水煤浆制浆工艺
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。
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。
水煤浆制备技术
水煤浆制备技术行业:化工信息来源:中化新网发布时间:2011-01-19打印转发关闭水煤浆是一种新型煤基流体洁净环保燃料,既保留了煤的燃烧特性,又具备了类似重油的液态燃烧应用特点,是目前我国一项现实的洁净煤技术。
它由65~70%的煤、29~34%的水和小于1%的化学添加剂,经过一定的加工工艺制成。
它外观象油,流动性好,储存稳定(一般3~6个月不沉淀),运输方便(火车或汽车罐车、管道、船舶),燃烧效率高,污染物(SO2、Nox)排放低,约2t水煤浆可以替代1t燃油,可在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等代油或煤、气燃用。
水煤浆的制备技术主要包括制浆煤种选择、级配技术、制备工艺、制浆设备及添加剂等。
1。
制浆煤种选择根据煤的煤质指标和实验室成浆性试验可以判定煤炭成浆的难易程度。
对制备水煤浆的原料煤要求:成浆性好,燃烧性能好。
研究表明,中国有丰富的制浆原料煤。
2。
级配技术级配技术是水煤浆制备的关键技术之一。
制备高浓度水煤浆,要求水煤浆中大小煤颗粒相互充填,达到较高的堆积密实度,这就要求水煤浆中煤颗粒分布是有讲究的。
3。
制浆工艺水煤浆制浆工艺通常包括破碎、磨矿、搅拌与剪切,以及为剔除最终产品中的超粒与杂物的滤浆等环节。
磨矿是水煤浆制备过程中的关键环节,与其他工业中磨矿不同的是,不但要求产品达到一定的细度,更重要的是产品应有较好的粒度分布。
磨矿可用干法,亦可用湿法。
但干法磨矿制浆存在许多缺点,制浆厂很难满足干磨时入料水分不高于5%的要求,磨矿功耗大约比湿法高30%,干磨时新生表面容易被氧化,增加制浆的难度,安全与环境条件也不及湿法磨矿。
目前制浆主要是采用湿法磨矿制浆工艺,湿法磨矿又有高浓度磨矿与中浓度磨矿两种方式。
磨矿产品的细度和粒度分布与给料的粒度分布、煤炭的物理性质、磨机的类型与结构、磨机运行工况等因素密切相关。
4。
制浆设备制浆设备主要包括球磨机、输浆泵、搅拌器等。
我国已开发出多种类型的水煤浆专用磨机(球磨机、振动磨机),基本可以满足水煤浆制备的要求。
水煤浆制备工艺
水煤浆制备三大要素:煤质、煤粉粒度级配、添加剂。
水煤浆生产工序通常包括选煤、破碎、磨矿(加入添加剂)、搅拌与剪切、滤浆等多个环节,每个环节的作用是:(1)选煤是制浆的基础,包括两方面:一是选择合适的制浆用煤或配煤,即成浆性能好,并且具有良好燃烧特性的煤;二是对原料煤进行脱灰脱硫处理,以保证制浆原料煤的质量。
(2)破碎与磨矿是制浆工艺过程中最关键的环节,为了减少磨矿功耗,磨矿前原料煤必须先破碎(按照多破少磨原则,破碎粒度越细越好),然后经过磨矿,直至水煤浆产品所需要的细度,并使其粒度分布达到较高堆积效率。
(3)捏混只有在干磨和中浓度湿法制浆中才使用。
其作用是使干磨所产生的煤粉或中浓度磨矿产品经过滤机脱水所得滤饼能与水和分散剂均匀混合,并形成有一定流动性的浆体,以便于在下一步搅拌工序中进一步混匀。
(4)搅拌的作用是使煤颗粒、水与添加剂充分混合,提高水煤浆的稳定性,而且在搅拌过程中使煤浆受强剪切力处理,加强了添加剂与煤颗粒表面的相互作用,改善了浆体的流动性。
(5)滤浆工艺的作用是除去在制浆过程中出现的粗颗粒和混入浆体的某些杂物,以防止水煤浆在储运和燃烧过程中堵塞管路和喷嘴。
(6)在制浆工艺中,还须配置煤量、水量、添加剂量、煤浆流量、料位、液位等在线检测与控制装置。
制浆原料煤与添加剂的合理选择及制浆工艺的确定是制浆技术的三大要素,也是实现用较低的制浆成本生产优质水煤浆产品的基本条件。
制浆工艺(偏高浓度湿法制浆)流程一般分为:原煤环节、药剂制备环节、磨浆环节及储浆输送环节4部分。
原煤环节是将原煤经皮带输送机送入破碎机中破碎.破碎好的煤再由输送机送到粉煤仓待磨;药剂制备环节是分别将分散剂原液、稳定剂干粉与一定量的水配置成分散剂溶液和稳定剂溶液并泵送至分散剂缓冲桶和稳定剂缓冲桶;磨浆环节是将水、煤、分散剂送入磨机中磨制.从磨机中出来的水煤浆为原始的水煤浆.原始的水煤浆经振动筛除渣流入缓冲搅拌桶进行搅拌.然后经泵送到滤浆器处理。
水煤浆制备工艺流程
水煤浆制备工艺流程一、前言水煤浆是一种由煤粉和水混合而成的燃料,通常用于工业和能源生产中。
它具有高效、清洁的特点,成为现代能源领域中不可或缺的重要燃料。
本文将介绍水煤浆的制备工艺流程,包括原料准备、煤粉研磨、混合制备、煤化工处理等过程。
二、原料准备1. 煤炭水煤浆制备的关键原料是煤炭,选择适合用于制备水煤浆的煤炭是制备工艺中的首要环节。
根据煤炭的种类和性质,可选取适合制备水煤浆的煤种。
一般来说,低灰、低硫、低挥发和高热值的煤炭更适合制备水煤浆,但也可根据具体需要进行调整。
2. 水水是制备水煤浆的另一个重要原料,水的质量和用量影响着最终水煤浆的品质。
在选择水质时,需要考虑水的PH值、硬度、杂质等因素,尽量选择纯净的水,以保证水煤浆的质量。
三、煤粉研磨1. 煤炭破碎首先将原煤破碎成适合制备水煤浆的颗粒大小。
煤炭破碎的方式可以采用颚式破碎机、圆锥式破碎机、冲击式破碎机等设备,确保煤炭颗粒的大小适中,易于煤粉的后续研磨。
2. 煤粉研磨煤粉研磨是将破碎后的煤炭颗粒进一步磨成细小的煤粉,以提高其表面积和活性。
通常使用煤磨机进行煤粉的研磨,将破碎后的煤炭送入磨机中,通过摩擦和磨损作用,将煤炭研磨成细小的颗粒。
四、混合制备1. 煤粉和水的配比根据水煤浆的配方要求,将适量的煤粉和水进行混合。
一般来说,采用一定比例的煤粉和水进行混合,以确保煤粉能够被充分溶解和分散在水中。
2. 搅拌混合将煤粉和水进行搅拌混合,以确保煤粉能够充分分散在水中,形成均匀的水煤浆。
通常采用搅拌设备进行混合,搅拌速度和时间需要根据具体原料和工艺要求进行调整。
五、煤化工处理1. 煤化学处理水煤浆的制备过程中,还需要进行一些煤化学处理,以改善水煤浆的燃烧特性和稳定性。
主要包括添加分散剂、表面活性剂等处理剂,以提高水煤浆的分散性和稳定性,减少水煤浆在输送和燃烧过程中的堵塞和积灰现象。
2. 煤化工设备在煤化学处理过程中,需要配备一些煤化工设备,如分散剂添加器、搅拌器、分散剂喷雾器等,以确保煤化学处理能够充分进行,煤粉能够被均匀分散在水中。
水煤浆工艺流程
水煤浆工艺流程水煤浆工艺是一种将煤转化为易于储存和运输的燃料的技术。
通过将煤粉和水混合制成煤浆,可以大大减少煤的体积,从而降低运输成本。
水煤浆工艺流程包括煤的粉碎、混合、稀释、加热和喷射等步骤,下面将对其进行详细介绍。
1. 煤的粉碎。
首先,原煤需要经过粉碎工艺,将煤块破碎成煤粉。
煤粉的粒度通常在几毫米到几十微米之间,这样可以提高煤的可燃性,并且有利于后续的混合工艺。
2. 煤粉和水的混合。
将煤粉和水按一定的比例混合,形成煤浆。
通常情况下,煤粉和水的比例为1:3到1:4之间。
混合的过程需要充分搅拌,确保煤粉和水能够均匀地混合在一起。
3. 煤浆的稀释。
为了提高煤浆的流动性和稳定性,需要对煤浆进行稀释。
通常可以加入一定量的添加剂,如稀释剂、分散剂等,来改善煤浆的性能。
稀释后的煤浆能够更好地适应输送和燃烧的需求。
4. 煤浆的加热。
煤浆在输送和燃烧过程中需要保持一定的温度,以保证其流动性和可燃性。
因此,需要对煤浆进行加热处理。
加热的温度通常在60℃到80℃之间,可以通过蒸汽加热或其他方式来实现。
5. 煤浆的喷射。
经过以上处理后的煤浆可以用于锅炉、热风炉等设备的燃烧。
在燃烧过程中,煤浆被喷射到燃烧室内,与空气充分混合燃烧,释放出热能。
煤浆的燃烧产生的热能可以用于发电、供热等用途。
总的来说,水煤浆工艺流程是将煤转化为易于储存和运输的燃料的重要技术。
通过对煤的粉碎、混合、稀释、加热和喷射等步骤的处理,可以生产出高品质的煤浆,满足工业生产和生活供能的需求。
水煤浆工艺不仅可以提高煤的利用率,降低环境污染,还可以减少煤炭运输成本,具有重要的经济和社会意义。
随着工艺技术的不断进步和完善,相信水煤浆工艺将在未来得到更广泛的应用。
工业水煤浆详解
工业水煤浆详解水煤浆定义水煤浆是一种新型、高效、清洁的煤基液态燃料。
(Coal Water Fuel,简称CWF)由65%-70%煤粉与30-34%水和1%的添加剂混合而成。
它外观像油,既具有煤的燃烧特性,又具有油的流动物理特性,2T水煤浆约等于1T的石油热值。
CWF具有燃烧效率高、污染排放低的优点,是洁净煤技术的重要组成部分。
水煤浆特点>>>>节能作用热效率83%以上,对比燃煤提高15%(一般燃煤锅炉是65%)。
>>>>环保效果国家环保总局A类推广技术;综合排放指标优于重油锅炉与燃煤锅炉。
工作环境清洁无气味。
>>>>减排指标98%燃料燃尽率。
对比燃煤锅炉直接减少60-70%的各种粉尘、硫化物与环境污染,对比燃油锅炉减少70-80%硫化物排放与氮氧化物废气量。
水煤浆锅炉SO2排放约为50mg/Nm3,国标为900 mg/Nm3。
>>>>循环降污煤基的水煤浆燃料可以兼容多种污水废水,直接在锅炉中燃烧处理,变废为宝,减少外排。
>>>>经济运行类似燃油锅炉运行管理,但成本是燃油的50%-55%;相似燃煤锅炉经济成本,但环保政策成本远低于燃煤,投资性价比为最优。
>>>>土地利用使用水煤浆为燃料,减少了大面积的堆场,提高园区土地利用,减少堆场建设投资。
>>>>安全生产水煤浆取代原有的制煤生产系统,减少了粉尘污染及制煤工序易出现的安全隐患,满足园区安全生产需求。
水煤浆制备工艺制浆是水煤浆技术的核心技术之一,完善的制浆工艺对于提高水煤浆的质量和降低水煤浆成本起着至关重要的作用。
水煤浆的制备工艺可分干法和湿法两大类:干法制备水煤浆>>>>主要工艺图1 干法制备水煤浆典型工艺流程图2 干法制备水煤浆实际工艺流程原煤破碎后进行干燥,干燥水分不大于5%,干燥后进行捏混,以使煤粉与水和分散剂混合均匀,并初步形成有一定流动性的浆体,以便在下一步搅拌工序中进一步混匀调浆。
水煤浆制备技术
水煤浆的概要
水煤浆的概要
水煤浆的概要
据不完全统计,截止2018年底,燃料煤浆用量达3000万吨以 上,气化煤浆用量高达2亿吨以上。
共性
质量高,较高的浓度、良好的流 变性、稳定性,最终达到高效率 使用;
燃料和 气化煤 浆共性 及区别
区别
燃料浆比气化浆粒度更细,流 变性和稳Байду номын сангаас性的要求更高;
水煤浆类型 稳定性
分散剂
萘磺酸盐 磺酸盐 磺化腐植酸 磺化木质素 石油磺酸盐 磺化沥青 羧酸盐 聚烯烃类
聚丙烯酰胺絮凝剂
稳定剂 羧甲基纤维素
助剂
有机膨润土
消泡剂 调整剂 防霉剂 表面处理剂 促进剂
水煤浆添加剂技术
分散剂
分散剂是一种可促进分散相(如水煤浆中的煤粒)在分散介质(如水煤浆 中的水)中均匀的分散的化学药剂。
提高水煤浆产品质量有利于降低气化系统能耗、提高气化效率,同时扩大原料 煤选择范围、提高气化系统产能,给企业带来显著的经济效益和社会效益。
煤浆浓度
煤浆粒度
影响比氧耗、比煤耗、 有效气含量,正常情况下, 浓度越高,气化能耗越低, 有效气比例越高
影响煤浆浓度,且直接
影响了气化的反应效率和炉渣的 残炭含量。
由大约70%的煤、29%的水和1%的添加剂通过物理加 工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基 流体燃料。
可以像油一样泵送、雾化、贮存和稳定燃烧,其可代替燃料油用于锅炉、电 站、工业炉和窑炉,用于代替煤炭燃用,具有燃烧效益高、负荷调整便利、减少 环境污染、改善劳动条件和节省用煤等优点。
成浆原理
华东理工大学在《煤浆浓度变化对煤气化性能的影响》文章中:以压力等级为 4.0MPa的水煤浆气化研究了浓度变化对气化的影响:
6第五章 水煤浆制备技术
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
水煤浆制备工艺现状及发展趋势展望
水煤浆制备工艺现状及发展趋势展望摘要:水煤浆是一种应用广泛的煤基液态清洁燃料,通常由质量分数60%~70%的煤,30%~40%的水,配合少量辅助药剂制备而得。
由于其具备和石油类似的良好的流动特性和燃烧效率,在管道运输、储运以及燃烧方面体现出较强的性能,最早被视作一种高效的“代油燃料”,可替代重油应用于电站的大型锅炉,替代柴油应用于中小型燃油锅炉以及作为合成气的原料等。
关键词:水煤浆;制备工艺;发展1水煤浆制备的技术要点1.1正确选择制浆用原料煤制浆用原料煤首先应满足下游用户对煤质的要求。
原料煤煤质指标主要包括固定碳含量、水分、挥发分、灰分、灰熔点、发热量、元素分析、可磨性指数、化学活性等。
煤炭的总水分包括外水和内水。
内水是煤的结合水,以吸附态或化合态形式存在于煤中,是影响成浆性能的关键因素。
一般多用哈氏可磨性指数(HGI)表述煤的可磨性,它是指煤样与粉碎性为100的标准煤进行比较而得到的相对粉碎性数值,指数越高则越易粉碎。
煤阶越低,内水越高,煤中O/C越高,亲水官能团越多,孔隙率愈发达,可磨性指数越小,越难制浆;另外,煤中所含可溶性高价金属离子越多,制浆难度越大。
灰分及灰熔点是水煤浆气化用煤的重要控制指标,水煤浆气化希望煤中有效元素碳和氢的含量越高越好,其他元素越低越好。
煤的化学活性越高,气化反应能力越强,有利于气体质量的提高。
从经济运行角度来看,筛选原料煤时应统筹考虑原料煤成本及煤质特性,尽可能选择煤中有害物质含量少、可磨性好、灰渣粘温特性好、产气率高的煤种。
1.2粒度级配技术粒度级配是指由两种或两种以上的不同粒度煤样按一定比例混合,以使混合后的颗粒有较好的粒度分布。
煤浆中不同大小的煤粒相互填充,能够减少空隙(减少制浆用水),达到较高的堆积效率,提高空间利用率,有利于制备低粘度、高浓度且稳定性好的优质水煤浆。
粒度级配技术是水煤浆气化工艺的关键技术之一。
1.3合理选择制浆工艺与设备磨机的性能决定着原料煤破碎为颗粒的粒径及处理负荷。
水煤浆制备技术
水煤浆制备技术作者/来源:日期:2007-11-15水煤浆是一种新型煤基流体洁净环保燃料,既保留了煤的燃烧特性,又具备了类似重油的液态燃烧应用特点,是目前我国一项现实的洁净煤技术。
它由65~70%的煤、29~34%的水和小于1%的化学添加剂,经过一定的加工工艺制成。
它外观象油,流动性好,储存稳定(一般3~6个月不沉淀),运输方便(火车或汽车罐车、管道、船舶),燃烧效率高,污染物(SO2、Nox)排放低,约2t水煤浆可以替代1t燃油,可在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等代油或煤、气燃用。
水煤浆的制备技术主要包括制浆煤种选择、级配技术、制备工艺、制浆设备及添加剂等。
1.制浆煤种选择根据煤的煤质指标和实验室成浆性试验可以判定煤炭成浆的难易程度。
对制备水煤浆的原料煤要求:成浆性好,燃烧性能好。
研究表明,中国有丰富的制浆原料煤。
2.级配技术级配技术是水煤浆制备的关键技术之一。
制备高浓度水煤浆,要求水煤浆中大小煤颗粒相互充填,达到较高的堆积密实度,这就要求水煤浆中煤颗粒分布是有讲究的。
3.制浆工艺水煤浆制浆工艺通常包括破碎、磨矿、搅拌与剪切,以及为剔除最终产品中的超粒与杂物的滤浆等环节。
磨矿是水煤浆制备过程中的关键环节,与其他工业中磨矿不同的是,不但要求产品达到一定的细度,更重要的是产品应有较好的粒度分布。
磨矿可用干法,亦可用湿法。
但干法磨矿制浆存在许多缺点,制浆厂很难满足干磨时入料水分不高于5%的要求,磨矿功耗大约比湿法高30%,干磨时新生表面容易被氧化,增加制浆的难度,安全与环境条件也不及湿法磨矿。
目前制浆主要是采用湿法磨矿制浆工艺,湿法磨矿又有高浓度磨矿与中浓度磨矿两种方式。
磨矿产品的细度和粒度分布与给料的粒度分布、煤炭的物理性质、磨机的类型与结构、磨机运行工况等因素密切相关。
图1是典型的一段高浓度磨矿制浆工艺简图。
4.制浆设备制浆设备主要包括球磨机、输浆泵、搅拌器等。
我国已开发出多种类型的水煤浆专用磨机(球磨机、振动磨机),基本可以满足水煤浆制备的要求。
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水煤浆制浆工艺
一、制浆工艺的主要环节及功能
水煤浆制备工艺通常包括选煤(脱灰、脱硫)、破碎、磨矿、加入添加剂、捏混、搅拌
剪切,以及为剔除最终产品中的超粒与杂物的滤浆等环节。
制备工艺取决于原料煤的性质与用户对水煤浆质量的要求。
1、选煤
当原料煤的质量满足不了用户对水煤浆灰分、硫分与热值的要求时,制浆工艺中应没有
选煤环节。
除设备超低灰(灰分小于1%)精细水煤浆外,制浆用煤的洗选采用常规的选煤方法。
大多数情况下选煤应设在磨矿前,只有当煤种矿物质嵌布很细,需经磨细方可解离杂质选出合格制浆用煤时,才考虑采用磨矿后再选煤的工艺。
2、破碎与磨矿
在制浆工艺中,破碎与磨矿是为了将煤炭磨碎至水煤浆产品所要求的细度,并使粒度分
布具有效高的堆积效率,它是制浆厂中能耗最高的环节。
为了减少磨矿功耗,除特殊情况外(如利用粉煤或煤泥制浆),磨矿前必须先经破碎。
磨矿可用干法,亦可用湿法。
磨矿回路可以是一段磨矿,也可以是由多台磨机构成的多段磨矿。
原则上各种类型的磨机,例如雷蒙磨、中速磨、风扇磨、球磨、棒磨、振动磨与搅拌磨都可以用于制浆,应视具体情况通过技术经济比较后确定。
3、捏混与搅拌
捏混只是在干磨与中浓度湿磨工艺中才采用。
它的作用是使干磨所产煤粉或中浓度产品
经过滤机脱水所得滤饼能与水和分散剂均匀混合,并初步形成有一定流动性的制浆,便于在下一步搅拌工序中进一步混匀。
这种物料如不先经捏混,直接进入搅拌机是无法把浆体混匀的。
搅拌在制浆长中有多种途径,它不仅是为了使煤浆混匀,还具有在搅拌过程中使煤浆经受强力剪切,加强添加剂与煤粒表面间作用,改善浆体流变性能的功能。
在制浆工艺的不同环节,搅拌所起的作用也不完全相同。
所以,虽然同样都称之为搅拌,但不同环节上使用的搅拌设备应选择不同的结构和运行参数。
4、滤浆
制浆过程中会产生一部分超粒和混入某些杂物,它将给储运和燃烧带来困难,所以产品在浆入储罐前应有杂物剔除环节,一般用可连续工作的筛网(条)滤浆器。
适用于高浓度水煤浆的滤浆器目前还没有通用产品。
八一制浆厂、浙江大学热能工程系及中国矿业大学都曾先后研制相应的在线滤浆器。
此外,近来煤炭科学院唐山分院选煤研究所为选煤厂研制的高频煤泥筛,可供选用。
为了保证产品质量稳定,制浆过程中还应有煤量、水量、各种添加剂量、煤浆流量、料位与液位的在线检测装置及煤量、水量与添加剂加入量的定量加入与闭路控制系统。
二、干法制浆工艺
典型的干法制浆工艺如图5-1所示。
原煤破碎后进行干燥,因为干磨要求入料水分不大于5%,干磨的能耗比湿磨高。
干磨后进行捏混,捏混的作用是使煤粉与水和分散剂混合均匀,并初步形成有一定流动性的浆体,以便在下一步搅拌工序中进一步混匀,然后加入稳定剂搅拌混匀、剪切,使浆体进一步熟化。
最后滤浆去除杂质,得到产品。
干法制浆工艺存在许多缺点,主要缺点如下。
①常规干法磨煤,如果在磨机前或磨机中没有热力干燥措施,要求入料的水分不大于
制浆厂上很难满足。
特别是当原煤需要洗选后制浆时,由于煤炭的选煤大多用湿法,采用湿法磨矿更为方便。
②干法磨矿的能耗比湿法的高。
在产品细度相同的条件下,干法球磨机的能耗大约比湿法球磨机高30%,而且干法磨矿的安全与环境条件不及湿法磨矿。
图5-1 干法制浆工艺
③在一般情况下,干法磨矿制浆的效果不及湿法,这是因为,根据干法磨煤粉的粒度
分布资料,其堆积效率远不及湿磨产品高。
而且干法磨煤时新生表面积很快被氧化,从而降低了它的成浆性。
可能正是基于上述原因,除了在水煤浆发展初期偶有使用干法制浆工艺外,后来在国内外的工业制浆长中不再采用该法。