用經濟有效的方法製備出符合商業要求的水煤漿的整套工藝。
基本介紹
- 中文名：水煤漿製備工藝
- 外文名：production process of coal water mixture
- 全拼：shuimeijiang zhibeigongyi
- 學科：化石能源
水煤漿,簡介,製漿煤種選擇,級配技術,製漿工藝,降灰,磨碎,捏混,產品保障,工藝流程圖,製漿設備,水煤漿添加劑,
水煤漿
水煤漿是一種新型煤基流體潔淨環保燃料，既保留了煤的燃燒特性，又具備了類似重油的液 態燃燒套用特點，是目前我國一項現實的潔淨煤技術。它由65～70%的煤、29～34%的水和小於 1%的化學添加劑，經過一定的加工工藝製成。它外觀象油，流動性好，儲存穩定（一般3～6個月 不沉澱），運輸方便（火車或汽車罐車、管道、船舶），燃燒效率高，污染物（SO2、Nox）排放 低，約2t水煤漿可以替代1t燃油，可在工業鍋爐、電站鍋爐和工業窯爐等代油或煤、氣燃用。
水煤漿的製備技術主要包括製漿煤種選擇、級配技術、製備工藝、製漿設備及添加劑等。
簡介
用經濟有效的方法製備出符合商業要求的水煤漿的整套工藝。包括煤炭的降灰(脫硫)、破碎、磨碎、加添加劑、捏混、攪拌，剔除產品中的超粒與雜物等作業。
製漿煤種選擇
根據煤的煤質指標和實驗室成漿性試驗可以判定煤炭成漿的難易程度。對製備水煤漿的 原料煤要求：成漿性好，燃燒性能好。研究表明，中國有豐富的製漿原料煤。
級配技術
級配技術是水煤漿製備的關鍵技術之一。製備高濃度水煤漿，要求水煤漿中大小煤顆粒 相互充填，達到較高的堆積密實度，這就要求水煤漿中煤顆粒分布是有講究的。
製漿工藝
降灰
除製備超低灰(灰分小於1%)精細水煤漿外，製漿用煤的降灰均採用常規的選煤方法。通常用降灰後精煤去磨碎，只有當煤中礦物雜質嵌布很細，需經磨細方可解離選出合格製漿用煤時，才採用磨碎後降灰方法。
磨碎
磨碎分乾法與濕法。乾法要求入料水分小於5%，其安全與環境條件不及濕法。由於降灰多為濕法，國內外的製漿工藝多用濕磨。濕磨分高濃度(大於60%)與中濃度(40%～50%)磨礦2種工藝。中濃度磨機的能力高，但產品要經過過濾脫除多餘水分，濾餅與分散劑再經捏混和強力攪拌後才能均勻混和成漿。高濃度磨礦工藝簡單，磨礦濃度稍高於最終煤漿產品濃度，分散劑直接加入磨機，在磨礦過程中就能很好地與煤粒表面接觸，因而可省去捏混與強力攪拌工序，但高濃度磨礦能力低，需要很好地掌握磨機的運行參數，以免因煤漿粘度過高而喪失磨礦功效。原則上各種類型的磨機，例如雷蒙磨、中速磨、風扇磨、球磨、棒磨、振動磨與攪拌磨都可用於製漿。磨礦流程可以是一段，也可以由幾台磨機構成多段，應視具體情況通過技術經濟比較後確定。目的都是為了使最終磨礦產品既符合細度要求，又有較高的堆積效率。
捏混
只在乾磨與中濃度濕磨工藝中採用。它的作用是使煤粉或濾餅與水和分散劑均勻混合併初步形成具有一定流動性的漿體，以便於在下一步攪拌工序中進一步調勻和增強藥劑與煤粒間的作用。捏混和攪拌設備與其它行業常用的大同小異。充分攪拌後的煤漿和高濃度磨礦產品均已具有很好的流動性，根據需要可再補加穩定劑。穩定劑加入後，還需要強力攪拌，增強藥劑與煤粒表面間的接觸，以改善煤漿的流變特性。
在製漿過程中會產生少量超粒或混入某些雜物，它將給貯運和燃燒帶來困難，所以產品在裝入貯罐前應有超粒、雜物剔除環節，一般採用可連續工作的篩網(條) 濾漿器。
產品保障
為了保證產品質量穩定，製漿過程中應有煤量、水量、各種添加劑量、煤漿流量、料位與液位的線上檢測裝置與閉路控制系統。
工藝流程圖
乾法，乾、濕法，一段高濃度和二段中濃度4種典型的製漿工藝流程圖如圖1所示。利用選煤廠煤泥或浮選精煤製備水煤漿，是合理有效利用煤炭資源的好途徑。煤泥製漿工藝有兩種，當其細度及粒度分布可滿足製漿要求時，可用圖1中流程d，省去磨礦作業;當需要進一步調整粒度分布時，可用圖1中流程c，省去破碎作業。
圖1
製漿設備
製漿設備主要包括球磨機、輸漿泵、攪拌器等。我國已開發出多種類型的水煤漿專用磨機（球磨機、振動磨機），基本可以滿足水煤漿製備的要求。我國的水煤漿專用磨機最大的處理 量為15萬噸/年。隨著製漿規模的擴大，需要進一步開發大型、高效的球磨機，以降低製漿成本。
結合選煤廠建製漿廠是中國在發展水煤漿工業中創造的一個寶貴的經驗，至今在其他國家中 尚未見採用。結合選煤廠建製漿廠時可儘可能利用選煤廠的細粒煤炭產品，還可以與選煤廠共用受煤、貯煤、鐵路專用線及水、電供應等許多公用設施，從而減少基建投資。
水煤漿添加劑
水煤漿添加劑有多種，不可缺少的是降粘分散劑與穩定劑。其中分散劑最為重要，它直接影響著水煤漿的質量和製備成本。
1） 分散劑：煤炭的表面具有強烈的疏水性，與水不能密切結合成為一種漿體，在較高濃度 時只會形成 一種濕的泥團。在製漿中加入少量的分散劑改變煤粒的表面性質，使煤粒表面緊 緊地為添加劑分子和水化膜包圍，讓煤粒均勻地分散水中，並提高水煤漿的流動性 ，用量約為煤的1%。由於各地煤炭的性質千差萬別，適用的添加劑配方亦各異。一般來說，分散劑是一種表面活性劑。
2） 穩定劑：水煤漿畢竟是一種由固、液兩相粗分散體系，煤粒又很容易自發地彼此聚結。在重力或其他外加質量力作用下，發生沉澱是不可避免的。為防止發生硬沉澱，必需加入少量的穩定劑。穩定劑有兩方面的作用，一方面使水煤漿具有剪下變稀的流變特性，即當水煤漿 靜置存放時有較高的粘度，開始流動後粘度又可迅速降下來；另一方面使沉澱物具有鬆軟的結構，防止產生不可恢復的硬沉澱。
我國開發了腐植酸類、木質素類、萘系及高分子等種類的添加劑，可以替代進口。目前，噸漿添加劑的成本在20~40元之間，並仍有下降空間。
