上海依肯機(jī)械設(shè)備有限公司
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IKN設(shè)備在水煤漿的運(yùn)用
煤漿是一種新型煤基流體潔凈環(huán)保燃料,既保留了煤的燃燒特性,又具備了類似重油的液 態(tài)燃燒應(yīng)用特點(diǎn),是目前我國一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)的潔凈煤技術(shù)。它由65~70%的煤、29~34%的水和小于 1%的化學(xué)添加劑,經(jīng)過一定的加工工藝制成。它外觀象油,流動(dòng)性好,儲(chǔ)存穩(wěn)定(一般3~6個(gè)月 不沉淀),運(yùn)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(yè)鍋爐、電站鍋爐和工業(yè)窯爐等代油或煤、氣燃用。
水煤漿的制備技術(shù)主要包括制漿煤種選擇、級(jí)配技術(shù)、制備工藝、制漿設(shè)備及添加劑等。
1. 制漿煤種選擇
根據(jù)煤的煤質(zhì)指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)室成漿性試驗(yàn)可以判定煤炭成漿的難易程度。對制備水煤漿的原料煤要求:成漿性好,燃燒性能好。研究表明,中國有豐富的制漿原料煤。
2.級(jí)配技術(shù)
級(jí)配技術(shù)是水煤漿制備的關(guān)鍵技術(shù)之一。制備高濃度水煤漿,要求水煤漿中大小煤顆粒相互充填,達(dá)到較高的堆積密實(shí)度,這就要求水煤漿中煤顆粒分布是有講究的。
3.制漿工藝
水煤漿制漿工藝通常包括破碎、磨礦、攪拌與剪切,以及為剔除最終產(chǎn)品中的超粒與雜物的濾漿等環(huán)節(jié)。
磨礦是水煤漿制備過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),與其他工業(yè)中磨礦不同的是,不但要求產(chǎn)品達(dá)到一定的細(xì)度,更重要的是產(chǎn)品應(yīng)有較好的粒度分布。磨礦可用干法,亦可用濕法?!〉煞サV制漿存在許多缺點(diǎn),制漿廠很難滿足干磨時(shí)入料水分不高于5%的要求,磨礦功耗大約比濕法高30%,干磨時(shí)新生表面容易被氧化,增加制漿的難度,安全 與環(huán)境條件也不及濕法磨礦。目前制漿主要是采用濕法磨礦制漿工藝,濕法磨礦又有高 濃度磨礦與中濃度磨礦兩種方式。磨礦產(chǎn)品的細(xì)度和粒度分布與給料的粒度分布、煤炭的物理性質(zhì)、磨機(jī)的類型與結(jié)構(gòu)、磨機(jī)運(yùn)行工況等因素密切相關(guān)。
圖1是典型的一段高濃度磨礦制漿工藝簡圖。
4.制漿設(shè)備
制漿設(shè)備主要包括球磨機(jī)、輸漿泵、攪拌器等。我國已開發(fā)出多種類型的水煤漿專用磨機(jī)(球磨機(jī)、振動(dòng)磨機(jī)),基本可以滿足水煤漿制備的要求。我國的水煤漿專用磨機(jī)最大的處理量為15萬噸/年。隨著制漿規(guī)模的擴(kuò)大,需要進(jìn)一步開發(fā)大型、高效的球磨機(jī),以降低制漿成本。
結(jié)合選煤廠建制漿廠是中國在發(fā)展水煤漿工業(yè)中創(chuàng)造的一個(gè)寶貴的經(jīng)驗(yàn),至今在其他國家中尚未見采用。結(jié)合選煤廠建制漿廠時(shí)可盡可能利用選煤廠的細(xì)粒煤炭產(chǎn)品,還可以與選煤廠共用受煤、貯煤、鐵路專用線及水、電供應(yīng)等許多公用設(shè)施,從而減少基建投資。
5.水煤漿添加劑技術(shù)
水煤漿添加劑有多種,不可缺少的是降粘分散劑與穩(wěn)定劑。其中分散劑最為重要,它直接影響著水煤漿的質(zhì)量和制備成本。
1) 分散劑:煤炭的表面具有強(qiáng)烈的疏水性,與水不能密切結(jié)合成為一種漿體,在較高濃度只會(huì)形成一種濕的泥團(tuán)。在制漿中加入少量的分散劑改變煤粒的表面性質(zhì),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,并提高水煤漿的流動(dòng)性 ,用量約為煤的1%。由于各地煤炭的性質(zhì)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(wěn)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(fā)地彼此聚結(jié)。在重力或其他外加質(zhì)量力作用下,發(fā)生沉淀是不可避免的。為防止發(fā)生硬沉淀,必需加入少量的穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑有兩方面的作用,一方面使水煤漿具有剪切變稀的流變特性,即當(dāng)水煤漿靜置存放時(shí)有較高的粘度,開始流動(dòng)后粘度又可迅速降下來;另一方面使沉淀物具有松軟的結(jié)構(gòu),防止產(chǎn)生不可恢復(fù)的硬沉淀。
我國開發(fā)了腐植酸類、木質(zhì)素類、萘系及高分子等種類的添加劑,可以替代進(jìn)口。目前,噸漿添加劑的成本在20~40元之間,并仍有下降空間。
在國內(nèi),傳統(tǒng)的研磨方法分為干磨和濕磨兩種,通常采用球磨機(jī),平均粒徑為50 微米左右。如采用IKN ER2000系列高剪切乳化分散機(jī)進(jìn)行分散研磨,平均粒徑可達(dá)到10 微米以下,并從以下幾個(gè)方面體現(xiàn)出工藝改進(jìn)的優(yōu)勢:
1) 改善煤漿的分散性,并減少分散劑用量
2) 改善煤漿的穩(wěn)定性,并減少穩(wěn)定劑用量
3) 改善煤漿的燃燒效率和燃燒熱
4) 若在剪切分散時(shí)加入適當(dāng)氧化劑,可幫助煤分充分燃燒
5) 可嘗試低溫燃燒,從而減少有毒物的排放
6) 大大提高生產(chǎn)效率,每小時(shí)處理量可以達(dá)到100噸甚至更高,在線連續(xù)生產(chǎn),正常狀況下,可以實(shí)現(xiàn)3-6個(gè)月不停機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)
7) 機(jī)器維護(hù)簡單,故障率低
8) 由于顆粒較小,降低后續(xù)工程部件磨耗頻率和周期
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