水煤浆制备与应用

2021/3/10
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1.2 我国发展水煤浆的意义
我国能源结构: 富煤贫油，我国已探明的煤炭储量 有1000亿吨，而石油则相对短缺。煤炭是我国的主 要能源，目前已成为世界上最大的煤炭生产国和消
费国，能源利用以煤炭为主，在当前以化石能源为 主体的能源结构中，煤炭占73.8%，石油占18.6%， 天然气占2%，其余为水电等其它资源。
要获得低粘度的水煤浆，煤粉必须具有较大的 最大填充份额。均匀分布颗粒制成的浆体通常具有 较高的粘度和较低的最大填充份额，除采用添加剂 的方法外，采用合理的粒径分布或颗粒级配则是改 善水煤浆流动性和稳定性的最有效和最常用的方法。 通过优化粒径分布获得了最佳的水煤浆流变特性。
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1.3 水煤浆的优点
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。
水煤浆加工简单，并易储存。
不存在自然着火、粉尘飞扬等问题；
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；
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2.1 水煤浆的质量要求
水煤浆是大约70%的煤炭，30%左右的水及少量添加剂调 制而成的浆体。由于它是一种燃料，所以必须具备某些便于 燃烧、使用的性质。主要有：
（1）为利于燃烧，水煤浆的含煤浓度要高。通常要求在 62%-70%。
（2）为便于泵送和雾化，粘度要低。通常要求在100S-1剪 切率及常温下，表观粘度不高于1000-1200mPas。
1.1 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。
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。
煤种不同，制浆的难易程度有很大的差异。中
外学者一致认为：煤阶越低，内在水分越高，煤中 氧碳比越高，亲水官能团越多，空隙愈发达，可磨 性指数值越小，煤中所含可溶性高价金属离子越多， 煤的制浆难度就越大。（中国水煤浆制浆技术的进 展）
张荣曾老师对不同煤阶有代表性煤样的分析数
据进行统计分析后 , 首次总结出其中的规律 , 建立
水煤浆的制备与应用
<潘胜平>
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水煤浆的制备与应用
1、水煤浆的起因 2、水煤浆的制备 3、水煤浆的应用
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1 水煤浆的起因
1.1 水煤浆的技术起因 1.2 我国发展水煤浆的意义 1.3 水煤浆的优点
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1 水煤浆的起因
式 2 为与不需要含氧量数据的模型。
2) D = 7.5 – 0.05 HGI + 0.5Mad
式中, HGI —哈氏可磨性指数; Mad—煤炭分析基水
分 ,%; 〔O〕ad —煤炭分析基含氧量 ,%; D —煤炭 成浆性指标。
根据煤炭成浆性指标 D , 还可以按下式预测它 的可制浆浓度 C（% ）。
（3）为防止在贮、运过程中产生沉淀，应有良好的稳定性。 一般要求能静置存放一个月不产生不可恢复的硬沉淀。
（4）为提高煤炭的燃烧效率，其中煤粒应达到一定的细度。 一般要求粒度上限为300μm 的含量不少于75%。
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2.2 水煤浆制浆技术要求
（1）煤种优选与煤炭的成浆性规律
了分析煤炭成浆性的模型和评定指标（ D），成功
地用于预测煤炭制浆效果和优选制浆用煤。为适应
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不同条件下使用 , 建立了 2 个计算煤炭成浆性指标
（D）的模型。式 1) 为需要含氧量数据的模型
1)
D
=
7.5
–
0.051
HGI
+
0.223Mad+
0.0257( O
)
2 ad
在我国，石油与煤炭相比，可供开采的数量有
限，需要依靠进口。2002年，我国进口石油6500 万t，占消费量的30%，因此我国的石油资源显得十 分珍贵。我国大部分电站及工业锅炉是以燃煤为主，
但有不少工业炉窑还在燃油。针对种情况，我国制
20定21/3了/10 “以煤代油，压缩烧讲解油：X”X 的能源政策。
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（3）制浆工艺与设备
在给定原煤的粒度特性与可磨性条件下， 如何使水煤浆最终产品的粒度分布能达到较 高的“堆积效率”就取决于所选用的磨矿设 备、磨矿设备运行工况及制浆工艺流程。
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
C = 77 – 1.2D
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（2）级配技术
水煤浆中煤炭颗粒不但要有良好的粒度分布， 而且希望其中不同大小的煤粒能够相互填充，尽可 能地减少煤粒间的空隙，达到较高的堆积效率。空 隙少就可以减少水的消耗，容易制成高浓度的水煤 浆。该项技术有时简称为级配技术。
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。
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2 水煤浆的制备
2.1 水煤浆的质量要求 2.2 水煤浆的技术要求 2.3 水煤浆制浆工艺
2.3.1 制浆的主要环节及功能 2.3.2 制浆工艺流程
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环境保护：我国是用煤大国，散煤燃烧存在
缺点，储运复杂，燃烧效率低，除大型电站
效率较高外，一般的燃煤锅炉效率很低，其
中包括燃尽率和锅炉效率；水煤浆储运是全
密封；水煤浆燃烧火焰中心温度较燃油低 100-200℃ ，有助于抑制NOx生成。
水煤浆选用洗精煤或选配低硫、低灰分
煤制浆。煤炭经过洗选，可脱除硫30%-40% （脱除黄铁矿硫60%-80%）；脱除灰分（煤 矸石等）50%-80%，原始烟尘与灰渣量减少， 因而浆中硫含量与灰分较低。