云南褐煤水煤浆成浆性分析

第29卷第4期山东冶金Vol 29. No 42007年8月Shandong MetallurgyAugust 2007试發研究·云南褐煤水煤浆成浆性分析王志光,饶志雄,张德祥(华东理工大学能源化工系,上海200237)摘要:介绍了一种云南褐煤水煤浆的成浆性能。试验得出云南褐煤因内在水分高且含氧量较高故水煤浆浓度较低;3种添加剂对改变云南褐煤成浆性能作用不同,上海焦化厂水煤浆鄙加剂对其成浆性能较好,可作云南褐煤制水煤浆添加剂;选择上海焦化厂水煤浆添加剂,在加入疊为1%的条件下,制得水煤浆性能指标较好煤浆最高浓度接近50%关键词:云南褐煤;水煤浆;成浆性;添加剂;煤浆浓度中图分类号:1Q536文献标识码:A文章编号:10044620(20070)04-0041-03水煤浆是代油、代气或代煤的洁净环保燃料。我针对低阶煤的内在水分高孔隙率发达、比表面国的动力煤资源中,以长焰煤和不粘煤比例较大,所积大富含极性官能团、可磨性差和可溶性矿物质含以动力用煤应合理使用褐煤、年轻烟煤及无烟煤。褐量高等特点,可从配煤、改善级配、利用压力等来提煤、长焰煤等低变质程度煤,挥发分髙,适合于气化,高其制浆性能。为了了解煤质对煤浆性能的影响,但含水量高,可磨性差,难于制成高浓度的水煤浆。并做好云南褐煤难制浆的成浆试验,本研究从不同目前,作为商业化生产水煤浆的原料主要是变煤种、不同添加剂、不同添加剂量及配煤制浆等方面质程度较高的烟煤,烟煤通过研磨,获得最佳的粒度对云南褐煤制浆性能进行了探讨,通过试验获得了级配,加入化学添加剂可以制成浓度在70%以上的较高浓度的褐煤水煤浆水煤浆四。褐煤是年轻煤,它经历的煤化作用时间较短,芳香核缩合程度低,支链、桥链较多,这样使褐煤1试验原料的致密度低于烟煤,有较大的孔隙率,内部细孔丰试验原料煤选用云南褐煤、新庄煤、神府煤和张富。同时,其煤核结构支链上羧基、羟基等酸性含氧集煤,其煤质分析数据、灰熔融特性(T;T3T分别代官能团较多,褐煤的这些特征使褐煤不经处理难以表煤灰熔融的变形温度、软化温度、流动温度)及煤直接制取高浓度、低黏度的水煤浆。我国褐煤储量极的粒度分布分别见表1和表2,添加剂选用上海焦为丰富,主要分布在内蒙、山西、云南新疆等地,因化厂、淮南化肥厂和鲁南化肥厂(编号分别为1、2此研究褐煤制浆具有深远的意义門。3)水煤浆添加剂。表1煤质分析及灰熔融特性煤种M%A%V业%C%/%O%NST/T?℃T℃云南褐煤27.108.83514669594762140186239128013001310新庄煤1.76893355385465047351.750401320145014神府煤1019650376680.534.8013410890.37112512101240张集煤140185744217530441380>1450>1450表24种煤的粒度分布煤浆添加剂加入定量的水,用搅拌器固定转速搅拌煤种020.25-0201-0.2500880.100740088-07410~20min。目测水煤浆的流动性,用NDJ-1型黏度南褐煤0215466.122.5681.32计测定其黏度,然后将水煤浆装入25mm高的大试新庄煤01250.24神府煤03421916.0688.13管中,上面滴加少量液体石蜡,防止水分挥发,静置张集煤4936134642149275203d后测定水煤浆析水率。22水煤浆成浆性分析方法及评定标准2制浆试验及其成浆性能评价因为水煤浆的性质复杂,对水煤浆的性质检验21水煤浆配制过程及成浆性分析步骤尚无统一的国家标准。目前,水煤浆成浆性检验方式首先磨制煤样,0074mm以下筛分煤样占总样很多中国煤化工性检验主要判别标75%以上。称取定量的煤样,按比例掺入一定量的水准包CNMHG1)黏度。用NDJ-1型黏度计3转子60rmin转收稿日期:200706-05作者简介:王志光(192-男江西萍乡人华东理工大学化学工艺速旋转,15min之后读数,单位mPas;2)流动性。目专业2005级在读硕土研究生,从事洁净煤技术研究测流动性分级:A级为稀流体,流动连续,平滑不间2007年8月山东治金第29卷断;B级为稠流体流动较连续,流体表面不光滑;C煤浆中添加不同种类的添加剂来选择添加剂种类,级借助外力才能较好地流动;D级泥状不成浆,不能再改变不同添加剂加入量和煤浆浓度来确定最佳煤流动;3)析水率。用高25mm的大试管装入水煤浆,浆浓度和添加剂加入量。云南褐煤在3种不同水煤液面用液体石蜡密封,3d后测定:浆添加剂的作用下,制得水煤浆质量和性质如表4析水率=(析水高度/水煤浆原始高度)%所示。234种煤的单独成浆性能表4云南褐煤煤浆特性与添加剂关系对云南褐煤、新庄煤、神府煤和张庄煤进行水项目添加剂1添加剂2添加剂3煤浆成浆性试验,选用添加剂1,加入量为煤的占煤比例%煤浆浓度/%05%,试验结果如表3所示(因水煤浆试验是在冬流动性级别C级季室温为5℃左右进行的,温度对其黏度有一定的黏度/mPas2000析水率/%影响;析水率为稳定后析水率;落棒时间是指析水析水稳定天数稳定后测定值,以下各表相同)。落棒试验/自由落棒22自由落棒68自由落棒9.1表3不同煤质水煤浆的成浆性能比较煤浆结构很疏松项目云南褐煤新庄煤神府煤张集煤煤浆浓度/%4838629860.556973由表4可看出,所选用的3种添加剂对改变云流动性级别B级C级南褐煤的成浆性能不同。添加剂1、添加剂3与添加黏度/mPa·8200020002000剂2相比,可增加煤浆浓度0.6%~1.8%,但流动性析水率1%和煤浆沉淀结构不同。析水稳定天数3自由落棒34后稍加压由表5可看出,不同添加剂对云南褐煤成浆性落棒22不下落3.7落棒8不落棒能的影响较大。添加剂1相比添加剂3可提高水煤煤浆结构很疏松软沉淀硬沉淀浆浓度317%,但流动性和黏度有所不同。由表3看出,对于给定的水煤浆添加剂,4种煤表5不同添加剂对云南褐煤成浆性能的影响单独成浆综合性能以张集煤最差,煤浆浓度虽高,但项日添加剂3添加剂1不落棒,煤浆结构为硬沉淀;新庄煤次之,煤浆浓度煤水比例551:521:05较高,但析水率大,煤浆结构为软沉淀;神府煤较好煤浆浓度/%其煤浓度较高,析水率低,但煤浆结构为软沉淀,流B级B级动性较好,稍加搅拌即可恢复其流动性;云南褐煤最析水率%1.26好,其煤浆浓度虽低,析水率不高,煤浆结构很疏松,析水稳定天数此煤可单独成浆。落棒试验/自由落棒25自由落棒9.1自由落棒44自由落棒624添加剂的筛选很疏松较疏松很硫松很疏松通常情况下,要使水煤浆能够达到高浓度、高稳.5添加剂量的筛选定性以及良好的流变特性,必须添加一些化学药剂由表5和表6可看出,选用添加剂1,其加入量一般可以分为分散剂和稳定剂两类。分散剂是用来为1%时云南褐煤成浆性能较好。促进煤粒在水中均匀分散的化学药剂,通常煤粉与表6添加剂1不同添加量对云南褐煤成浆性能的影响添加剂占煤比例隔水混合,煤颗粒之间存在着一种很强的引力,使得煤项目粒成团、凝聚、煤浆黏度增高,流动性变差。分散剂是煤浆浓度%些表面活性剂,可以显著地降低溶液的表面张力流动性级别B级C级提高煤粒表面的润湿剂。而水煤浆稳定剂则是用来黏度/mPa*s析水率/%改善水煤浆稳定性,以使其在储存和输送期间保持析水稳定天数特性均匀的状态。落棒试验后自由落棒6不落棒合适的水煤浆添加剂配方及最佳水煤浆浓度和煤浆结构很硫松添加剂加量的选择原则:1)制备较高浓度的水煤浆,26制浆确保有最好的经济效益;2)低黏度的水煤浆流动性中国煤化工高,发热量低,但挥能好,有利于工艺操作:3低的析水率和较好的稳发分CNMHG相反。为获得浓度定性有利于减少短停时的水煤浆沉淀,避免淤积;4)高、黏度低、稳定性好和易点燃的优质煤浆,将两种成本;5)在相同煤浆浓度条件下,黏度为考虑的第一煤按一定比例混合起来,实现配煤制浆,这不失是位要素,其次为析水率和稳定性;6)向相同浓度的水种扬长避短的好方法。表7是云南褐煤与新庄数据王志光等南褐煤水煤浆成浆性分析2007年第4期煤(0.65:0.35)两种高低阶煤配合制浆的结果。而获得稳定的水煤浆。因此,选择灰分适中的煤种制表7不同添加剂对配煤成浆性能影响浆,有利于保持煤浆结构性能,不产生硬沉淀。添加剂1添加剂32)3种添加剂对改变云南褐煤成浆性能作用不占煤比例煤浆浓度%同:鲁南化肥厂水煤浆添加剂能适当地增加煤浆浓530I流动性级别B级C级度,但不能改变煤浆沉淀结构,这类添加剂主要起黏度/mPas着分散煤粒的作用,即降低煤粒表面的疏水性。上析水率%海焦化厂水煤浆添加剂不仅能适当提高水煤浆浓析水稳定天数0m3落棒试验/s稍加压落棒不落棒度,同时,亦改善煤浆沉淀结构的性能,这类添加剂煤浆结构软沉淀起着分散及稳定双重作用。因此,上海焦化厂水煤由表7可看出,选用添加剂1在加入量为1%条浆添加剂的成浆性能较好,可作云南褐煤制备水煤件下,云南褐煤与新庄煤配煤可制成浓度较高、中等浆添加剂。成浆性能的水煤浆。3)云南褐煤当煤样粒度小于0074mm占80%以上、加入上海焦化厂水煤浆添加剂时,在加入量为3结果讨论1%的条件下,制得的水煤浆性能指标较好。实验室1)从4种煤单独成浆可以看出煤浆浓度与煤的媒浆最高浓度接近50%。饱和吸水量有关。饱和吸水量高的煤,浓度低;饱和4)针对褐煤高内在水分、孔隙率发达、比表面积吸水量低的煤,浓度高,云南褐煤内在水分高达大、富含氧官能团,可从配煤改善级配等方法,来提2710%,故其煤浆浓度低于50%煤的饱和吸水量除高其制浆性能了与煤结构中的孔隙率大小有关外,还与煤表面亲参考文献水性的强弱有关,而煤亲水性的强弱又与煤芳香核李寒旭纪明俊李军等配合煤对水煤浆性能的影响门选煤技术,2001(3):54四周的含氧官能团多少有关。羟基、羧基等含氧官能2]初萊李华民褐煤的加工与利用技术煤炭工程,2005.2)49团亲水性强,在煤样元素分析中,含氧量较高的煤,周德悟李军,王粕春大雁褐煤制水煤浆的研究煤气与热力亲水性强,其煤浆浓度低,煤的孔隙率与亲水性相比199028-9较孔隙率的影响较大。云南褐煤饱和吸水量最高,都临山彭建喜水煤浆制备与应用技术围北京爆换工业出版且含氧量也最高,故其煤浆浓度最低;而张集煤和新社,2003:41庄煤不仅饱和吸水量很低,且含氧量也低故煤浆浓5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局CB18856-2002水煤浆质量试验方法F北京:中国标准出版社,2002度高;神府煤饱和吸水量较高,且含氧量也较高煤姚强浩净煤技术北京化学工业出版社20687浓度仍较高。所以,通过测定煤的饱和吸水量,可预[刘昌盛,齐玉良水煤浆添加剂的选择试验小结门中氮肥测该煤种制浆后的浓度。2006,(6)31灰含量对煤浆沉淀结构疏松程度有密切关系,图周德悟任春生,许耀光煤的成浆性能评定煤炭加工与综合灰分有强的亲水性,易吸附水产生疏松结构的沉淀利用1994,(2:1而煤粒表面疏水性较强,易相互团聚沉降而产生硬⑨周薔悟陶培生,陈闽四矿区神木煤的成浆性陕西化工,沉淀刚张集煤灰分较其它煤高出近10%,其煤浆结10周德悟,任春生许耀光煤的成浆性能评定门煤炭加工与综构为硬沉淀,必须加入稳定剂以改变煤浆结构性能合利用,1994(212Test and Analysis of the Slurryability of Yunnan Lignite-water-slurryWANG Zhi-guang RAO Zhi-xiong, ZHANG De-xiangDepartment of Chemical Engineering for Energy Resources, East China University of Seience and Technology, Shanghai, 200237, China)Abstract: This paper discusses the slurryability nf Yunnan lignite-water-slurry. The experimental data point out that Yunnan lignite hasgher intemal moisture and oxygen content, so the density of the cnal-water-alurry preparedave different effect with the slurryability of Yunnan lignite. Yunnan lignite has the best slurryability for the additive agent of Shanghaicoking plant, and it can take for additive agent during the procedure of Yunnan limite had prepared coal-water-slurry. If the additive ageis or so I%, Yunnan coal-water-slurry have quite well slurry中国煤化工CNMHG.。欢迎广大作者通过E-mail甸本利投稿★缩短论文刊发周期★密切编著双方联糸