中浓度煤浆制备气化水煤浆的工艺方法探讨

中浓度煤浆制备气化水煤浆的工艺方法探讨作者：田达理

来源：《当代化工》2017年第05期

摘要：将中浓度煤浆制备成气化水煤浆的主要任务是降低平均粒径和提高煤浆浓度，添加粉煤制浆工艺、部分煤浆脱水后回掺制浆工艺和全部煤浆浓缩后制浆工艺是可供选择的三种工艺方法，其中全部煤浆浓缩后制浆工艺最为简单、经济。采用管道运输中浓度煤浆为煤化工用户提供气化水煤浆原料煤，可以摆脱传统运煤方式的缺点，更为环保、经济。

关键词：中浓度煤浆；气化水煤浆；制备；工艺方法

中图分类号：TQ 536.1 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2017）05-0987-04

Abstract： The main task of preparing coal-water slurry for gasification from medium concentration coal-water slurry is to reduce the average particle size and increase the coal slurry concentration， The process of adding coal powder to medium concentration coal slurry， the process of blending partial dehydrated coal slurry into medium concentration coal slurry and the process of concentrating all the coal slurry are three kinds of main methods. Among them， the process of concentrating all the coal slurry is the most simple and economic. The pipeline transport of medium concentration coal slurry for coal chemical users can get rid of the shortcomings of the traditional transport mode of coal， it is more environmentally friendly and economical.

Key words： Medium concentrated coal slurry； Coal water slurry for gasification；Preparation； Technological methods

中浓度煤浆是指由煤、水经过加工制成的具有适中的质量浓度和粒度分布、较低黏度的煤水两相混合物，一般不需要添加任何化学添加剂，主要用于长距离管道输送。早在1881年，美国瓦莱斯.C.安德鲁斯（Walath.C.Andlus）在实验室取得成功，不久后将管道输送中浓度煤浆技术应用于英国的伦敦电厂，并取得了专利权。最经典的案例是上世纪70年代建成的美国黑迈萨输煤管道，该管道成功运行了35年[1]。由中煤科工集团武汉设计研究院有限公司EPC总承包的陕西神渭输煤管道项目是目前全世界设计运量最大（10.00 Mt/a）、运距最长（约730 km）的管道输煤工程，为我国输煤管道技术的实践应用开创了先河，该项目即将建成投产[2]。

气化水煤浆属于高浓度水煤浆，是由煤、水和少量添加剂经过加工制成的具有一定粒度分布、能流动的稳定浆体，主要用于湿法气流床气化。高浓度水煤浆是上世纪70年代末应石油危机所开发的一种替代石油的燃料，随着煤化工技术的不断发展，将高浓度水煤浆成功地应用到煤气化工程中，近年来气化水煤浆技术发展非常迅速[3，4]。

目前，气化水煤浆的制备主要是将原料煤通过铁路、公路或水运等传统运输方式运到煤化工厂区内完成。通过上述运输方式存在诸多问题，比如在装卸环节容易造成原料煤损耗，在运输过程中容易造成煤粉尘抛洒、原料煤水分变化，运输能力和费用容易受到市场波动因素影响等问题，原料煤的运输在一定程度上受环保性和经济性制约[5-7]。

长距离管道输煤技术具有安全高效、节能省地、环保经济等优势[8]。采用管道输送中浓度煤浆，到达煤化工用户后再进一步加工成气化水煤浆，可以克服传统运输方式的缺点，实现原料煤的“点对点”供应。

由于目前尚无中浓度煤浆制备气化水煤浆的工程应用实例，因此，利用何种工艺方法将中浓度煤浆制备成气化水煤浆，是采用管道输送气化水煤浆原料煤的首要问题。

1 两种煤浆比较

由于中浓度煤浆主要是满足管道输送要求，气化水煤浆则要符合煤气化要求，二者的主要工艺指标存在差异，如表1所示。与气化水煤浆相比，中浓度煤浆的主要特点是浓度低、平均粒径大、黏度低、未添加化学药剂。气化水煤浆添加化学药剂是为了降低煤浆黏度或提高煤浆的稳定性，可以在中浓度煤浆加工时予以添加并充分搅拌[9]。黏度是煤浆浓度、粒度、添加剂降粘效果、温度等综合因素的流态指标[10]。因此，降低平均粒径、提高浓度是中浓度煤浆制备气化水煤浆工艺的主要任务。

2 制浆工艺分析

2.1 添加粉煤制浆工艺

直接向中浓度煤浆中添加粉煤，采用水煤浆制备工艺技术，加工成气化水煤浆。工艺流程如图1所示。

考虑到用户对水煤浆浓度有严格要求，一般无法改变气化水煤浆浓度。粉煤全水分和中浓度煤浆浓度变化对粉煤添加比例的影响分别如图2、图3所示。由图可知，降低粉煤添加比例的方法主要从降低粉煤的全水分、提高中浓度煤浆的浓度着手，从而提高中浓度煤浆的用煤比例。

在用户现有一套粉煤输送系统的前提下，此工艺方法需要新投入的设备最少。但终端水煤浆用户的原料煤源除了采用管道输送外，还需要采用火车或汽车运输一部分进行补充。同时依赖两种运煤方式，这对终端用户原料煤源供应是十分不利的，也没有彻底摆脱传统运煤方式。

该工艺适用于管道终端用户已有一套完整的粉煤输送系统，原有系统既可以作为管道输煤系统的备用，同时又能为该工艺提供粉煤。

2.2 部分煤浆脱水后回掺制浆工艺