水煤浆技术经典PPT课件
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水煤浆制备技术
一、制浆工艺的主要环节及功能
• 选煤 (脱灰、脱硫) • 破碎与磨矿（可用干法，亦可用湿法。） • 捏混与搅拌（捏混只是在干磨与中浓度湿磨工
艺中才采用） • 滤浆 （筛网）
工艺 • 干法制浆工艺 • 干、湿法联合制浆工艺 • 高浓度磨矿制浆工艺 • 中浓度磨矿制浆工艺 • 高、中浓度磨矿级配制浆工艺 • 浮选精煤或煤泥制浆 • 浮选精煤、水洗精煤联合制浆 • 超净煤精细高热值水煤浆 • 褐煤水煤浆
2、影响水煤浆稳定性的因素 • 煤质 • 浓度 • 流变特性和温度(流变参数：表观黏度、屈服
应力、触变性)
四、制浆用煤的选择
• 炼焦煤 • 低阶动力煤（三低、两高）
五、难制浆煤种成浆性的提高途径
1、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，易点火燃烧，高阶动力煤则相反。 为获得浓度高、黏度低、稳定性好和易点火燃 烧的优质煤浆，将两种煤按一定比例混合起来
2、表面改性
• 加入一种提高煤表面疏水性的处理剂，同时还 起着封孔作用，降低低阶煤的比表面积。
3、添加剂的复配
• 添加剂的选择是水煤浆技术的关键。将几种添 加剂按一定比例配合，可提高水煤浆的性态均 匀，大大改善水煤浆的流动性和稳定性。
4、热处理
• 包括用过热水、热烟道气和直接烘烤等 方法对煤进行预处理。 通过热力作用使 煤的结构、组成和表面性质都发生有利 的变化
二、水煤浆的燃烧性
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。对于指定的煤 种， 水煤浆浓度是影响热值的主要因素 。
• 灰成分也是燃烧中一个主要问题，它直接关系 到灰熔点的高低，决定燃烧后灰渣排放 方式的 选择。炉渣的排放有固态排渣和液态排渣两种。
• 选煤 (脱灰、脱硫) • 破碎与磨矿（可用干法，亦可用湿法。） • 捏混与搅拌（捏混只是在干磨与中浓度湿磨工
艺中才采用） • 滤浆 （筛网）
工艺 • 干法制浆工艺 • 干、湿法联合制浆工艺 • 高浓度磨矿制浆工艺 • 中浓度磨矿制浆工艺 • 高、中浓度磨矿级配制浆工艺 • 浮选精煤或煤泥制浆 • 浮选精煤、水洗精煤联合制浆 • 超净煤精细高热值水煤浆 • 褐煤水煤浆
2、影响水煤浆稳定性的因素 • 煤质 • 浓度 • 流变特性和温度(流变参数：表观黏度、屈服
应力、触变性)
四、制浆用煤的选择
• 炼焦煤 • 低阶动力煤（三低、两高）
五、难制浆煤种成浆性的提高途径
1、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，易点火燃烧，高阶动力煤则相反。 为获得浓度高、黏度低、稳定性好和易点火燃 烧的优质煤浆，将两种煤按一定比例混合起来
2、表面改性
• 加入一种提高煤表面疏水性的处理剂，同时还 起着封孔作用，降低低阶煤的比表面积。
3、添加剂的复配
• 添加剂的选择是水煤浆技术的关键。将几种添 加剂按一定比例配合，可提高水煤浆的性态均 匀，大大改善水煤浆的流动性和稳定性。
4、热处理
• 包括用过热水、热烟道气和直接烘烤等 方法对煤进行预处理。 通过热力作用使 煤的结构、组成和表面性质都发生有利 的变化
二、水煤浆的燃烧性
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。对于指定的煤 种， 水煤浆浓度是影响热值的主要因素 。
• 灰成分也是燃烧中一个主要问题，它直接关系 到灰熔点的高低，决定燃烧后灰渣排放 方式的 选择。炉渣的排放有固态排渣和液态排渣两种。
洁净煤技术——第4章 水煤浆
煤的成浆性
❖ 超声波强化
在制浆过程中，利用超声波辐照的分散作用，可以使煤浆中的煤粒团聚状态 由大粒子簇向小粒子簇转变；利用超声波辐照的空化作用能够破碎煤浆中的 煤粒, 使其由大粒子向小粒子转变；利用超声波辐照的扩孔作用,可以使煤的 真密度的减小。因此，通过超声波处理，煤炭的成浆性能得到很大程系统工程
第一节 煤的成浆性
煤的成浆性
一、成浆性的评定
煤的成浆性是指将煤制备成水煤浆的难易程度。煤的成浆性一般 可以用所制煤浆在常温下，剪切速率为l00s-1表观黏度达l000mPa•s时 煤浆浓度来衡量，即在此条件下，煤浆的浓度越高，该煤成浆性越好。
影响煤炭成浆性的因素有：空气干燥基水分Mad，干燥基灰分Ad， 干燥无灰基挥发分Vdaf，哈氏可磨性指数HGI，空气干燥基C、H、O、N 等。张荣增教授采用逐步回归分析方法，对煤炭成浆性的影响因素进 行了研究，剔除了其中不显著因素，建立了制浆浓度C%与煤的Mad、 HGI、O（有氧数据时）的最优回归方程，以及制浆浓度C%与煤的Mad、 HGI的最优回归方程，提出了评定烟煤成浆性难易指标D（D值越大，成 浆性越差）和可制浆浓度C，并建立了成浆性难易指标D和可制浆浓度C 的经验模型。
❖ 广泛性 水煤浆适用于各种工业锅炉，电站锅炉，采暖锅炉及冶金 行业的加热炉、均热炉、炼铁高炉，建材行业的隧道窑、干燥窑、 烧结窑，化学行业的回转炉、玻璃窑等。
概论
三、国内外水煤浆技术发展简况
我国水煤浆的研究晚于发达国家。 自1981年起我国水煤浆技术的开发，连续被列为国家“六五”、 “七五”重大科技攻关项目。在“六五”实验室阶段开发研究的基础 上，“七五”、“八五”水煤浆技术开发的重点转 移 到建立相当规模 的水煤浆制备、燃烧、气化等工业应用示范工程体系上，已开始步入 工业化 实用阶段，可以大面积推广应用。 我国的水煤浆制备技术已达到国际水平，产品具有良好的稳定性 和流动性，能满足燃烧雾化的需求，到目前为止，建立了多个具有相 当规模的制浆厂，如衮州厂(中日合资)、北京厂(中瑞合作建设)、枣庄 八一厂，年生产能力均为250000t，还建立了质优价廉的添加剂厂。
关于水煤浆气化技术的简介32页PPT
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
关于水煤浆气化技术的简介
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名Leabharlann ，于我若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
关于水煤浆气化技术的简介(共30张PPT)
（1）射流区：
流体从喷嘴以较高速度喷出后，由于湍流脉动，射流将逐渐减
弱，直至与相邻射流边界相交。同时受撞击区较高压力的作用，射
流速度衰减加快，射流扩张角也随之加大，此后为撞击区。
（2）撞击区：
当射流边界交汇后，在中心部位形成相向射流的剧烈碰撞运 动，该区域静压较高，且在撞击区中心达到最高。此点即为驻点，射 流轴线速度为零，由于相向流股的撞击作用，射流速度沿径向发生偏
2、水煤浆与氧气混合的好坏，直接影响气化效果 。局部过氧，会导致局部超温，对耐火内衬不利； 局部欠氧，会导致碳气化不完全，增加带出物中碳 的损失。
在正常运行期间，烧嘴头部煤浆 通道出口处的磨损是不可避免的。 当氧煤浆通道因磨损而变宽以后， 工艺指标变差，就必须更换新的工 艺烧嘴，这个运行周期就是工艺烧 嘴的连续运行天数。
转，径向速度（即沿设备轴向速度）逐渐增大。撞击区内速度脉动剧烈
，湍流强大、混合作用好。
（3）撞击流股：
四股流体撞击后，流体沿反应器轴向运动，分别 在撞击区外的上方和下方形成了流动方向相反，特 征相同的两个流股。在这个区域中，撞击流股具有 与射流相同的性质，即流股对周边流体也有卷吸作 用，使该区域宽度沿轴向逐渐增大，轴向速度沿径 向衰减，直至轴向速度沿径向分布平缓。
烧嘴的材料为Inconel600，夹套头部材料为 Haynes188，烧嘴头部煤浆通道上都在主材表面堆 焊一层Stellite6耐磨层。
工艺烧嘴主要是藉高速氧气流的动能，将水煤 浆雾化并充分混合，在炉内形成一股有一定长度黑 区的稳定火焰，为气化创造条件。
操作要点：
1、要控制好雾化角，防止火焰直接喷射到炉壁上 ，或者火焰过长，燃烧中心向出渣口方向偏移，使 煤燃烧不完全。
同时还可能发生
水煤浆技术(CWM)
水煤浆特性
• 水煤浆作为流体燃料������ 煤质一定后������ 其流体特性直接 影响到它的贮存、运输及燃烧������ 通常用以下指标描述水 煤浆流体特性。 • 1������ 水煤浆浓度������ 即水煤浆中固体含量������ 通常用重 量百分数表示。水煤浆的浓度确定需根据煤质、制浆工艺 及燃烧要求综合考虑������ 一般水煤浆浓度在62%~70%之 间。 • 2������ 水煤浆流变性������ τ=τ y+ η r n ——屈服-幂定律方程 Τ-剪切应力 τ y-屈服应力 η-刚性系数或塑性粘度 r-剪切速率 n-流动指数
水煤浆流变性
• • • • • • τy=0 n=1时, τ=ηr----牛顿流体 n=1时, τ=τy+ηr----宾汉塑性体 当τy=0, τ=ηrn ,n>1----胀性体 n<1----假塑体 τ=τy+ηrn -----屈假塑体 制备水煤浆时,希望静态时,有较大粘度,以防止沉 淀.动态时有较低粘度,便于泵送,雾化燃烧。符合 此要求的有宾汉塑体,屈服假塑性体,它们均有剪切 变稀效应.目前制备的水煤浆属宾汉塑性体(或屈服 假性体)������ 且具有一定的触变性������ 浆体随着存 放时间的延长粘度减小。
• • • • • •
改善煤成浆性的措施
• • • • ������ • ������ • ������ • ������ 1������ 2������ 3������ 4������ 配煤成浆 压力处理 热力处理 新型添加剂的研究与应用。
水煤浆制浆工艺
• 水煤浆根据厂址划分������ 可分为用户型、矿区型 和中央型三种。用户型水煤浆厂建在用户附近 ������ 使用外来煤������ 就地制浆������ 就地使用������ 使用管理方便������ 缺点是用户需新增一套水煤浆 制备设施������ 并需培训专门人才������ 矿区型水煤 浆厂建在选煤厂或矿区附近������ 原料供给方便可 与选煤厂某些设施������ 中央型水煤浆厂建在矿区 和用户以外的独立工业场地������ 生产的水煤浆供 给若干用户������ 其投资最大。 • 根据水煤浆厂处理能力的大小������ 又分成几种厂 型������ ①小型厂������ 10万t/a������ ②中型厂������ 10-50万t/a������ ③大型厂������ 50-100万t/a������ ④ 特大型厂������ 100万t/a
第五章 水煤浆制备技术
洁净煤技术
六、高、中浓度磨矿级配制浆工艺
（2）图5-7是另一种高、中浓度磨矿级配制浆工艺
洁净煤技术
七、浮选精煤或煤泥制浆
洁净煤技术
八、浮选精煤、水洗精煤联合制浆
洁净煤技术
九、超净煤精细高热值水煤浆
超净煤精细水煤浆即超低灰精细水煤浆，可作为内
燃机、燃气轮机的燃料直接燃烧。
洁净煤技术
十、褐煤水煤浆
洁净煤技术
三、其他辅助添加剂
1.消泡剂
2.调整剂
3.防霉剂 4.表面处理剂 5.促进剂
洁净煤技术
Thank you
洁净煤技术
洁净煤技术
四、煤泥浆CWS
洁净煤技术
第二节 水煤浆的主要特征及制浆用煤 的选择
1
水煤浆的成浆性
2
水煤浆的燃烧性
水煤浆的稳定性 制浆用煤的选择 难制浆煤种成浆性的提高途径
3
4
5
洁净煤技术
一、水煤浆的成浆性
1.成浆性的评定
洁净煤技术
一、水煤浆的成浆性
2.煤炭成浆性的影响因素 （1）内在水分 （2）孔隙率及比表面积 （3）含氧极性官能团
一、水煤浆分散剂
2.常用分散剂
（1）萘磺酸盐
（2）木质素磺酸盐 （3）磺化腐殖酸盐 （4）烯烃磺酸盐 （5）非离子型分散剂
洁净煤技术
二、水煤浆稳定剂
水煤浆的稳定性是指煤浆在储存与运输
沉淀。由于水煤浆为粗粒悬浮体，属动力不稳定体系， 使其稳定的主要方法是使它成为触变体。
水煤浆制备技术
洁净煤技术
第五章 水煤浆制备技术
1 水煤浆产品及分类 2 水煤浆的主要特征及制浆用煤的选择 3 动力配煤的质量标准与工艺流程 4 水煤浆添加剂
第五章 水煤浆
2.燃煤锅炉改烧水煤浆，替代散煤燃烧。
中小型层燃锅炉用水煤浆替代散煤燃烧，既可 以取消城市煤场，减少散煤运输造成的损失和 粉 尘 污 染 ， 还 可 以 提 高 煤 炭 燃 烧 效 率 （ 1015%），节约能源，降低污染物排放，是目前最 经济的企业能承受的代煤环保燃料。据统计， 全国50多万台锅炉，每年燃煤3亿t，炉型小， 效率低，锅炉效率平均65%左右，污染严重。因 此水煤浆作为中小城市锅炉供热燃料具有广阔 的市场前景。
水煤浆（CWM）技术
一、水煤浆
○是煤炭的一种深加工产品，一种代油产品， 一种节能环保产品，一种流动的煤炭，是一种 煤基清洁流体燃料。 ○应用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉作为 燃料。 ○水煤浆组成： 煤颗粒（ 64～70%、符合一定粒度分布） 水（ 29～35%） 化学添加剂（小于1%）
水煤浆技术
八、当前国家有关支持和鼓励发展水煤浆的政策
1、《当前国家重点鼓励和发展的产业、产品和技 术目录》国家计委、国家经贸委，2000年7月27日 2、《煤炭工业“十五”发展规划》，国家经贸委， 2001年6月25日 3、《能源节约与资源综合利用“十五”规划》， 国 家经贸委，2001年10月12日 4、《节约和替代燃料油“十五”规划》，国家经 贸 委，2001年 5、《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南
8.88 17.41 37.78 49. 3932 46.00
1 1.96 4.25 5.55 5.18 12.51
39
重油 然气 柴油 电热
8740kcal/m3 36.5MJ/m3 1.8 元/m3 10400kcal/kg 43.5MJ/kg 2000 元/t
860kcal/kwh 3.6MJ/kwh 0.4 元/kwh 111.11
水煤浆技术.ppt
同用户及添加剂性能要求，可以组合成下列 主要制浆工艺： 干法制浆、湿法制浆、干湿混合制浆、 高浓度磨矿、中浓度磨矿、高中浓度混合 磨矿
3、水煤浆技术的基本原理和关键技术
水煤浆制备的关键技术 原料煤成浆及煤种选择技术 磨矿级配技术 制浆用添加剂技术
3、水煤浆技术的基本原理和关键技术
水煤浆燃烧应用的基本原理
1、水煤浆技术的基本内容和工业应用范围
水煤浆系统技术的主要内容
2、国内外水煤浆技术发展的历史和现状（了解）
我国高浓度水煤浆技术发展情况 第一阶段：技术开发攻关
1983年受国家科委委托，由煤炭部牵头，组织了以中国矿业大学 北京研究生部，浙江大学，“五二”所和北京造纸一厂，使用抚顺胜 利和枣庄八一制浆厂的水煤浆进行了长时间工业应用试验，取得突破
桂林钢厂轧钢加热炉、莱芜钢厂大型锻造加热炉是冶金系统水煤
浆燃烧示范工程．试烧结果表明：水煤浆燃烧完全可以满足轧钢加热 炉的加热温度和加热工艺要求，水煤浆系统操作方便，运行可靠，燃 烧e8结构简单，调节灵活，雾化及燃烧效果良好，水煤浆燃烧可以实 现快速冷炉点火、温升快，水煤浆燃烧效率98.5％以上，大大降低了 能耗：水煤浆燃烧可以控制环境污染，改善工人的劳动环境．
中浓度水煤浆：一般不加添加剂，按一定级配粒度制成。 发电行业。
煤泥水煤浆：一般是利用矿区或选煤厂产品就地制浆就地 应用。发电行业。
超低灰水煤浆：一般要求灰分在1％左右；浓度50％以上。 主要用于燃气轮机、慢速柴油机，直接代油使用。
1、水煤浆技术的基本内容和工业应用范围
水煤浆系统技术的主要内容
水煤浆燃烧不同于煤或煤粉及石油、 天然气的燃烧，而是煤水混合物 的雾化燃烧，是一种特殊的燃烧 方式，其燃烧过程可分为五个阶 段：
3、水煤浆技术的基本原理和关键技术
水煤浆制备的关键技术 原料煤成浆及煤种选择技术 磨矿级配技术 制浆用添加剂技术
3、水煤浆技术的基本原理和关键技术
水煤浆燃烧应用的基本原理
1、水煤浆技术的基本内容和工业应用范围
水煤浆系统技术的主要内容
2、国内外水煤浆技术发展的历史和现状（了解）
我国高浓度水煤浆技术发展情况 第一阶段：技术开发攻关
1983年受国家科委委托，由煤炭部牵头，组织了以中国矿业大学 北京研究生部，浙江大学，“五二”所和北京造纸一厂，使用抚顺胜 利和枣庄八一制浆厂的水煤浆进行了长时间工业应用试验，取得突破
桂林钢厂轧钢加热炉、莱芜钢厂大型锻造加热炉是冶金系统水煤
浆燃烧示范工程．试烧结果表明：水煤浆燃烧完全可以满足轧钢加热 炉的加热温度和加热工艺要求，水煤浆系统操作方便，运行可靠，燃 烧e8结构简单，调节灵活，雾化及燃烧效果良好，水煤浆燃烧可以实 现快速冷炉点火、温升快，水煤浆燃烧效率98.5％以上，大大降低了 能耗：水煤浆燃烧可以控制环境污染，改善工人的劳动环境．
中浓度水煤浆：一般不加添加剂，按一定级配粒度制成。 发电行业。
煤泥水煤浆：一般是利用矿区或选煤厂产品就地制浆就地 应用。发电行业。
超低灰水煤浆：一般要求灰分在1％左右；浓度50％以上。 主要用于燃气轮机、慢速柴油机，直接代油使用。
1、水煤浆技术的基本内容和工业应用范围
水煤浆系统技术的主要内容
水煤浆燃烧不同于煤或煤粉及石油、 天然气的燃烧，而是煤水混合物 的雾化燃烧，是一种特殊的燃烧 方式，其燃烧过程可分为五个阶 段：
6第五章 水煤浆制备技术
水煤浆的种类和用途见表5-1
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
水煤浆的关键技术问题
制浆技术：不同煤种问题 添加剂问题：流动与稳定的矛盾 运输与储存：磨损与沉降 雾化与磨损 着火问题 污染控制问题 降负荷问题 效率问题
其二：
是煤炭的一种深加工产品，一种代油产品，一种节能环 保产品，一种流动的煤炭，是一种煤基清洁流体燃料。
○应用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉作为燃料。 ○水煤浆组成：
煤颗粒（ 64～70%、符合一定粒度分布） 水（ 29～35%） 化学添加剂（小于1%）
其三：
水煤浆是20世纪70年代中期发展起来的一种煤基流体燃 料，是煤炭深加工的新型产品之一。它是由65%-70% 的煤粉和29%-34%的水及1%左右的微量化学添加剂 制备而成的浆体。俗称高浓度水煤浆，简称“水煤 浆”，英文缩写为“CWM”（Coal Water Mixture）。
○水煤浆国家标准
为了更好地推广水煤浆应用，制定了《水煤浆技术条 件》（GB/T18855—2002）和《水煤浆质量试验方法》 （GB/T18856.1～14—2002）15项水煤浆国家标准， 该标准 2003年4月1日实施
○影响水煤浆质量因素
◎制浆原料煤煤质
◎粒度级配
◎化学添加剂
◎制浆工艺
◎制浆设备
8.88
1
17.41 1.96
重油 9500kcal/kg 39.7MJ/kg 1500 元/t 37.78 4.25
然气
8740kcal/m3 36.5MJ/m3 1.8 元/m3 49. 3932 5.55
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
水煤浆的关键技术问题
制浆技术：不同煤种问题 添加剂问题：流动与稳定的矛盾 运输与储存：磨损与沉降 雾化与磨损 着火问题 污染控制问题 降负荷问题 效率问题
其二：
是煤炭的一种深加工产品，一种代油产品，一种节能环 保产品，一种流动的煤炭，是一种煤基清洁流体燃料。
○应用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉作为燃料。 ○水煤浆组成：
煤颗粒（ 64～70%、符合一定粒度分布） 水（ 29～35%） 化学添加剂（小于1%）
其三：
水煤浆是20世纪70年代中期发展起来的一种煤基流体燃 料，是煤炭深加工的新型产品之一。它是由65%-70% 的煤粉和29%-34%的水及1%左右的微量化学添加剂 制备而成的浆体。俗称高浓度水煤浆，简称“水煤 浆”，英文缩写为“CWM”（Coal Water Mixture）。
○水煤浆国家标准
为了更好地推广水煤浆应用，制定了《水煤浆技术条 件》（GB/T18855—2002）和《水煤浆质量试验方法》 （GB/T18856.1～14—2002）15项水煤浆国家标准， 该标准 2003年4月1日实施
○影响水煤浆质量因素
◎制浆原料煤煤质
◎粒度级配
◎化学添加剂
◎制浆工艺
◎制浆设备
8.88
1
17.41 1.96
重油 9500kcal/kg 39.7MJ/kg 1500 元/t 37.78 4.25
然气
8740kcal/m3 36.5MJ/m3 1.8 元/m3 49. 3932 5.55
《水煤浆制备与燃烧》课件
水煤浆将成为未来的重要燃料，在环保 节能方面具有重要意义，有望推动新能 源和清洁能源的发展。
对水煤浆的稳定性进行检测，确保其在长期储 存和运输中能维持一定的稳定性。
水煤浆燃烧
燃烧原理
水煤浆在燃烧时，煤粉得到充分燃烧，释放大量热能，使水蒸汽生成，从而达到燃烧的目的。
不同燃烧方式的比较
水煤浆的燃烧方式主要有喷吹燃烧和浆滴燃烧，喷吹燃烧适用于大型锅炉，而浆滴燃烧则适用于 小型锅炉。
燃烧产物分析
1
发展趋势
2
随着环保和节能要求不断提高，水 煤浆将逐渐代替传统煤，成为未来 的燃料主流，具有广阔的市场前景。
国内外市场状况
水煤浆在欧洲和美国得到了广泛应 用，目前在我国也正在逐步推广， 未来有望得到更广泛的应用。
结论
1 研究现状
2 展望未来
目前水煤浆制备和燃烧技术已经相对成 熟，需要进一步提高其稳定性和质量， 推广应用。
《水煤浆制备与燃烧》 PPT课件
水煤浆（WCS）是以煤为主要原料，在一定条件下制成的稳定液体燃料，被 广泛应用于电力、化工、冶金等领域。本课件将详细介绍水煤浆制备和燃烧 技术，以及其未来的应用前景。
水煤浆的特点
1 高热值
水煤浆具有高热值、燃烧效率高，是传统煤的两倍以上。
2 环保节能
水煤浆燃烧后产生的氮氧化物和硫氧化物排放低，节约能源资源，减少二氧化碳排放。
3 易储运
水煤浆易于储运，便于与其它液体或气态燃料混合使用，使之成为替代石油的理想燃料。
水煤浆制备
பைடு நூலகம்
液固分离
通过分选、磨制、筛分等流程将煤粉分离出粗 煤和细煤。
粉磨碾压
将细煤进行粉磨，达到一定的颗粒粒径，再将 其压缩成饼状。
水煤浆添加剂简介(ppt 36页)
NOx可以大大减少。
不足之处
( 1) 水煤浆的稳定性偏低； ( 2) 水煤浆粘度普遍偏大； ( 3) 对水的质量要求过高; ( 4) 对煤的要求高。
水煤浆添加剂————应运
而生！！！
二、添加剂技术
1.定义： 要使所制水煤浆能达到高浓度，低粘度 并有良好的稳定性，还必须使用一些化学药剂，简
是我们每一个人的心愿！
Thank you~
（三）其他辅助添加剂
1. 消泡剂 2. 调整剂 3. 防霉剂 4. 表面处理剂 5. 促进剂
（四）应用实例（pss—聚对苯乙烯磺酸钠添加剂）
（五）发展~
1.水煤浆添加剂行业发展建议 ：
（１）在国家水煤浆工程技术研究中心的统一领导下，加强 合作与交流，抓住国家能源战略的契机，争取政策和经费的 支持，推动水煤浆事业的发展。
水煤浆添加剂
Additive for coal water slurry
catalogue~
1.水煤浆的简介 2.水煤浆添加剂简介 3.水煤浆添加剂分类 4.水煤浆添加剂的结构及合成 5.水煤浆添加剂的应用 6.水煤浆添加剂的发展建议及前景
一、水煤浆
1.水煤浆的技术起因
我国石油进口量逐年增加，影响到外汇储 备与能源安全。燃油、燃气价格昂贵，使企 业难以承受。
1. 分散剂的作用机理
(1) 提高煤表面的亲水性 (2) 增强煤粒间的静电斥力 (3) 空间隔离位阻效应
2.分散剂的分类
1）阴离子型（主讲） 2）非离子型 3）阳离子型（很少用) 。
1.阴离子型的水煤浆分散剂
萘磺酸盐
磺酸盐 磺化腐植酸
（普遍应用 ） 磺化木质素 石油磺酸盐 磺化沥青
羧酸盐
聚烯烃类
不足之处
( 1) 水煤浆的稳定性偏低； ( 2) 水煤浆粘度普遍偏大； ( 3) 对水的质量要求过高; ( 4) 对煤的要求高。
水煤浆添加剂————应运
而生！！！
二、添加剂技术
1.定义： 要使所制水煤浆能达到高浓度，低粘度 并有良好的稳定性，还必须使用一些化学药剂，简
是我们每一个人的心愿！
Thank you~
（三）其他辅助添加剂
1. 消泡剂 2. 调整剂 3. 防霉剂 4. 表面处理剂 5. 促进剂
（四）应用实例（pss—聚对苯乙烯磺酸钠添加剂）
（五）发展~
1.水煤浆添加剂行业发展建议 ：
（１）在国家水煤浆工程技术研究中心的统一领导下，加强 合作与交流，抓住国家能源战略的契机，争取政策和经费的 支持，推动水煤浆事业的发展。
水煤浆添加剂
Additive for coal water slurry
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1.水煤浆的简介 2.水煤浆添加剂简介 3.水煤浆添加剂分类 4.水煤浆添加剂的结构及合成 5.水煤浆添加剂的应用 6.水煤浆添加剂的发展建议及前景
一、水煤浆
1.水煤浆的技术起因
我国石油进口量逐年增加，影响到外汇储 备与能源安全。燃油、燃气价格昂贵，使企 业难以承受。
1. 分散剂的作用机理
(1) 提高煤表面的亲水性 (2) 增强煤粒间的静电斥力 (3) 空间隔离位阻效应
2.分散剂的分类
1）阴离子型（主讲） 2）非离子型 3）阳离子型（很少用) 。
1.阴离子型的水煤浆分散剂
萘磺酸盐
磺酸盐 磺化腐植酸
（普遍应用 ） 磺化木质素 石油磺酸盐 磺化沥青
羧酸盐
聚烯烃类
水煤浆制备与燃烧1
• 在上述的粒度分布模型中，控制粒度分布的是模型参数n，一般来说，只要确定一
个恰当的n值，可以获得较高的堆积效率。当对于这种连续分布，用解析法很难求得堆
积效率，多采用实验的方法和计算机模拟堆积试验方法求解。以下是一些实验结果：
• Andreason用实验方法确定，对于服从Gauding-Schumann 粒度分布模型的颗粒体
PPT文档演模板
水煤浆制备与燃烧1
•Rosin-Rammler模型：
•式中：d－某个粒度；
•
Ｒ－大于粒度ｄ的粒级含量；
•
dM－与Ｒ＝0.368相对应的粒度；
•
n－模型参数。
•Gauding-Schumann模型：
•式中： d－某个粒度；
•
y－小于粒度ｄ的粒级含量；
•
dL－颗粒体系中最大粒度；
•
n－模型参数。
系，当n＝0.3~0.5时，可获得最高的堆积效率；
• Suzuki 等人将多粒径颗粒堆积的计算方法推广到连续分布的颗粒体系，得出当n
＝ PPT文档演模板
水煤浆制备与燃烧1
0.5~0.8时获得最高的堆积效率； 日本日立公司的日立制作所认为当n＝0.5~0.8时可获等最高堆积效率； Dinger和Funk通过计算机模拟堆积实验，得出服从Gauding-Schumann粒度分布的
···························································· n级颗粒的体积为： vn＝vm εn-1（１－ε） n级颗粒堆积后的总体积为：vst＝v1+v2+v3 +···········+vn = vm(1-εn) 表观体积：
•若只有２级堆积，而且一、二级颗粒体积之和为１个单位（为了计算方便） 则：
水煤浆技术经典PPT课件
100 100 wc Kg/m3 wCwc 100 wCwc c L 100 c L c
2013-8-23 14
3、水煤浆的粘度
在流体中加入固体颗粒变为悬浮液，颗粒的存 在增加了悬浮液的粘度，在很多情况，这些液 体具有非牛顿流体的性质。大量试验表明，大 多数水煤浆属宾汉塑性流体，其流动特性可用 下式表示：
6
2013-8-23
“八五”期间，水煤浆的应用转向以电 站锅炉燃用水煤浆的技术为中心，重点开发大 型的(5～8t／h)喷嘴和燃烧器，并先后在北京 第三热电厂75t／h电站锅炉和山东省白扬河 发电站280t／h电站锅炉上试烧，取得了初步 成功．水煤浆技术的应用还推广在抚顺、淮南、 邢台、徐州等矿区，用选煤厂浮选末煤制备出 煤泥浆，通过泵送至矿区的供暖锅炉和发电锅 炉上，都取得了成功的经验。
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2013-8-23
二、水煤浆的制备
可分为： 用户型-就地制浆．就地使用 ； 矿区型-选煤厂或矿区附近 ； 中央型-在矿区和用户以外的独立工业场 地； 水煤浆的分类：第一类精煤水煤浆 ；第 二类超精细水煤浆 ；第三类煤泥水煤浆 。
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水煤浆的技术参数
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根据作用不同，可将添加剂分为分 散剂、稳定剂和助剂三大类，其中前两 种最为重要。 分散剂是最重要的添加剂，其主要 的用途是降低水煤浆的粘度，使之具有 良好的流变特性。分散剂属表面活性剂， 常用阴离子型和非离子型两类。
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阴离子型分散剂属低分子量电解质 或大分子及准高分子聚电解质。包括磺 酸盐、羧酸盐及少量磷酸酯类。普遍应 用的是磺酸盐。萘磺酸盐、磺化腐植酸 盐、磺化木质素及石油磺酸盐及磺化沥 青等均属此列。 典型产品是萘磺酸钠甲醛缩合物,添加量 视煤种约为干煤量的0.5%一1.0%。
GE水煤浆气化技术PPT课件
第5页/共24页
2.4烧嘴冷却水系统
德士古烧嘴在1400℃的高温下工作，为了保 护烧嘴，在烧嘴上设置了冷却盘管和头部水夹套， 用以冷却烧嘴防止高温损坏。脱盐水经LV12007送 入烧嘴冷却水槽T1202，控制液位在80％以上。 T1202中的水经烧嘴冷却水泵P1203加压及烧嘴冷 却水换热器E1201冷却后，送入德士古烧咀冷却盘 管中。出冷却盘管的水经烧嘴冷却水分离器V1201 靠重力流回烧嘴冷却水槽T1202中。分离罐V1201 内通低压N2作为CO分析的载气，载气经放空管排 入大气。当冷却盘管泄漏时，安装在放空管上的CO 监测仪AIA12001会发出报警，从而及早提醒操作
第4页/共24页
2.3合成气洗涤系统
水与合成气混合进入洗涤塔，沿下降管进入塔底部的水浴中。合成气向上穿过 水层，大部分固体颗粒与合成气分离，沉降到塔底部。合成气沿下降管和上升管之间 的环隙上升，穿过四块塔板，由高压冷凝液泵来的变换冷凝液喷淋，洗去剩余的固体 颗粒。合成气在洗涤塔顶部经过除沫器，除去合成气中的雾沫，然后出洗涤塔送往净 化单元。
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氧气系统流程
氧气
第14页/共24页
5.气体联合装置跳车空分应急处理
• 1.气化炉正常生产过程中突然由于系统故障触发气化炉联锁跳车，气化立即通知空 分进行调整，保证氧气总管压力稳定。
• 2.气化炉停车后及时联系空分启动液氮泵对高压氮气储罐V1205进行充压，确保在 最短时间内V1205压力达到正常值。
第22页/共24页
齐鲁石化
第23页/共24页
感谢您的观看。
第24页/共24页
第7页/共24页
2.6渣水处理系统
出气化炉激冷室的黑水与出合成气洗涤塔底部的黑 水经高压闪蒸、低压闪蒸及两级真空闪蒸，经四级闪蒸后 的黑水经过沉降槽给料泵送至沉降槽沉降分离细渣。沉降 后沉降槽底部的沉降物含固量约20％，由沉降槽底流泵打 出后送至真空抽滤机，脱水后的滤饼装车外运，滤液自流 到滤液受槽。再经磨机给水泵P1507送至磨机作为水煤浆制 备的补充水。沉降槽上部溢流清液自流到灰水槽，灰水槽 中的灰水经低压灰水泵加压后至锁斗冲洗水罐渣一部分经 废水冷却器冷却后排至污水处理系统进行处理，达到排放 标准后排放；另一部分灰水进入除氧器，再经洗涤塔给料 泵在灰水加热器中与高压闪蒸汽换热以后，送至合成气洗 涤塔作为系统补充水循环使用。合成气洗涤塔不足的洗涤 水 由 来 自 工 艺 水 槽 的 冷 凝第液8页补/共充24页。
2.4烧嘴冷却水系统
德士古烧嘴在1400℃的高温下工作，为了保 护烧嘴，在烧嘴上设置了冷却盘管和头部水夹套， 用以冷却烧嘴防止高温损坏。脱盐水经LV12007送 入烧嘴冷却水槽T1202，控制液位在80％以上。 T1202中的水经烧嘴冷却水泵P1203加压及烧嘴冷 却水换热器E1201冷却后，送入德士古烧咀冷却盘 管中。出冷却盘管的水经烧嘴冷却水分离器V1201 靠重力流回烧嘴冷却水槽T1202中。分离罐V1201 内通低压N2作为CO分析的载气，载气经放空管排 入大气。当冷却盘管泄漏时，安装在放空管上的CO 监测仪AIA12001会发出报警，从而及早提醒操作
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2.3合成气洗涤系统
水与合成气混合进入洗涤塔，沿下降管进入塔底部的水浴中。合成气向上穿过 水层，大部分固体颗粒与合成气分离，沉降到塔底部。合成气沿下降管和上升管之间 的环隙上升，穿过四块塔板，由高压冷凝液泵来的变换冷凝液喷淋，洗去剩余的固体 颗粒。合成气在洗涤塔顶部经过除沫器，除去合成气中的雾沫，然后出洗涤塔送往净 化单元。
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氧气系统流程
氧气
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5.气体联合装置跳车空分应急处理
• 1.气化炉正常生产过程中突然由于系统故障触发气化炉联锁跳车，气化立即通知空 分进行调整，保证氧气总管压力稳定。
• 2.气化炉停车后及时联系空分启动液氮泵对高压氮气储罐V1205进行充压，确保在 最短时间内V1205压力达到正常值。
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齐鲁石化
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感谢您的观看。
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2.6渣水处理系统
出气化炉激冷室的黑水与出合成气洗涤塔底部的黑 水经高压闪蒸、低压闪蒸及两级真空闪蒸，经四级闪蒸后 的黑水经过沉降槽给料泵送至沉降槽沉降分离细渣。沉降 后沉降槽底部的沉降物含固量约20％，由沉降槽底流泵打 出后送至真空抽滤机，脱水后的滤饼装车外运，滤液自流 到滤液受槽。再经磨机给水泵P1507送至磨机作为水煤浆制 备的补充水。沉降槽上部溢流清液自流到灰水槽，灰水槽 中的灰水经低压灰水泵加压后至锁斗冲洗水罐渣一部分经 废水冷却器冷却后排至污水处理系统进行处理，达到排放 标准后排放；另一部分灰水进入除氧器，再经洗涤塔给料 泵在灰水加热器中与高压闪蒸汽换热以后，送至合成气洗 涤塔作为系统补充水循环使用。合成气洗涤塔不足的洗涤 水 由 来 自 工 艺 水 槽 的 冷 凝第液8页补/共充24页。
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(二)水煤浆燃料的基本性质
1、水煤浆的浓度 设水煤浆颗粒的质量为mc，密度为ρc， 流体的质量为mL，密度为ρL，则其质量 百分浓度的定义为 ：
mc w(Cwc ) 100 mc mL
2018/11/26
%
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2、水煤浆的密度
当知道水煤浆颗粒的真实密度 ρc ，流体 的密度ρL，两相的质量浓度Cwc，则可由 下式确定水煤浆的密度ρwc
4
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我国水煤浆技术的开发应用起步较晚,替代燃 料油，1982年，由跨部门的科研单位进行 “六五”水煤浆技术课题攻关，选用大同煤， 抚顺煤和湖北恩口煤等煤种作为制浆研究对象， 先后在实验室的小型燃烧炉和北京造纸一厂 20t／h工业锅炉上多次进行水煤浆燃烧试验， 取得了从制浆、供浆到工业锅炉燃烧等一批科 研成果。“七五”期间，水煤浆技术进一步发 展，在国内建起了几座水煤浆制备厂，并在一 些工业锅炉和多种工业窑炉上进行试烧、应用， 取得了较好的效果。
16
第二节、煤的成浆性和水煤浆的制备
煤的成浆性是用煤制备水煤浆难易程度及 制成的水煤浆性能优劣程度的量度。我国 研究人员在煤的成浆性方面做了大量的研 究工作，主要对煤种（煤的可磨性、粒度 组成、密度、元素成分、水分、灰的成分 等）、添加剂（分散剂、稳定剂、助剂等） 对煤的成浆性的影响做了较详细的研究。 由于研究方法和条件的差异，所得到的结 果也各不相同。
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4、水煤浆的比热容
c pwc c pc wcwc c pL 1 wcwc c pwc 水煤浆的定压比热容 , J / kg.k c pc 煤的定压比热容 , J / kg.k c pL 流体的定压比热容 , J / kg.k
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煤浆发展的转机是70年代的石油危机。由 于这次危机，使人们自然想到这种燃料，开始 受到许多国家政府的重视，作为一种替油燃料 研究。但70年代的研究主要集中在油煤浆，没 有真正摆脱对石油的依赖，经济上还存在问题。 而煤浆真正迅速发展是80年代，美国、日本、 加拿大、瑞典、意大利、原苏联相继投入大量 研究力量，开发各种技术，到80年代中期，普 遍进入商业性应用阶段。但此后由于油价持续 下跌，研究规模缩小，研究重点也转移到超低 灰煤浆直接代油和作为替代燃料等更广泛的用 途上。
2018/11/269 Nhomakorabea
表4-3水煤浆和原料煤的成分和特性比较
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10
3、把原煤的开采、洗选和水煤浆的制造 过程结合起来，在通过管道输送，具有 更好的经济性。 4、由于水煤浆很容易做到在压力下给煤， 因此它可成为加压煤气化炉和增压循环 流化床锅炉的一种理想燃料。
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2018/11/26 3
但日本和原苏联则仍继续进行这方面研究。 在日本，在按燃煤设计的 600MW 燃油锅炉上用 水煤浆已有多年，成为第一台长期连续直接掺 烧煤浆的大型电站锅炉。在原苏联1988年建成 的由别洛沃到新西伯利亚 260km 的水煤浆输送 管道，以及制浆能力 500 万 t 的大型制浆厂和 1200MW发电能力的大型电厂水煤浆燃烧工程， 成为世界上第一个以制浆一管道运输一直接燃 烧应用的大型水煤浆示范工程。
第一节 水煤浆的发展现状与特点
一、水煤浆的发展与现状 随着石油资源的日益减少和石油消费的日益增加 ， 以煤代油，已成为我国能源发展的一个重要方向。 水煤浆作为一种理想的代油燃料，一出现就受到了 国内外的重视。发展水煤浆技术，不仅能够节省宝 贵的油资源，而且还可以解决煤炭运输、环保等问 题，有显著的社会和经济效益。
dw 0 dy
0 初始剪切应力 , pa; 粘度 , pa.s;
dw
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dy
速度梯度 , 1
s
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若用表观粘度来简化表示水煤浆的粘度， 则有与牛顿流体相同的表达形式，可给 工程应用带来很大的方便，即
w
dw dy w 壁面处的切应力 , pa.s
100 100 wc 3 Kg/m wCwc 100 wCwc c L 100 c L c
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3、水煤浆的粘度
在流体中加入固体颗粒变为悬浮液，颗粒的存 在增加了悬浮液的粘度，在很多情况，这些液 体具有非牛顿流体的性质。大量试验表明，大 多数水煤浆属宾汉塑性流体，其流动特性可用 下式表示：
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二、煤浆的特点和水煤浆燃料的基本性质
（一）水煤浆的特点 1、水煤浆为多孔隙的煤和水的混合物， 具有类似重油燃料油的流动特性。 2、水煤浆在制造过程中需进行净化处理， 可除去原料煤中灰分的50％一75％，黄 铁矿(无机硫)40%-90% ，同时可回收 原料煤发热量的90％～98％。
2018/11/26
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煤浆燃烧的概念可以追溯到 Munsell 和 Smith 的专利 (1879年)，其后对于这种浆状燃料的制备方法和发展前景 也有—些文献论述。这时候的煤浆概念是指以煤粉同其他 流体调制成的一种浆状燃料 ( 如油煤浆、水煤浆和甲醇煤 浆等) ，但由于油价一直偏低而未获发展。直到1914 年才 有煤浆的小规模应用。 作为技术储备，在 60年代，美国、原苏联和原西德相 继进行过水煤浆直接燃烧的小型试验，尽管获得了较满意 的结果，但由于经济上的原因而中止。
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“八五”期间，水煤浆的应用转向以电 站锅炉燃用水煤浆的技术为中心，重点开发大 型的(5～8t／h)喷嘴和燃烧器，并先后在北京 第三热电厂75t／h电站锅炉和山东省白扬河 发电站280t／h电站锅炉上试烧，取得了初步 成功．水煤浆技术的应用还推广在抚顺、淮南、 邢台、徐州等矿区，用选煤厂浮选末煤制备出 煤泥浆，通过泵送至矿区的供暖锅炉和发电锅 炉上，都取得了成功的经验。