水煤浆剖析

6、成浆因素——亲水性（极性基团）
❖ 煤粉表面的亲水性对煤粉成浆特性的不利影响 主要表现在其对水煤浆分散体系源自文库“自由水” 和“非自由水”(“死水”)相对含量的影响。
❖ “非自由水”与煤粉表面的亲水状态密切相关， 并通过多层表面吸附和毛细管凝聚效应被牢固 地束缚在煤粉颗粒的表面和丰富的煤孔结构中 而丧失流动性。
❖ 水煤浆技术包括水煤浆制备、储运、燃烧、添加剂等关健技术， 是一项涉及多门学科的糸统技术。
什么是水煤浆？
❖ 70％左右的煤粉＋29％的水＋1％添加剂 ❖ 一般只能用优质烟煤 ❖ 优点主要有：
通过洗选煤可降灰30－40％； 通过洗选煤可降硫30％； 燃烧温度低150度左右可降NOx排放30－40％ 可以象油一样运输 燃油锅炉可以很少改动进行燃油 可以方便地作为气化燃料
水煤浆制备技术
主讲：*****
主要内容
❖ 一、水煤浆分类 ❖ 二、水煤浆特征 ❖ 三、水煤浆制浆工艺 ❖ 四、水煤浆添加剂
1、水煤浆定义
❖ coal water slurry，CWS; ❖ coal water mixture，CWM; ❖ coal water fuel，CWF;
❖ 水煤浆是水煤浆是通过煤粉、水和化学添加剂直接混合、搅拌等 一系列物理加工过程而得到的煤基流态燃料。其制备工艺由煤的 粉碎、煤粉与水和添加剂的混合以及脱灰、脱水等工艺组成。
❖ 高变质程度的无烟煤，疏水性强，虽能制备 出高浓度低粘度的水煤浆，但稳定性较差。
6、成浆因素——孔径
❖ 煤的孔隙是由不同孔径的孔分布而成，对煤粉成浆特性有影 响的只是其中能进入水的孔，有研究表明，孔径大于400Å的 孔对煤的成浆性起主要作用。
❖ 煤的孔隙越发达，孔中所吸附的水就越多，用于使煤粉颗粒 自由流动的水就越少，水煤浆的流动性因此也就越差，煤种 的成浆性也就越差。
5、成浆指标
❖ 煤的成浆性指标 煤的成浆性与煤本身的理化性质有关，北京矿大研究 生院设计了两个公式可以测各种煤成浆性指标（公式 1）及能达到的浓度（公式2） 公公式式12——— —DC==777.5－-01.0.21D5H（G%1）+0.223Mad+0.0257Odaf 煤中含内水、含氧量大都不利成浆，哈式可磨性指标 愈小，成浆性指标愈大，反之，成浆性指标愈小。
6.7%±1%
硫分（Std）
0.3-0.5%
发热量
18.8-20.1MJ/kg(4490-4800kcal/kg)
挥发份
〉33%
稳定性
1-3月
3、水煤浆成浆原理
4、水煤浆特性
❖成浆性 ❖燃烧性 ❖稳定性
4、成浆性
❖ 制备水煤浆的难易程度。 ❖ 煤种成浆的难易是很多因素共同作用的结果，
影响煤粉成浆特性的因素很多，主要有:煤质 特性(煤的变质程度、孔隙结构、煤岩组分、 矿物质、可磨性指数等)，制备工艺(磨制工艺、 设备、搅拌强度、时间等)，煤粉的粒度分布、 堆积效率，添加剂的种类和添加量，水质， 温度等。
❖ 孔隙发达的煤种，其相应制成的水煤浆通常都具有较高的表 观粘度和较差的流动性;而且煤粉的孔隙度对水煤浆性质的影 响还表现为不同的孔分布特征影响的程度不同。
❖ 尽管煤粉的孔隙度是通过影响煤的吸水量来影响煤粉性质的， 但煤孔体积本身不仅与煤粉的吸水量无直接的关系，而且与 水煤浆的性质也并不直接相关，这表明煤的孔隙度对水煤浆 性质的影响并非独立地发挥作用，也就是说对水煤浆性质的 评价应该将煤粉的孔隙度与煤粉表面的亲水性紧密地结合起 来。
❖ 与此相反，“自由水”则可以自由流动于煤粉 颗粒的间隙中充当润滑介质。
6、成浆因素——亲水性（极性基团）
❖ 煤粉表面的亲水性对煤粉成浆特性的不利影 响主要表现在其对水煤浆分散体系中“自由 水”和“非自由水”(“死水”)相对含量的影 响。
❖ 比较与表5-1区别？
水煤浆质量指标
《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）等水煤浆国家标准
浓度
66%-70%±1%
粘度
（1±0.2）% Pa·s, 25℃, 100s-1时
平均粒度
〈50μm，最大粒径〈300μm
灰分（Ad）
6、成浆因素——内在水分
❖ 低阶煤成浆性差是因为低阶煤中往往含有很 大比例的内在水分，较多的含氧官能团，而 且可磨性一般来说都较差。
❖ 低变质程度强极性的褐煤，难以制备出高浓 度低粘度的水煤浆，但是由于它的强极性， 浆体却具有较好的流动性及稳定性，可以利 用褐煤的这一特性作为配煤来提高其他煤种 的流变性及稳定性。
❖ 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，其热值相当于燃料 油的一半，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。
水煤浆不能解决的问题
❖灰尘的污染仍然存在 ❖与煤粉炉相比经济性尚不可
比 ❖SO2污染不能彻底解决
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
2、水煤浆种类和用途
❖ 原因： ❖ 煤阶越低，内在水分越高，煤中O与C的比值越高，
亲水官能团越多，孔隙越发达，可磨性指数HGI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。
6、成浆因素——内在水分
❖ 内在水分是煤颗粒表面的吸附性和孔隙度的综合体 现。煤种的内在水分含量高，则其微孔结构中的 “死水”含量就比较高，因此在煤粉颗粒间起润滑 作用的游离水就相对减少，从而影响了所制浆的流 动性。
❖ O/C比反映了含氧官能团(羰基-C=O,羟基-OH，羧 基-COOH等)的多少。一般来说，煤粉的O/C增大， 则成浆性变差。
❖ 变质程度越低的煤，煤中的O/C比越大，极性官能 团越多，煤粉表面的亲水性和电位也就越高，煤粉 表面将吸附大量的水分子形成水化膜，使得用于使 煤粉颗粒自由流动的“自由水”的量减少，从而导 致成浆性变差。