水煤浆气化工艺影响制浆因素的分析

◇科技论坛◇科技国向导2013年22期水煤浆气化工艺影响制浆因素的分析柳开智(双鸭山龙煤天泰煤化工有限公司黑龙江双鸭山155113)【摘要]文章介绍了水煤浆气化工艺的工艺技术现状;制备高浓度水煤浆彩响因素等。【关键词】水煤浆气化工艺;因素;分析煤炭是我国的基础能源和重要原料,在国民经济和社会发展中具水煤浆制浆工艺主要是为了取得粒度组成的最佳级配,也就是最有重要的战略地位。煤气化技术是煤炭清洁转化的核心技术之一,是大堆积效率便于制备高质量的水煤浆。气化用水煤浆制备主要采用发展煤基化学品、煤基液体燃料、JGC发电、多联产系统、制氢、燃料一次湿法制浆工艺。在磨机选定的情况下,制浆工艺影响水煤浆浓度电池等过程工业的基础。在众多煤气化技术中,水煤浆加压气化技术的因素有入磨粒度、生产能力研磨体级配。在工业化生产中由于磨作为一种先进的新型气化技术,因煤种适应范围较广、气化温度高、压力机连续作业欲在达到生产能力条件下取得所需粒度的煤浆,需控制高、易于大型化成为煤气化技术发展的主流方向在我国得到了较快的发人磨机原料的粒度大小(一般<1omm),调整研磨体级配展,自20世纪80年代至今我国相继建设了数十套水煤浆加压气化装置低阶煤制备高质量水煤浆工艺主要创新点在于引人“多破少磨”、其合成气用于生产合成氨甲醇、丁醇、二甲醚烯烃等化工产品。分级研磨”和“优化粒度级配”的技术理念,明显和有效地提高了制浆1国内气化水煤浆制备工艺技术现状工艺对煤种的适应性,实现低阶煤制取高质量水煤浆,大幅度降低气在水煤浆气化行业中,工程技术人员和用户非常重视气化工艺和化能耗(煤耗、氧耗)和生产成本。工艺特点如下合成工艺等技术,往往忽视了水煤浆气化的基础环节—水煤浆制备)根据摩机的入、出料粒度组成特点采用“分级研磨”,可获得较因此,气化水煤浆的质量浓度粒度和稳定性等相对较差给后续生高的磨矿效率和降低能耗在同一磨矿浓度下较常规制浆电耗可以减产环节带来了诸多问题,如气化效率低能耗(煤耗、氧耗偏高生产成少25%以上。本增加等。目前,气化水煤浆质量及其影响具体如下2)采用高浓度粗磨选择性磨机,不但进行研磨和防止粗颗粒的产(1)煤浆的浓度偏低(60%左右),致使单位合成气所需氧耗偏高。生,尚可起到预混煤浆、改善粒度分布和提高煤浆质量的作用(2)水煤浆的粒度偏粗雾化性能较差气化后灰中含炭量较高致3)填充率高(80%)的超细磨机用于中浓度的细粒级制备然后按使单位合成气所需煤耗偏高照一定比例配人选择性磨机中,起到了“润滑作用”、提高了煤浆磨矿(3水煤浆粒度分布不合理,浆体的流动性较差致使煤浆管道、效率而且改善了煤浆堆积效率。阀门等磨损严重通过“优化粒度级配”,明显提高了工艺对煤种的适应性。该工(4水煤浆的稳定性较差储存期相对较短仅为2h,给生产管理艺不但适用于成浆性较难的煤种,对于容易成浆的煤种效果更加明带来一定难度显,与常规高浓度工艺相比可以提高煤浆浓度3-5个百分点2制备高浓度水煤浆影响因素(5将反击式破碎与悬臂式粉磨相结合研发的高效破磨机,可将不21煤质特性大于50mm的煤粒破碎至不大于lmm占80%以上,远远低于常规制煤质特性是影响水煤浆制备的首要因素。一般来说,煤种制浆浓浆工艺中磨机不大于10mm的人料粒度。度随其内在水分含量的增大而降低,较低的内水含量有利于制备较高25配煤技术浓度的煤浆。变质程度浅的煤种,其内水含量较高、含氧官能团多制煤种成浆性能与煤质特征密切相关,变质程度较浅的煤种属较难浆浓度较低;变质程度深的煤种其内水含量较低、含氧官能团少,制成浆煤种较难制备高浓度水煤浆;而变质程度较深的煤种属易成浆浆浓度较高。煤的内在水分含量可反映煤的内孔表面和亲水性能,其煤种,可制备出较高浓度的水煤浆。因此对于难成浆煤种,改善其成量较低时说明该煤的比表面积小或吸附水的能力差2J因此制浆时浆性能的途径,除了从原料煤种粒度级配、制浆工艺及添加剂技术等煤粒上能吸附的水量少,形成的水化膜也较薄,致使占用的水量较少,方面加以解决外,还可通过配人一定比例的易成浆煤种达到改善其所以在水煤浆浓度相同的情况下,固定于煤粒上的水量就相对较少成浆性能的目的。不仅如此,配煤技术的实施还可扩大原料煤种的适了,从而导致悬浮体的自由流动相增多;也就是说欲使水煤浆具有同用范围实现原料多样化及资源的合理利用。日前国内运行的几套水样的流动性,其浓度必然会增高。煤浆加压气化制合成气装置受原料煤质的限制,为了提高生产能力从煤质角度考虑,要制备高浓度的水煤浆,选择内水含量和含氧降低气化过程中的能耗、氧耗和煤耗大都采用配煤技术来改善原料量少的煤种为宜。对于确定的煤种而言,影响成浆性的主要因素为煤煤种的成浆性能提高制浆浓度实现水煤浆加压气化装置的长周期安粉粒度分布和煤浆添加剂全稳定、经济运行。因此,通过配煤技术来提高水煤浆制浆浓度对于气22粒度级配对不同煤种制浆浓度的影响化装置经济稳定运行以及煤炭资源的合理配置具有很强的实用意义在制浆过程中,为了制备髙浓度的水煤浆,要求煤粉颗粒各粒径2.6添加助熔剂为含量要有一定的分布,使大颗粒间的空隙为小颗粒所填充,以减少在相同固含量情况下,水煤浆制备过程中助熔剂的加人,会使煤空隙所含水量,从而提高制浆浓度。水煤浆的最佳粒度分布可以用不浆流动性和稳定性均有所改善因此对于制浆过程而言助熔剂的加同的数学模型来表述:①从煤粉的粒度分布数据来计算煤粒子的填充人并没有负面影响对成浆性还有一定的改善作用空隙率,空隙率最低的粒度分布制成的水煤浆浓度最高;②计算粒度27pH值选择分布指数,目前最常用的粒度分布是 Rosin. Ramm函数的改进形式水煤浆pH值在810时煤浆表现出良好的成浆性能在这一范R-R-B分布:R=100xpd)m,R是筛孔d时的网上粒子质量d围内随着pH值升高煤浆流动性有所改善。为克服实际应用过程中为粒度特性值相当于R=367%时的粒径,n为粒度分布指数。一般认对设备管道的酸性腐蚀,工业化制浆一般要求煤浆pH值>7。为n值越小,分布越宽,填充效率就越高。但是,粒度分布指数并非越3结束语小越好,无论是否加人分散剂,n值均在07-08的范围内煤浆的粘度(煤质是制备高浓度水煤浆的首要因素。煤种制浆浓度随其内在最低。粒度级配越好堆积率越高煤浆浓度越高。水分含量的增大而降低较低的内水含量有利于制备较高浓度的煤浆。23水煤浆添加剂(2)大顆粒间的空隙能被小颗粒填充,将有利于制成高浓度水煤目前,对水煤浆添加剂的研究要多于对粒度分布的控制,因为水浆但随着粗粒子含量增加尽管其煤浆表观粘度降低但因其流动性煤浆添加剂的使用更具有实用意义,使用添加剂后不仅可以提高制浆变差,仍然不能制成高浓度的、可供泵送的水煤浆。浓度,而且可以降低煤浆粘度,提高流动性。水煤浆添加剂主要是一些适宜的添加中国煤化工E改善流动性提不同性能的表面活性剂,主要有4类:①阴离子型表面活性剂;②阳离高制浆浓度。因此考虑上述各因素子型表面活性剂③非离子型表面活性剂④高分子化合物和元机盐。CNMHG浆工艺或配煤技24制浆工艺术才能制备出适合工业化应用的高性能水煤浆。@