水煤浆技术经典课件优秀课件
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第四章 水煤浆技术
第四章
水煤浆技术
水煤浆的稳定性是指煤浆在储存与运输期间 保持性态均匀的特性。水煤浆稳定性的破坏 来源于固体颗粒的沉淀。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。即煤浆静臵时产 生结构化，具有高的剪切应力，应用时，一 经外力作用，黏度能迅速降低，有良好的流 动性，再静止时又能恢复原来的结构状态， 流变学上称这种流体为触变体或与时间有关 的流体。
第四章
水煤浆技术
五、国内水煤浆技术发展现状 （3）神华集团水煤浆生产状况
一直以来，神华煤被认为是很难制浆煤种，用常 规制浆工艺只能制取浓度为60%左右的水煤浆。 国家水煤浆工程技术研究中心受神华能源股份有 限公司委托，经过二年的技术攻关，终于取得了 突破性成果，开发了用神华煤制取高质量水煤浆 产 品 （ 浓 度 ≥ 65 ％ ， 粘 度 （ 25℃ ， 100S-1 ） ≤1000mPa.s）及先进的工艺技术，该项技术被 鉴定为国内领先水平和国际先锅炉燃料 代油做内燃机燃料 供燃煤锅炉 供燃油或燃气锅炉 燃煤锅炉或工业窑炉
脱硫型水煤浆
加脱硫剂
供燃煤锅炉
第四章
水煤浆技术
三、水煤浆的制备 （1）水煤浆制备的基本原理 水煤浆的制备过程决定了水煤浆的特性，为 了使水煤浆能够满足实际应用要求，在其制备 过程中需要考虑以下四个方面： ① 煤质、煤种的选择及其成浆性：哈氏可磨系数 要大。 ② 颗粒级配技术。水煤浆中的煤炭不仅有粒度大 小的限制，还要求有良好的粒度分布，即希望 用不同粒径的煤相互填充，减小煤粒之间的空 隙，达到较好的堆积效率。堆积效率越高，越 容易制备出高浓度水煤浆；
第四章
水煤浆技术
二、水煤浆技术的特点和用途 1、水煤浆技术及产品分类 水煤浆技术是上世纪70年代世界范围 内的石油危机中产生的一种以煤代油 的煤炭利用新方式。 技术特点：将煤炭、水、部分添加剂 加入磨机中，经磨碎后成为一种类似 石油一样的可以流动的煤基流体燃料。
关于水煤浆气化技术的简介ppt课件
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耐火材料的分类 ： 耐火材料通常按耐火度、形状
尺寸、烧制方法、耐火材料基体的化学矿物质组成 等进行分类。
（1）按耐火度分类有
普通耐火材料，耐火度为1580～1750℃； 高级耐火材料，耐火度为1750～2000℃； 特级耐火材料，耐火度为2000～3000℃。
（2）按重量、形状和尺寸分类可分为
标准型、普通型、异型和特异型。
（3）按制造工艺方法可以分为
天然岩石锯泥浆浇筑、可塑成型、半干压成型、热压成型、捣打成型、 熔铸成型等制品。
（4）按烧制方法可以分为
不烧砖、烧制砖和熔铸砖等。
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（5）按耐火材料基体的化学矿物质组成分类
耐火材料
硅酸铝制品
硅质制品
镁质制品 碳质制品
特殊高纯氧化 物耐火制品
想一想：进入一次反应区和二次反应区的物 质组成有什么区别？
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3、一次与二次反应共存区 多喷嘴对置气化炉中射流区与撞击区、撞击流
股、回流区、折返流区共存，不时进行物质交换， 再加湍流的随机性，射流区的反应组分及产物都有 可能进入撞击区、撞击流股、回流区、折返流区， 导致这些区域既进行一次反应，也进行二次反应。
颗粒的湍流弥散 颗粒的对流加热
颗粒的振荡运动
来自火焰、炉内壁、高温 气体、固体物等
颗粒的辐射加热
煤的热裂解
煤浆蒸发与颗粒 中挥发分的析出
挥发产物的气相反应
煤焦、CH4等与 H2O、CO2
煤焦的多相反应
灰渣的形成
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气化反应是串并联反应同时存在的极为复杂的 反应体系，可分为一次反应与二次反应：
水煤浆技术经典PPT课件
100 100 wc Kg/m3 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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“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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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%。
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(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4章_水煤浆技术
C、产品粒度的级配
制备高浓度水煤浆要求大小颗粒应能相互充填， 达到较高的堆积密实度，这样可以少用水。
只有大颗粒
充填了细颗粒
ห้องสมุดไป่ตู้
再充填了更细颗粒
成浆性的影响因素
煤质因素 粒度级配 添加剂类型和用量 水质 制备条件 温度等
影响煤炭成浆性的煤质因素
内在水分：内在水分高，自由水量少， 黏度增加，难以得到高浓度的煤浆
水煤浆厂：50万吨/年 管道输送：9Km
国外发展状况
法国拥有世界上燃用煤泥水煤浆最为成功的艾 米路希电站
367t/h循环流化床锅炉，带125MW机组 煤泥水煤浆浓度67%，低位发热量10.47MJ/kg 燃烧效率98% 污染物排放：NOx: 100～116mg/Nm3,
平均粒度小于0.06mm 且有一定级配的煤粉 与水混合
浓度在60%以上，黏度在1500mPa.s 以下 稳定性在一个月内不产生硬沉淀 主要用于冶金、化工、发电行业的代油燃料
中浓度水煤浆
（Coal Water slurry, CWS ）
平均粒度小于0.3mm 且有一定级配细度的煤 粉与水混合，煤水比为1:1 左右，具有较好的 流动性和一定稳定性，可远距离泵送的浆状 产品
水煤浆的稳定性
是表示颗粒抗沉降的能力 软沉降可通过机械搅拌恢复原来的浓度均匀状
态，此时水煤浆就符合稳定性的要求 稳定性有静态稳定性、动态稳定性和热稳定性 在大规模生产中，稳定性比其流动性、浓度更
为重要
水煤浆的稳定性
减小水煤浆雾化粒度，可改善火焰的稳定性， 保证较好的负荷调节性和燃尽程度
水煤浆应用
-----利用水煤浆技术，将矿区存在的大量难以 处理利用的煤泥制成煤泥水煤浆燃料，就地燃 烧应用。
第8章 水煤浆技术
水煤浆的种类、特性和用途
水煤浆种类 中浓度水煤浆 高浓度水煤浆
超细超低灰煤浆 高、中灰水煤浆 超纯煤浆 原煤煤浆 脱硫型水煤浆
特性 50%煤、50%水 70%煤、29%水、 1%添加剂
煤粒<10μm， 灰分<10%，浓度50% 灰分20%~50%， 浓度50%~65% 煤浆灰分0.1%~0.5% 原煤就地，炉前制 加脱硫剂
第8章 水煤浆技术
教师：刘春颖
1
煤浆燃料:
煤油混合（COM）
煤甲醇混合物（CMM）
煤、水混合物（CWM）
煤油水混合物（COWM）
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。
2
水煤浆的技术起因:
由于70年代石油危机给以石油为主要能源的西方各国 以很大冲击，人们纷纷研究以煤代油的策略。 煤炭本来就是一个重要的能源，可以直接利用，然而 煤炭直接燃烧，储存、运输以及对环境的保护不如石油和天 然气，所以急需寻找一种流体基燃料。
7
主要质量指标： 浓度：64—70%；
粘度：≤1200m.pas(100S-1,25℃)；
粒度：平均40—45um，最大＜300um； 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%；
8
二、磨矿工艺与设备---水煤浆专用球磨机
煤炭的气化与液化虽然已有成熟的技术，但是投资大， 成本高，难以普遍推广，因而人们把注意力转向物理加工的 煤浆燃料技术。 水煤浆是一种低成本、见效快技术相对简单的经物理 方法加工的煤基流体燃料。
3
水煤浆的优点: • 输送： 具有良好的流动性、稳定性、易运输，可减少运输途中的损失，节 省储煤场地，特别是可以采用液体燃烧方式用泵和管道输送。 • 加工、使用： 水煤浆加工简单，并易储存；不存在自燃着火、粉尘飞扬等问题； • 代油情况： 可以实现100%代油，且与油一样雾化燃烧，因此，原有的锅炉只要简 单地改造即可燃用水煤浆，燃烧效率高，电厂锅炉能达到98%~99%以上， 与煤粉接近； • 环保： 在水煤浆加工过程中，可以进行不同程度的脱灰脱硫处理，燃烧温度 又比一般煤粉温度低200℃左右，因此燃烧时排放的SO2、NOx可以大大减 少。
水煤浆种类 中浓度水煤浆 高浓度水煤浆
超细超低灰煤浆 高、中灰水煤浆 超纯煤浆 原煤煤浆 脱硫型水煤浆
特性 50%煤、50%水 70%煤、29%水、 1%添加剂
煤粒<10μm， 灰分<10%，浓度50% 灰分20%~50%， 浓度50%~65% 煤浆灰分0.1%~0.5% 原煤就地，炉前制 加脱硫剂
第8章 水煤浆技术
教师：刘春颖
1
煤浆燃料:
煤油混合（COM）
煤甲醇混合物（CMM）
煤、水混合物（CWM）
煤油水混合物（COWM）
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。
2
水煤浆的技术起因:
由于70年代石油危机给以石油为主要能源的西方各国 以很大冲击，人们纷纷研究以煤代油的策略。 煤炭本来就是一个重要的能源，可以直接利用，然而 煤炭直接燃烧，储存、运输以及对环境的保护不如石油和天 然气，所以急需寻找一种流体基燃料。
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主要质量指标： 浓度：64—70%；
粘度：≤1200m.pas(100S-1,25℃)；
粒度：平均40—45um，最大＜300um； 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%；
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二、磨矿工艺与设备---水煤浆专用球磨机
煤炭的气化与液化虽然已有成熟的技术，但是投资大， 成本高，难以普遍推广，因而人们把注意力转向物理加工的 煤浆燃料技术。 水煤浆是一种低成本、见效快技术相对简单的经物理 方法加工的煤基流体燃料。
3
水煤浆的优点: • 输送： 具有良好的流动性、稳定性、易运输，可减少运输途中的损失，节 省储煤场地，特别是可以采用液体燃烧方式用泵和管道输送。 • 加工、使用： 水煤浆加工简单，并易储存；不存在自燃着火、粉尘飞扬等问题； • 代油情况： 可以实现100%代油，且与油一样雾化燃烧，因此，原有的锅炉只要简 单地改造即可燃用水煤浆，燃烧效率高，电厂锅炉能达到98%~99%以上， 与煤粉接近； • 环保： 在水煤浆加工过程中，可以进行不同程度的脱灰脱硫处理，燃烧温度 又比一般煤粉温度低200℃左右，因此燃烧时排放的SO2、NOx可以大大减 少。
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
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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
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
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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。
第13页/共24页
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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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。
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：
chap5-3煤炭加工之水煤浆
水煤浆制备工艺 第 五 章 煤 炭 加 工
水煤浆的燃烧 第 五 章 煤 炭 加 工
水煤浆的燃烧
水煤浆的燃烧过程，首先是通过喷嘴将其雾化成细 滴，液滴在高温炉膛中迅速蒸发掉水分，然后就像煤粉 燃烧那样，析出挥发分、着火和焦炭粒燃烧和燃尽。由 于水煤浆的水分含量为25~30%，因此其燃烧的首要问 题是在燃烧器根部保证稳定的着火。 保证水煤浆的稳定着火和燃烧，除了上述的正确设 计喷嘴和保证雾化质量外，还要能在燃烧器出口火焰根 部维持一个高温区，以保证水煤浆雾化炬具有很高的升 温速率，以使水煤浆液滴中的水分能迅速蒸发和使挥发 分析出并着火。
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水煤浆种类 第 五 章 煤 炭 加 工
第 五 章 煤 炭 加 工
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各煤种储量比例和特性 第 五 章 煤 炭 加 工
煤种 比例 /％ 燃烧 性 成浆 性 稳定 性 无烟 弱粘 不粘 长焰 贫煤 瘦煤 焦煤 肥煤 气煤 褐煤 煤 煤 煤 煤
8.09 2.23 3.06 3.54 5.71 11.08 3.37 29.98 24.51 7.73
§5-3 水煤浆 第 五 章 煤 炭 加 工
定义：水煤浆是用一定级配细度的煤粉与水混合而成 定义：水煤浆是用一定级配细度的煤粉 级配细度的煤粉与 的，具有一定稳定性和流动性的可以长距离泵送的浆 状煤炭产品。 煤浆燃料的一种 的一种。 状煤炭产品。是煤浆燃料的一种。
水煤浆是近十几年发展起来的一种新型 燃料，它由煤粉、水和少量化学添加剂组成。 水煤浆的用途可以代油： （1）用于工业蒸汽锅炉 （2）用于电站锅炉 （3）用于各种工业窑炉 （4）用于内燃机 （5）用于燃气轮机联合循环 （6）用于煤粉锅炉的点火燃料
第 五 章 煤 炭 加 工
分类及工业应用： 分类及工业应用： 应用
《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
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
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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。
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，
1、煤性与成浆性
中国矿业大学和煤炭科学研究总院对我国 18种较有代表性煤种成浆性能的研究结果。 定义水煤浆成浆性指标为在温度为25 ℃, 剪切率为30S－1 ，粘度为1 Pa·s 时水煤浆 的固体浓度 。并把水煤浆在1 Pa·s 下的
浓度称为水煤浆的定粘浓度w(Cpμ) 。 w(Cpμ) 高则煤的成浆性能好, 反之成浆性
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：
0
dw dy
0 初始剪切应力 粘度 , pa .s ;
, pa ;
dw dy 速度梯度 , 1 s
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
炉上，都取得了成功的经验。
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％。
COO 煤 H表面羧基 ,%质量浓度 E40 0在表面活性 40 剂 0 16 0时 用的 量电 为,m 动v电
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。
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
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。
w
ddwy
w 壁面处的切应力, pa.s
4、水煤浆的比热容
cpwcc,热J /容 kg.k cpc 煤的定压比热, J容/ k g.k cpL 流体的定压比热 , J 容 / k g.k
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。
“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
表4-3水煤浆和原料煤的成分和特性比较
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。
(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 ：
w(Cwc)mcmcmL100 %
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
wcwCcwc11000w 0LCwc100 1c0c0L Kg/m3
3、水煤浆的粘度
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。
能差。
中国煤的成浆性指数
煤的成浆性指数也可用下式计算：
wcp 76.361.06O7daf
Odaf 干燥无灰基氧 ,%的百分数 或:
wcp 78.360.95O9daf 0.14F12eO32.37K42O
煤的表面结构特性对煤的成浆性的影响可用下式计算：
wcp 82 9.53COO 0.H 16E9 400
水煤浆技术经典课件
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。