coal-water slurry；slurry ability
0 引言
水煤浆是用一定级配细度的煤粉与水混合而成的，具有一定稳定性和流动性，可长距离泵送的浆状煤炭产品。燃用水煤浆与直接烧煤相比，具有燃烧效率高、负荷易调控、节能和环境效益好等显著优点。水煤浆经长距离管道输送到终端后可直接燃用，储运过程全封闭，既减少损失又不污染环境，是解决我国煤炭运力不足的重要运输方式之一。本文通过对水煤浆的成浆性评定的讨论，得出水煤浆成浆性能的影响因素。最后介绍了成浆性的提高途径。
煤的性质对其成浆性影响的研究综述
煤的性质对其成浆性影响的研究综述
摘要：煤是水煤浆的主要原料和热源，其性质是决定水煤浆性质的关键因素。
本文对煤性质对其成浆性的影响进行了详细分析。
关键词：水煤浆；煤质；成浆性
水煤浆是由一定比例的煤、水和相应的药剂，经搅拌混匀后的一种稳定的煤-
水分散体，其技术源起于20世纪70年代的“石油危机”期间。经过多年的发展，
水煤浆已成为一项成熟的技术，并得到了广泛的发展。
一、水煤浆简介
水煤浆是一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料，它由65%
左右的煤、34%的水和1%的添加剂经物理加工而成。其改变了传统的煤炭燃烧方式，显示出了环保节能的巨大优势。近年来，随着废弃物循环利用技术的采用，
成功开发出环境友好型水煤浆，它可在不增加成本的前提下，极大地提高了水煤
浆的环保效益。在我国丰富的煤炭资源保障下，水煤浆已成为替代油、气等最基本、最经济的洁净能源。
1、发展概况。水煤浆是20世纪70年代兴起的一种新型煤基液体燃料，由65%的煤、34%的水和1%的化学添加剂通过一定的工艺过程制成，其灰分、硫含
量低，燃烧时火焰中心温度低，燃烧效率高，烟尘、SO2及NOx排放量均低于燃
油和燃煤。许多国家将其作为以煤代油的燃料技术进行研究、开发和储备，且已
实现商业化使用。
我国水煤浆的研究工作始于20世纪70年代末，80年代初，与国外同步，直
接原因是国际上爆发的石油危机，使各个国家都在寻找以一种代替石油的新能源。而我国是一个富煤、少气和贫油的国家。因此，我国一直致力于水煤浆的研发工作，并于1983年5月攻关研制出了第一批水煤浆试燃烧成功。近年来，我国水
不同煤质对水煤浆成浆性能的影响
2016年12月
内蒙古科技与经济
December 2016第 23 期总第 369 期 Inner Mongolia Science 丁echnology 8/- Economy
No. 23 Total No. 369
采同螵质对水螵象成象#铺的彩响
赵忠霞2’2
(1.酒泉职业技术学院甘肃省太阳能发电系统工程重点实验室；2.酒泉新能源研究院，甘肃酒泉735000)摘
要
：对于不同地区，不同变质程度的煤质来说，制浆的难易程度不同。本文就3种不同变质程
度的煤质对水煤浆成浆性能的影响进行了分析。
关键词：水煤浆；流变特性；成浆难易；哈氏可磨性指数中图分类号：TTK 01 文献标识码：A 文章编号：1007—6921 (2016)23—0092—03水煤浆是大约70%左右的煤粉，30%左右的水 以及1%的添加剂通过物理加工方法形成的一种新 型代油煤基流体，水煤浆可以像油一样流动、泵送、
雾化。大约2t 〜2. 5t 水煤浆就相当于I t 重油的发 热量，但是I t 油的价钱却是煤的4倍，这对于中国 这样一个富煤贫油的国家来说，水煤浆无疑是一个 物美价廉的燃料。我国煤炭资源丰富，品种齐全，分 布广泛。在现有已探明储量中，烟煤73. 73%、无烟 煤占7. 92%、褐煤占 6. 81%、未分种类的煤占 11. 9%。这就为制备水煤浆产品提供了可靠的资源 保障，但是对于不同变质程度的煤质来说，制浆的难 易程度又有不同，现就3种不同变质程度的煤质对 水煤浆成浆性能的影响进行了分析D ]。1 3种煤质制备水煤浆成浆特性分析1. 1
制备水煤浆工艺技术
制备水煤浆工艺技术
水煤浆是将煤粉与水混合形成的悬浮液，具有方便储运、高热值和低污染等特点，因此在能源领域得到广泛应用。在制备水煤浆的过程中，需要采用一种工艺技术来实现高效的煤浆制备。下面将介绍一种常用的水煤浆制备工艺技术。
制备水煤浆的第一步是选择合适的煤粉。煤粉的品种、粒度和质量对水煤浆的性能和稳定性起着重要作用。常用的煤粉种类有无烟煤、褐煤、石煤等，其中无烟煤具有较高的热值和较低的灰分含量，适合用于水煤浆的制备。煤粉的粒度一般应控制在50-200目之间，过细的煤粉会导致分散性差，过粗则难以
悬浮在水中。此外，为提高水煤浆的燃烧效率和稳定性，煤粉质量要求较高，要尽量减少杂质的含量。
制备水煤浆的第二步是进行煤粉的预处理。预处理主要包括煤粉干预、湿预处理和表面改性等过程。煤粉干预可以使煤粉中的部分水分蒸发掉，有利于提高煤粉的燃烧效率和悬浮性能。湿预处理则是将煤粉与一定比例的水混合，通过搅拌和调湿等方式将煤粉湿润，有助于煤粉与水的混合和均匀分散。表面改性是为了提高煤粉与水的相容性，常用的改性剂有表面活性剂和分散剂等，可以改善煤粉的分散性和稳定性。
制备水煤浆的第三步是进行搅拌均质。搅拌均质是将经过预处理的煤粉与一定比例的水进行混合，并通过搅拌设备将煤粉悬浮在水中并达到均匀分散的目的。搅拌设备通常采用搅拌罐、搅拌机或超声波搅拌器等，以确保煤粉均匀分散在水中，并使水煤浆达到较高的悬浮稳定性。
制备水煤浆的最后一步是经过一系列工艺处理得到成品水煤浆。工艺处理主要包括煤浆过滤、脱泡和加热脱水等过程。煤浆过滤可以去除煤浆中的固体杂质，提高水煤浆的稳定性。脱泡则是去除煤浆中的气泡，以防止煤浆在输送和储存过程中产生气泡闷塞现象。加热脱水是为了除去水煤浆中的水分，提高煤浆的浓度和热值，常用的加热设备有旋流炉和旋风分离器等。
水煤浆气化合适的原料煤特征
水煤浆气化合适的原料煤特征
1.主要指标
1)成浆性 煤的成浆性好是指煤制浆浓度高、粘度低及泵送性、
流动性、动静状态下的稳定性好。水煤浆加压气化工艺一般要
求煤浆浓度在6 0 %以上，粘度在1P a .s左右。
[1]水分内水越低越有利于制备高浓度的煤浆,内水大于
8%的煤种是不经济的。全水分含量越低越好。
[2]哈氏可磨指数 易于破碎的煤容易制成浆,节省磨机功
耗。选煤时应尽可能选择哈氏可磨指数大的煤种。
[3]添加剂用量 制得相同浓度的水煤浆，添加剂用量越
少越好。
2)灰分水煤浆气化装置在灰分小于13%时能够经济稳定运行。煤
中灰分不得高于15-20%,越低越好，最好能小于1 0-15%。
3)灰熔点 选择灰融熔温度FT（即灰渣流动温度T4）在1300℃以
下的煤质为合适，对激冷流程，越低越好。
4)灰渣粘温特性 灰渣最佳粘度为25-40Pa·s。最佳粘度对应的
操作温度为最佳操作温度,要选择最佳操作温度低,温度范围较
宽的煤,这样有利于操作。
5)发热量参考指标25MJ/kg，越高越好。
2.次要指标
1)挥发分与化学活性 煤中挥发分高,有利于气化,碳转化率高。
最好Vdaf≧37%。变质程度浅者化学活性高,在气化炉内反应容
易,碳转化率高,因此要选择活性高的煤种。
2)固定碳 固定碳含量越高越好。
3)煤质稳定性 尽可能选择服务年限长、储量大、地质条件相对
好、煤层厚的矿点。
4)热稳定性 热稳定性差的煤种在气化炉内容易粉化,有利于充
分反应,因此热稳定性差的煤碳化率高。
5)有害元素含量 煤中硫、氯、砷、磷、汞、氟等含量越低
提高水煤浆成浆浓度的几种方法
些 低 阶煤 。尤 其是 褐 煤 ，含 水 量 大 ，不适 合 长 途
运输 ．目前 多用 于 坑 口电厂直 接燃 烧 发 电 ， 如 云 南 的小龙 潭 坑 口电厂 以及 内蒙 古 霍 林 河 坑 口电 厂 等［ ” 。
１ 影响水煤浆成 浆浓度 的因素
１ － １ 煤 质特 性
煤 质 特性 是 影 响煤 成 浆 性 能 的 主要 内 因 ．也
第 ３ ２ 卷 第 ６ 期
２ ０ １ ４ 年 ６ 月
化
学
工
业
・２ ７・
ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
提高水煤浆成 浆浓度的几种方法
唐 凤 金 ，张 宗飞 ，游 伟 ，王 光友 ，姜 赛 红 ，杨 珂 ，章 卫 星
（ 中 国 五环 工 程 有 限公 司 ，武 汉 ４ ３ ０ ２ ２ ３ ）
煤浆 浓度 每 提高 １ ％ ．有 效气 体成 分 约提 高 ０ ． ４ ％。
每合成 １ ０ ０ ０ ｍ ３ 合成气 ，煤耗 降低 １ ０ ，氧耗
降低 １ ０ ｍ。 。对 于 ６ ０万 ｔ ／ ａ规 模 的 装 置 ，相 当 于
年 降低 氧耗 １ ９ ３ ０万 ｍ ３ 。节 煤 ２ ． １ 万ｔ ．增 加经 济
个 因 素对成 浆浓 度均 有较 大影 响 ［ 引
一
用 低 阶煤 制 浆 不 仅 能 以较 低 的价 格保 证 制 浆 用 煤 的供 应 ．提 高水 煤 浆 的 经济 性 ，而 且 符合 国
水煤浆剖析
6、成浆因素——亲水性（极性基团）
❖ 煤粉表面的亲水性对煤粉成浆特性的不利影响 主要表现在其对水煤浆分散体系源自文库“自由水” 和“非自由水”(“死水”)相对含量的影响。
❖ “非自由水”与煤粉表面的亲水状态密切相关， 并通过多层表面吸附和毛细管凝聚效应被牢固 地束缚在煤粉颗粒的表面和丰富的煤孔结构中 而丧失流动性。
❖ 水煤浆技术包括水煤浆制备、储运、燃烧、添加剂等关健技术， 是一项涉及多门学科的糸统技术。
什么是水煤浆？
❖ 70％左右的煤粉＋29％的水＋1％添加剂 ❖ 一般只能用优质烟煤 ❖ 优点主要有：
通过洗选煤可降灰30－40％； 通过洗选煤可降硫30％； 燃烧温度低150度左右可降NOx排放30－40％ 可以象油一样运输 燃油锅炉可以很少改动进行燃油 可以方便地作为气化燃料
水煤浆制备技术
主讲：*****
主要内容
❖ 一、水煤浆分类 ❖ 二、水煤浆特征 ❖ 三、水煤浆制浆工艺 ❖ 四、水煤浆添加剂
1、水煤浆定义
❖ coal water slurry，CWS; ❖ coal water mixture，CWM; ❖ coal water fuel，CWF;
❖ 水煤浆是水煤浆是通过煤粉、水和化学添加剂直接混合、搅拌等 一系列物理加工过程而得到的煤基流态燃料。其制备工艺由煤的 粉碎、煤粉与水和添加剂的混合以及脱灰、脱水等工艺组成。
影响煤成浆性的影响因素
影响煤成浆性的影响因素分析
摘要：水煤浆是20世纪70年代兴起的煤基液态燃料，具有燃烧效率高、负荷易调控、节能和环境效益好等显著优点。本文通过对水煤浆的成浆性评定的讨论，得出水煤浆成浆性能的影响因素。又介绍了几种提高成浆性的途径。
关键词：水煤浆；成浆性；
Abstract：The water-coal-slurry is coal base fuel oil emerged in the 1970s，which has some remarkable merits．of high combustion efficiency，load easy to regulate，energy conservation and the good environment benefit and so on．This article obtains the factors of influencing the water-coal-slurry forming properties through the discussion on the slurry ability evaluation on water-coal-slurry。finally introduces its improved way. Key words：coal-water slurry；slurry ability
0 引言
水煤浆是用一定级配细度的煤粉与水混合而成的，具有一定稳定性和流动性，可长距离泵送的浆状煤炭产品。燃用水煤浆与直接烧煤相比，具有燃烧效率高、负荷易调控、节能和环境效益好等显著优点。水煤浆经长距离管道输送到终端后可直接燃用，储运过程全封闭，既减少损失又不污染环境，是解决我国煤炭运力不足的重要运输方式之一。本文通过对水煤浆的成浆性评定的讨论，得出水煤浆成浆性能的影响因素。最后介绍了成浆性的提高途径。
【煤炭】褐煤及其热解产品利用现状
【煤炭】褐煤及其热解产品利用现状
文/刘军邹涛初茉畅志兵林益安，西北化工研究院中国矿业大学
中国煤田地质勘探结果表明，褐煤主要分布在华北的内蒙古东部地区，占褐煤资源总量的75% 以上; 中国第二大褐煤基地在西南的云南省境内，其储量占全国褐煤总储量的12．5% 左右，其他地区褐煤资源量均不到全国资源褐煤资源总量的3%。由中国第三次煤炭资源普查可知: 由中国褐煤总资源量占中国煤炭资源总量的5．74%，约为3．19 千亿t; 中国已发现褐煤资源量占中国已发现煤炭资源总量的12．68%，约为1．29 千亿t，可见，拥有较大储量的褐煤是支撑煤炭可持续开发的潜在能源资源。当前，高阶煤储量日趋减少，开采难度也越来越大，如何充分、合理地利用低阶煤已经提上日程。褐煤的利用途径主要包括: 共伴生资源的利用，直接燃烧，干燥与成型，气化、液化及热解。在这些利用途径中，只有直接燃烧和气化是对煤炭资料利用相对彻底的方法，其他方法，特别是干燥、成型和热解常伴有固态产物的产生。褐煤热解既可以得到热解煤气，又可以得到液态焦油，在当前是一种比较热门的低阶煤处理工艺。而热解过程得到的固态半焦产品，粉尘含量大，如何合理利用它，
既是一个能源问题，也是一个环境问题，还有许多研究要做。褐煤热解半焦具有较好的反应活性，非常适合进行综合加工和能源转换。文章对褐煤半焦的利用做了详细分析，即将半焦通过干法或者湿法气化转化成合成气，再利用费托合成转化为CH3OH、CH3OCH3、柴油、LPG 等化工产品。半焦气化及制备天然气需要较大的投资，同时也需要政府政策的积极导向。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
煤浆结构
很疏松
较疏松
很疏松
很疏松
２．５ 添加剂量的筛选
由表 ５ 和表 ６ 可看出， 选用添加剂 １， 其加入量
为 １％时，云南褐煤成浆性能较好。
表 ６ 添加剂 １ 不同添加量对云南褐煤成浆性能的影响
项目
添加剂占煤比例 ／％
１
０．５
煤浆浓度％
４９．２７
４９．４５
流动性级别
Ｂ级
Ｃ级
黏度 ／ｍＰａ·ｓ
２０００
第 ２９ 卷 第 ４ 期 ２００７ 年 ８ 月
山东冶金
Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ
Ｖｏｌ．２９， Ｎｏ．４ Ａｕｇｕｓｔ ２００７
·试验研究·
云南褐煤水煤浆成浆性分析
王志光， 饶志雄， 张德祥
（ 华东理工大学 能源化工系， 上海 ２００２３７）
摘 要： 介绍了一种云南褐煤水煤浆的成浆性能。试验得出云南褐煤因内在水分高且含氧量较高， 故水煤浆浓度较低； ３ 种
集煤， 其煤质分析数据、灰熔融特性（ Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 分别代 表煤灰熔融的变形温度、软化温度、流动 温度） 及 煤
直接制取高浓度、低黏度的水煤浆。我国褐煤储量极 的粒度分布分别见表 １ 和表 ２， 添加剂选用上海焦
为丰富， 主要分布在内蒙、山西、云南、新疆等地， 因 化厂 、淮 南 化 肥 厂 和 鲁 南 化 肥 厂（ 编 号 分 别 为 １、２、
通常情况下， 要使水煤浆能够达到高浓度、高稳 定性以及良好的流变特性， 必须添加一些化学药剂。 一般可以分为分散剂和稳定剂两类。分散剂是用来 促进煤粒在水中均匀分散的化学药剂， 通常煤粉与 水混合， 煤颗粒之间存在着一种很强的引力， 使得煤 粒成团、凝聚、煤浆黏度增高， 流动性变差。分散剂是 一些表面活性剂， 可以显著地降低溶液的表面张力， 提高煤粒表面的润湿剂。而水煤浆稳定剂则是用来 改善水煤浆稳定性， 以使其在储存和输送期间保持 特 性 均 匀 的 状 态［６］。
王志光等
云南褐煤水煤浆成浆性分析
２００７ 年第 ４ 期
煤（ ０．６５：０．３５） 两种高低阶煤配合制浆的结果。
表 ７ 不同添加剂对配煤成浆性能影响
项目
添加剂 １
添加剂 ３
占煤比例 ／％
１
１
煤浆浓度 ／％
５２．９７
５３．０１
流动性级别
Ｂ级
Ｃ级
黏度 ／ｍＰａ·ｓ
１９５０
２０００
析水率％
３．１８
３．６０
此 研 究 褐 煤 制 浆 具 有 深 远 的 意 义［３］。
３） 水煤浆添加剂。
表 １ 煤质分析及灰熔融特性
煤种 Ｍａｄ／％ 云南褐煤 ２７．１０
Ａａｄ／％ Ｖｄａｆ／％ Ｃｄａｆ／％ Ｈｄａｆ／％ Ｏｄａｆ／％ Ｎｄａｆ／％ Ｓｄａｆ／％ ８．８３ ５１．４６ ６９．５９ ４．７６ ２１．４０ １．８６ ２．３９
添加剂 １ ０．５ ４８．３８ Ｂ级 ２０００ ２．５９ ３
自由落棒 ２．２ 很疏松
添加剂 ２ ０．５ ４６．５１ Ｃ级 １９９０ ２．７７ ３
自由落棒 ６．８ 疏松
添加剂 ３ ０．５ ４７．１０ Ｃ级 ２０００ ３．０６ ８
自由落棒 ９．１ 疏松
由表 ４ 可看出， 所选用的 ３ 种添加剂对改变云
南褐煤的成浆性能不同。添加剂 １、添加剂 ３ 与添加
占煤比例 ／％
０．５
０．５
１
１
煤水比例
１：０．６
１：０．５５
１：０．５２
１：０．５
煤浆浓度 ／％
４６．１０
４７．１０
４８．６５
４９．２７
流动性级别
Ａ级
Ｃ级
Ｂ级
Ｂ级
黏度 ／ｍＰａ·ｓ
１３１０
２０００
１９６０
２０００
析水率 ／％
２．９２
３．０６
２．３３
１．２６
析水稳定天数
８
８
３
３
落棒试验 ／ｓ 自由落棒２．５ 自由落棒９．１ 自由落棒４．４ 自由落棒６．３
软沉淀
神府煤 ６０．５５ Ｂ级 ２０００ １．３８
３ 稍加压 落棒 ８．１ 软沉淀
张集煤 ６９．７３ Ｃ级 ２０００ ０．８１
３
不落棒
硬沉淀
由表 ３ 看出， 对于给定的水煤浆添加剂， ４ 种煤 单独成浆综合性能以张集煤最差， 煤浆浓度虽高， 但 不落棒， 煤浆结构为硬沉淀； 新庄煤次之， 煤浆浓度 较高， 但析水率大， 煤浆结构为软沉淀； 神府煤较好， 其煤浓度较高， 析水率低， 但煤浆结构为软沉淀， 流 动性较好， 稍加搅拌即可恢复其流动性； 云南褐煤最 好， 其煤浆浓度虽低， 析水率不高， 煤浆结构很疏松， 此煤可单独成浆。 ２．４ 添加剂的筛选
添加剂对改变云南褐煤成浆性能作用不同， 上海焦化厂水煤浆添加剂对其成浆性能较好， 可作云南褐煤制水煤浆添加剂；
选择上海焦化厂水煤浆添加剂， 在加入量为 １％的条件下， 制得水煤浆性能指标较好， 煤浆最高浓度接近 ５０％。
关键词： 云南褐煤； 水煤浆； 成浆性； 添加剂； 煤浆浓度
中图分类号： ＴＱ５３６
２０００
析水率 ／％
１．２６
０．８８
析水稳定天数
３
３
落棒试验 ／ｓ
自由落棒 ６．３
不落棒
煤浆结构
很疏松
硬沉淀
２．６ 配煤制浆 低阶动力煤成浆性差， 水分高， 发热量低， 但挥
发分高， 易点燃。高阶动力煤则相反。为获得浓度 高、黏度低 、稳定性好和易点燃的优质煤浆， 将 两 种 煤按一定比例混合起来， 实现配煤制浆， 这不失是 一种扬长 避 短 的 好 方 法［４］。 表 ７ 是 云 南褐煤与新庄
７５％以上。称取定量的煤样， 按比例掺入一定量的水
收稿日期： ２００７－ ０６－ ０５ 作者简 介： 王 志光（ １９７２－ ） ， 男， 江西 萍乡 人， 华 东理 工大学 化学 工艺 专业 ２００５ 级在读硕士研究生， 从事洁净煤技术研究。
煤浆添加剂，加入定量的水， 用搅拌器固定转速搅拌 １０～２０ ｍｉｎ。目测水煤浆的流动性， 用 ＮＤＪ－ １ 型黏度 计测定其黏度， 然后将水煤浆装入 ２５ ｍｍ 高的大试 管中， 上面滴加少量液体石蜡， 防止水分挥发， 静置 ３ ｄ 后测定水煤浆析水率。 ２．２ 水煤浆成浆性分析方法及评定标准
因为水煤浆的性质复杂， 对水煤浆的性质检验 尚无统一的国家标准。目前， 水煤浆成浆性检验方式 很多， 本研究引入的水煤浆成浆性检验主要判别标 准 包 括 黏 度 、流 动 性 和 析 水 率［５］：
１） 黏度。用 ＮＤＪ－ １ 型黏度计 ３＃ 转子 ６０ ｒ／ｍｉｎ 转 速旋转， １５ ｍｉｎ 之后读数， 单位 ｍＰａ·ｓ； ２） 流动性。目 测流动性分级： Ａ 级为稀流体， 流动连续， 平滑不间
６．１２
wk.baidu.com
４．３３
２．５６ ８１．３２
新庄煤 ０ １．８７
１．２５
７．２１
０．２４ ８９．４３
神府煤 ０ ３．４２
１．９１
６．０６
０．４８ ８８．１３
张集煤 ４．９３ ６．１３
４．６１
４．２１
４．９２ ７５．２０
２ 制浆试验及其成浆性能评价
２．１ 水煤浆配制过程及成浆性分析步骤 首先磨制煤样， ０．０７４ ｍｍ 以下筛分煤样占总 样
２．３ ４ 种煤的单独成浆性能
对 云 南 褐 煤 、新 庄 煤 、神 府 煤 和 张 庄 煤 进 行 水
煤浆成浆性试验， 选用添加剂 １， 加入量为煤的
０．５％， 试 验 结 果 如 表 ３ 所 示（ 因 水 煤 浆 试 验 是 在 冬
季室温为 ５ ℃左右进行的， 温度对其黏度有一定的
影响； 析水率为稳定后析水率； 落棒时间是指析水
张集煤 １．４０ １８．５７ ４４．２１ ８４．３７ ６．０９
７．５３
１．５７
０．４４ １ ３８０ ＞１ ４５０ ＞１ ４５０
表 ２ ４ 种煤的粒度分布 ％
＞０．２ ０．１２５￣０．２ ０．１￣０．１２５ ０．０８８￣０．１ ０．０７４￣０．０８８ ＜０．０７４
煤种
ｍｍ ｍｍ
ｍｍ
ｍｍ
ｍｍ
ｍｍ
云南褐煤 ０．２１ ５．４６
Ｔ ｌ ／℃ １ ２８０
Ｔ ２／℃ １ ３００
Ｔ ３／℃ １ ３１０
新庄煤 １．７６
８．９３ ３５．５３ ８５．４６ ５．０４
７．３５
１．７５
０．４０ １ ３２０ ＞１ ４５０ ＞１ ４５０
神府煤 １０．１９ ６．５０ ３７．６６ ８０．５３ ４．８０ １３．４１ ０．８９
０．３７ １ １２５ １ ２１０ １ ２４０
剂 ２ 相比， 可增 加 煤 浆 浓 度 ０．６％～１．８％， 但 流 动 性
和煤浆沉淀结构不同。
由表 ５ 可看出， 不同添加剂对云南褐煤成浆性
能的影响较大。添加剂 １ 相比添加剂 ３ 可提高水煤
浆浓度 ３．１７％， 但流动性和黏度有所不同。
表 ５ 不同添加剂对云南褐煤成浆性能的影响
项目
添加剂 ３
添加剂 １
并做好云南褐煤难制浆的成浆试验， 本研究从不同
目前， 作为商业化生产水煤浆的原料主要是变 煤种、不同添加剂、不同添加剂量及配煤制浆等方面
质程度较高的烟煤， 烟煤通过研磨， 获得最佳的粒度 对云南褐煤制浆性能进行了探讨， 通过试验获得了
级配， 加入化学添加剂可以制成浓度在 ７０％ 以上的 较高浓度的褐煤水煤浆。
合适的水煤浆添加剂配方及最佳水煤浆浓度和 添加剂加量的选择原则： １） 制备较高浓度的水煤浆， 确保有最好的经济效益； ２） 低黏度的水煤浆流动性 能好， 有利于工艺操作； ３） 较低的析水率和较好的稳 定性有利于减少短停时的水煤浆沉淀， 避免淤积； ４） 成本； ５） 在相同煤浆浓度条件下， 黏度为考虑的第一 位要素， 其次为析水率和稳定性； ６） 向相同浓度的水
以动力用煤应合理使用褐煤、年轻烟煤及无烟煤。褐 量 高等特点， 可从配煤、改善级配、利用 压力 等来 提
煤、长焰煤等低变质程度煤， 挥发分高， 适合于气化，
高 其 制 浆 性 能［４］。 为 了 了 解 煤 质 对 煤 浆 性 能 的 影 响 ，
但含水量高， 可磨性差， 难于制成高浓度的水煤浆［１］。
稳定后测定值， 以下各表相同） 。
表 ３ 不同煤质水煤浆的成浆性能比较
项目 煤浆浓度 ／％ 流动性级别 黏度 ／ｍＰａ·ｓ 析水率 ／％ 析水稳定天数
落棒试验 ／ｓ
煤浆结构
云南褐煤 ４８．３８ Ｂ级 ２０００ ２．５９ ３ 自由
落棒 ２．２ 很疏松
新庄煤 ６２．９８ Ｂ级 １０３０ ３．１０
３ 落棒 ３／４ 后 不 下 落３．７
析水稳定天数
３
３
落棒试验 ／ｓ
稍加压落棒 １１
不落棒
煤浆结构
软沉淀
硬沉淀
由表 ７ 可看出， 选用添加剂 １ 在加入量为 １％条 件下， 云南褐煤与新庄煤配煤可制成浓度较高、中等 成浆性能的水煤浆。
３ 结果讨论
１） 从 ４ 种煤单独成浆可以看出煤浆浓度与煤的 饱和吸水量有关。饱和吸水量高的煤， 浓度低； 饱和 吸水量低的煤， 浓度高， 云南褐煤内在水分高达 ２７．１０％， 故其煤浆浓度低于 ５０％。煤的饱和吸水量除 了与煤结构中的孔隙率大小有关外， 还与煤表面亲 水性的强弱有关， 而煤亲水性的强弱又与煤芳香核 四 周 的 含 氧 官 能 团 多 少 有 关 。羟 基 、羧 基 等 含 氧 官 能 团亲水性强， 在煤样元素分析中， 含氧量较高的煤， 亲水性强， 其煤浆浓度低， 煤的孔隙率与亲水性相比 较， 孔隙率的影响较大［８］。云南褐煤饱和吸水量最高， 且含氧量也最高， 故其煤浆浓度最低； 而张集煤和新 庄煤不仅饱和吸水量很低， 且含氧量也低， 故煤浆浓 度高； 神府煤饱和吸水量较高， 且含氧量也较高， 煤 浓度仍较高。所以， 通过测定煤的饱和吸水量， 可预 测该煤种制浆后的浓度。
４２
煤浆中添加不同种类的添加剂来选择添加剂种类，
再改变不同添加剂加入量和煤浆浓度来确定最佳煤
浆浓度和添加剂加入量［７］。云南褐煤在 ３ 种不同水煤
浆添加剂的作用下， 制得水煤浆质量和性质如表 ４
所示。
表 ４ 云南褐煤煤浆特性与添加剂关系
项目 占煤比例 ／％ 煤浆浓度 ／％ 流动性级别 黏度 ／ｍＰａ·ｓ 析水率 ／％ 析水稳定天数 落棒试验 ／ｓ 煤浆结构
文献标识码： Ａ
文章编号： １００４－ ４６２０（ ２００７） ０４－ ００４１－ ０３
水煤浆是代油、代气或代煤的洁净环保燃料。我
针 对 低 阶 煤 的 内 在 水 分 高 、孔 隙 率 发 达 、比 表 面
国的动力煤资源中， 以长焰煤和不粘煤比例较大， 所 积大、富含极性官能团、可磨性差和可溶性矿物质含
水煤浆［２］。褐煤是年轻煤， 它经历的煤化作用时间较 短， 芳香核缩合程度低， 支链、桥链较多， 这样使褐煤
１ 试验原料
的致密度低于烟煤， 有较大的孔隙率， 内部细孔丰
试 验 原 料 煤 选 用 云 南 褐 煤 、新 庄 煤 、神 府 煤 和 张
富。同时， 其煤核结构支链上羧基、羟基等酸性含氧 官能团较多， 褐煤的这些特征使褐煤不经处理难以
４１
２００７ 年 ８ 月
山东冶金
第 ２９ 卷
断； Ｂ 级为稠流体， 流动较连续， 流体表面不光滑； Ｃ
级借助外力才能较好地流动； Ｄ 级泥状不成浆， 不能
流动； ３） 析水率。用高 ２５ ｍｍ 的大试管装入水煤浆，
液面用液体石蜡密封， ３ ｄ 后测定：
析水率 ＝（ 析水高度 ／ 水煤浆原始高度） ％。