干湿法联合制备水煤浆技术的研究

第31卷第3期世界科技研完与发展Vol, 31No. 32000年6月399-401页WORLD SCI-TECH R&DJumn.2009p.399-401干湿法联合制备水煤浆技术的研究田达理付晓恒丁亚文王福顺(中国矿业大学(北京)化学与环境厂程学院,北京10003)摘要:针对国内当前水煤浆生产和销售实际情况,为给远离水煤浆厂且自身不具备建厂能力的众多中小型水煤浆用户群和原煤产地间提供一条切实可行的工艺途径,提出将干湿法联合制浆工艺应用到工业生产的可行性。本文以内蒙古鄂尔多斯煤(不粘煤)为原料,在此工艺方法下确立了合适于制浆用煤的级配比例和相应的药剂用量,大幅度降低了水煤浆的运输成本,并得到了最佳煤粉级配比例关键词:千湿法联合制备;水煤浆;中小型用户中图分类号:TQ36文献标识码:AStudy of Technology of Coal-water Slurry Preparation from Wet and Dry PowdersTIAN DaH Fu Xiaoheng DING Yawen WANG Fushun(School of Chemical and Environment Engineering, China University of Mining and Technology Beijing), Beijing 100083)Abstract: In view of the current coal-water slurry production and marketing of the actual situation and in order to supply a feasible approachfor numerous small and middle-sized consumers, which are far away from coal-water slurry factories and have no enough ability to constructnew factories, it is feasible to apply wet and dry powders mixing process into industrial production Using Erdos coal BN) in Inner Mongoliaas raw materials in the process, a suitable ratio with different particle distribution and reasonable additives are established. By this methodthe transport costs of the coal-water slurry could be reduced obviously and the best ratio of coal powders would appearKey words: wet and dry powders mixing process; coal-water slurry; small and middle-sized cor专用罐车运输,且一般是单向运输(返回的是空车);(2)添加剂费用增加。成品水煤浆一般要长距离运输,加上在制浆水煤浆是η0年代石油危机中发展起来的一种新型煤基厂和终端用户处都要采用储罐较长时间地储存,所以对水煤流体洁净燃料。它是由60~0%的煤粉、30~40%的水和少浆的稳定性要求很高故必须添加稳定剂;(3)在水煤浆储罐量化学添加剂组成的混合体,约2t或2.5t普通水煤浆代替中一般都要设置搅拌机构避免发生沉淀;(4)在严冬季节,1t重油。因水煤浆具有良好的流动性和稳定性,可以象油水煤浆储罐要设置防冻设施,避免储罐和管道中的水煤浆冻一样实现全密封储运和高效率的雾化燃烧。我国的实践已结:(5)成品水煤浆在储运过程中很容易由于密封不严与经表明燃用水煤浆与燃煤相比,可提高燃烧效率,减少对环气接触造成水煤浆的于燥结块现象,堵塞过滤装置甚至堵境的污染;与燃油相比,可取得显著的经济效益。塞喷枪水煤浆制浆工艺主要有湿法制浆、干法制浆以及干湿法现有的水煤浆工业制备技术存在以上不足,限制了此项联合制浆等工艺。另外,还有我国独创的利用浮选精煤制浆技术的推广和使用,尤其是限制了其在中、小型用户群中的或煤泥制浆等。目前国内水煤浆厂的制浆工艺除北京制浆使用。厂和兖日制浆厂外几乎全部釆用湿式球磨制浆工艺2。基2干湿联合制水煤浆工艺本路线如图1所示。2.1研究背景↓由于水煤浆不宜大量长距离运输(大于150km时价格高浓度磨矿不合算)“,一些确实需用水煤浆的单位在试烧成功后均会考虑就地制浆。但是,相对于远离水煤浆厂且没有自建水稳定剂煤浆厂能力的众多星散中小型用户而言,还没有成本低、生产便利的技术满足这一市场的大量需求。以我国现有的情滤浆→杂物况来看这些单位多在南方或者沿海的一些大中城市为了达到环保要求,城市严格限制燃煤,加上现有的设备和资金水煤浆产品条件等因素,这些用户只能燃用水煤浆。但我国的煤炭产地高浓度-唐机制浆工艺流程2大部分是在北方这使得这些用户离水煤浆厂距离很远,大g. 1 Process of CWM preparation by one wet ball mill in hi∞m型水煤浆厂建厂时没有考虑这些星散用户的需求远距离产生的高运输成本(往往占到到户价格的一半甚至还多)使这目前厂家大都是将成品水煤浆先用泵送入储罐,再用专用罐车或轮船盛装送往用户,到达用户处再卸入储罐中储存22中国煤化工适用范围待用。其不足之处在于:(1)运费高。一方面水煤浆产品含CNMHG法以干湿法联合制浆有30~40%左右的水分,运输重量增加:另一方面必须采用工艺为基础以鄂尔多斯不粘煤为原料先在原煤所在地woww. globesci. com第399页化学化工界科轼研究与发屐2009年6月生产出达到最佳级配比例并添加了匹配添加剂的半成品干最终燃用成本大大下降。本工艺采用的运输半成品(干态态煤粉将该半成品运送到水煤浆用户后,用户只需添加一粉)省去了相当一部分水分(约10%-20%)的运输,只需要定量的水经搅拌即可生产出符合国家标准的水煤浆产品。运输少量的水分,距离越远相对于运输成品水煤浆的价格具体工艺路线见图2。优势越明显;(3)运输、装卸方便,无污染;(4)由半成品制浆原煤「破碎+[捏混故剂只需加入适量的水操作简单快捷用户可现用现配从而降低了对水煤浆稳定性的要求。干态半成品可长时间储存。制高浓度细磨(5)采用不粘煤或褐煤等变质程度低的煤种作为原料,可以分散剂使得水煤浆运输成本降低得更加明显。长距离输投拌」送到用户水煤浆本工艺特别适合于分散的中小型水煤浆用户群(如印染、陶瓷、食品、大型宾馆和写字楼、工业采暖和制冷等行业水煤浆产品及单位)。图2干湿联合制水煤浆工艺流程主要设备要求:对半成品生产厂家而言,主要需要常规Fig 2 Process of CWM preparation from semi-products大型球磨机(型号尺寸视产量而定,其中包括千湿球磨设备各至少一台)以及药剂添加和搅拌设备;这些都是水煤浆制本工艺的特点主要有:(1)采用干混法结合,一方面可以浆常规设备,造价相对不高。将两组不同粒度分布的颗粒进行很好的级配,另一方面可以使得半成品中含有一定的水分,可以避免两组颗粒都是干3制浆用煤的煤质分析煤粉时的扬尘等危害;(2)运输成本大大下降使得水煤浆的试验用煤样为内蒙古鄂尔多斯煤。相关分析见表1。表1制浆用煤的煤质分析Table 1 Anal工业分析元素分析2%“83:(838k焦渣型号35.8426.2527.5923.98灰熔融性:DT>1276℃,ST>1301℃,HT>1311℃,FT>衰3细颗粒产品的粒度分布参数1360℃;可磨性指数(HGl):53。Table 3 Distribution of fine particle siz由煤炭成浆性判别指标公式:D=75+0.5M累积分布粒度比表面积最大粒度平均粒度0. 0SHGI算得:本试验中的D=721。由煤炭成浆性分类2可8.1723.500.980856.0910.70知,此煤种属于难制浆煤42半成品的制备、性能及储运4水煤浆的制备将上述干态的粗颗粒和湿态的细颗粒进行粒度级配加入2024号添加剂后捏混适当时间制成半成品。半成品的制备采用双峰级配技术。技术路线是先用水煤浆半成品含有10-20%左右的水分,不扬尘,不粘球磨机干法磨制煤粉粒度上限控制在03mm,再按不同的袋。遇到应力后会成团,加水后可完全打散并恢复原有粒比例从干煤粉中分出一部分湿法超细磨然后再把超细磨的度。将半成品储存四个月后制浆,其浓度仍然可以保持在储煤浆掺回干煤粉中添加水煤浆添加剂后捏混成含有一定水存前的水平分的半成品。将制得的半成品装入带塑料内袋的编织袋,采用普通的4.1粗、细煤粉的粒度分布交通工具运输,无需专用罐车等装卸方便,可长期储存煤粉的粒度分布采用 wInner2005型激光粒度测定。不半成品运输到用户后,只需加入适量的水经搅拌一定时同磨煤时间对应的干磨所得煤粉的粒度分布见表2。间后即可制得水煤浆表2磨制不同时间得到的粗颗粒产品的粒度分布参数4.3水煤浆的制备Table 2 Distribution of coarse granule particle sizes in different ground分别取上述制得的半成品各1kg向其中添加适量的水(在剪切率为100s时,尽量使其黏度在900~130mPa·8磨煤时间果积分布粒度m最大粒度比表面积平均粒度附近)在转速为30-80mn条件下,搅拌一定时间制成水49.58.8678.58243.31404.210.204104.72煤浆60.07.2262.26204.83331.770.248686.48表4的制结思可以出茸由两组最佳级配比例62.07.9662.05169.82331.770.230178.33中国煤化工细颗粒比按1:1时,在粘度CNMH③的水煤浆;(b)组:当超细粒度湿磨时煤浆的重量浓度为700%,其粒度分粗颗杠磨制.Umm以皮租细颗程比按2:1时,在粘度允许布见表3。的条件下制得浓度为60.60%的水煤浆。第400页200年6月界科研完与发展化学化工将上述最佳级配比例下制得的水煤浆进行筛分,可知其W。添加剂的添加量(占干煤量),%。粒度规格符合国家标准。注:约1%的添加剂中只含有微量水分,可忽略不计。表4不同粗颗粒产品与相应浓度的细颗粒按不同级配比例制得水在本试验工艺中,干态粗颗粒的含水量为9.20%,细颗煤浆的性能粒的湿磨浓度为70.00%,添加剂的量为1.0%。利用以上Table 4 Capabilities of CWM made from different公式,计算得出:由(a)组制得的半成品含水量为26.37%;and fine particles in corresponding concentration in different由(b)组制得的半成品含水量为20.97%可以看出,与成品水煤浆相比,(a)(b)两组中半成品的租粉制时间粗细级配比例度切率嗽度,含水量分别降低13.1%、1843%,其中(b)组的效果更加49,51.0:1.060.51100明显。降低的这一部分水分相应的运费就可节省下来。这1.0:1.0对于需要远距离运输水煤浆的用户来说,其成本大幅降低,20:1.060.604.0:1.059.05100效益可观。1.0:1.058.73100l1806结论15:1.059431001330(1)采用干湿法联合制浆技术,通过粗细煤粉的合适的3.0:1.059.621005.0:1.0粒度分布和级配试验等制备出了合格的水煤浆产品;1.1:1058.571001482(2)采用本试验技术工艺,以鄂尔多斯不粘煤为原料制2.0:1.0备出的半成品含水量为20.97%,相对于采用高浓度-磨机59.771001450工艺而言,节省了18.43%水分的运输,直接降低了运费1.0:0.0(3)干湿法联合制浆技术适用于分散的中小型水煤浆用5半成品的含水量户群(如印染、陶瓷、食品、大型宾馆和写字楼、工业采暖和制冷等行业及单位)。由于半成品的含水量直接影响到工业运输的成本和水煤浆的到户价格,因此需要对其特别关注参考文献半成品的含水量多少取决于:制得的干态粗颗粒的含水[1李安.水煤浆技术发展现状及其新进展[]煤炭科学技术,量,细颗粒的混磨浓度粗细颗粒的级配比例以及添加剂的007,35(5):97~100量。计算公式如下:[2]张荣曾水煤浆制浆技术[M]北京科学出版社,1996:121-139C[3]付晓恒,王祖讷柴保明,等精细水煤浆制备与应用技术的研究100[玎].媒炭学报,2004,29(2):226-229[4]王风寅等.当前水煤浆推广应用中存在的问题[J]能源环境保护,2004,18(4):46-47式中T—制成的半成品的含水量%[5]祝平不要走入水煤浆误区[刀]中国能源,2002,4:8r:1——粗细颗粒的级配比例[6]GBT1886-2002.水煤浆质量试验方法[S].北京中华人民共W干态粗颗粒的含水量,%;和国国家质量监督检验检疫总局,2002C湿态粗颗粒的湿磨浓度,%;(责任编辑:房俊民·@··。·····…······灬≈······小(上接第398页)[45]Yong-Jin Pu, et al. 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