焦化废水制备水煤浆的实验研究

炭燃烧化隆水制舒水紫浆的实验矾究赵振新!,时憧宇2(1.平顶山工学院化学化工系,河南平顶山467044;2.中州大学,河南郑州450005)摘要:采用3种新疆煤样,用焦化厂2种焦化废水制备出水煤浆,研究了成浆性能,并与自来水制备的水煤浆的性能进行了比较,结果表明:用2种焦化废水可以制备出性能较好的水煤浆,研究发现水质是影响水煤浆性能的一个不可忽略的因素,而且焦化废水制出的水煤浆在性能上,特别是在稳定性方面比自来水好。关键词:水煤浆;焦化废水;流变性能中图分类号:X784;TQ534.4文献标识码:A文章绵号:1006772(2008)05004-03工业生产对环境造成的污染中很重要的一项就工业废水种类繁多,笔者着重研究了新疆钢铁是水质污染,这些污染大部分是由于工业废水未加集团公司焦化厂的2种工业废水对水煤浆性能的影处理排放的结果。工业废水的处理增加了生产成响。本降低了生产效益。如果用工业废水能制取性能1实验部分良好的水煤浆,则既可以减少环境污染又可以增加制备水煤浆的用水来源降低水煤浆的生产成本。1.1煤样无疑这项研究具有良好的社会效益和经济效益。试试验采用的煤样来源于新疆乌鲁木齐的1号,2验所采用的新疆钢铁集团公司焦化厂的工业废水通号,3号煤。水煤浆制备过程中煤中灰分和元素组常含有不同量的氨、酚类氯化物氰化物硫化物和成对制浆有很大的影响,表1为3个煤样的工业分相当数量的固体悬浮物或溶解物。显然这些废水外析和元素分析。由表1可以看出,煤样均为低变质排会造成环境污染。如果利用这些废水来制备水煤程度煤,从理论上讲成浆性较差。根据表1的数据浆,通过水煤浆的燃烧将其中有毒的有机物转变成以及中国煤炭成浆难易判断指标可知,1号,2号,3无毒的水和二氧化碳,无疑具有环保意义。号煤属于较难制浆的煤。虽然人们对水煤浆进行了广泛研究,但是专门研究水质影响的文章不多,因为水煤浆是由大约1煤样的工业分析和元章分析70%煤、29%水和1%左右的添加剂制备的煤、固液工业分析分散体系,其中29%的水是影响水煤浆性能的不可名称忽略的因素。大多数专家对水煤浆研究是在蒸馏水1号煤59012534615712357.94.513.121.04018或去离子水存在的条件下进行的,而实际生产中不2号煤6.219.7436.8445.2620.8165.634.789.651.011.03可能用如此多的蒸馏水和去离子水来制备水煤浆。3号煤1.899.3036.6249.4423.1370.264.968.361.161.32水有地表水、地下水、工业废水等各种水质,这些水含有的离子不同、胶体含量不同、水的硬度不同、pH般情况下,煤浆浓度与哈氏可磨性指数的关值不同研究各种水质对水煤浆性能的影响可以为系呈正相关3的可磨性指数及相应的成浆工业应用寻找合适的水源13性指枝中国煤化工新疆煤样可磨性CNMHG收稿日期:2008-07-01作者简介:赵振新(172-),女河北唐山人,士,副教授主要从事煤化工及有机合成方面的研究。《洁净煤技术》2008年第14卷第5期煤炭燃烧全国中文核心期刊矿业类核心期刊《 CAH-CD规范》执行优秀期刊指数都较低,1号煤具有中等的可成浆性,2号,3号浆,这是由于1号煤的可磨性指数小,煤的变质程度煤较难以成浆,同时制备出的水煤浆浓度不会太低,水分高造成的。3号煤制备的水煤浆的稳定性髙较好。1号煤制备的水煤浆的析水率偏高,这主要是因为它的灰分含量较低。但几种煤样与生化前废表2煤样哈氏可磨指数及成浆性指标水配合都能制备出性能良好的水煤浆,特别是3号可磨性指数(HG煤样名称序号煤可磨性指数高,水分含量低,制备出的水煤浆的流试验值平均值成浆指标成浆难易动性较好。154.511号煤样53.585.453水质对焦化废水煤浆性能的影响149.042号煤样49.429.9949.80试验采用1号煤、H添加剂分别与3种水样配55.48合制备水煤浆,试验结果见表5。3号煤样56.659.63表5水质对焦化废水煤浆性能的影响1.2工业废水添加剂实验釆用的废水是由新疆钢铁集闭焦化厂提供/%种类用量/%/mPa·s粘度流动性表面析水的焦化厂废水。试验中采用的废水主要有2种:脱酚脱酚前63H0.6736.82A-级前废水,生化前废水废水的各项组分指标见表3。生化前630.6698.80B级豪32种废水的指标自来水630.6984.23B级3.30从表5可以清楚地看出,几种不同的水制备出来的水煤浆在性能上存在着较为明显的差别。从粘的废水30000300868560度上看,生化前废水制备的水煤浆粘度较小,脱酚前的废水30012300<702000生化前200-6-100/6.521328废水制备的水煤浆粘度较大,几种废水制备的水煤3000浆在采用JH添加剂的情况下,粘度均比自来水制备的水煤浆的粘度小。从稳定性的角度,脱酚前废1.3添加剂的准备水制备的水煤浆的析水率最低,生化前废水制备的实验采用2种添加剂,一种是常用的萘系添加水煤浆的稳定性也是比较好的析水率比自来水低。剂,主要成分为萘磺酸钠缩甲醛。另一种是JH添几种废水制备的水煤浆的流动性也比较好。总的来加剂说,生化前废水能够制备出性能较好的水煤浆,其它废水制备的水煤浆也能满足实际生产的需要。造成2煤质对焦化废水煤浆性能的影响这种现象的主要原因是由于几种废水中所含有的无试验选用新疆乌鲁木齐的1号,2号,3号3种机电解质和有机物质在数量上和种类上的不同造成煤样和生化前废水配合,采用H添加剂制备水煤的“浆测定其各项性能指标,结果见表4。4添加剂对焦化废水煤浆性能的影响饔4煤质对焦化废水煤浆性能的影响4.1添加剂种类对焦化废水煤浆性能的影响煤种浓度添加剂流动性表面析水试验使用2种不同的添加剂与同一种水和煤样种类用量配合制浆,试验条件和结果见表1号63ⅢH0.6698.80B级2号63用H0.6626.72B级表6添加剂种类对焦化废水煤浆性能的影响3号6中国煤化工流动性表面析水%试验结果表明,煤质对水煤浆的性能影响比较CNMHGA级明显,从1号煤到3号煤制备的水煤浆的粘度逐渐生化前63萘系0.6603.42.30减少特别是1号煤其粘度高于3号煤制备的水煤焦态数次媒的实验研究煤炭燃烧结果表明,萘系添加剂和JH添加剂制备出来煤,JH添加剂与生化前废水配合,分别制备浓度不的水煤浆在性能上区别不大,萘系添加剂制备的水同的水煤浆,在一定的剪切速率下测定它们的粘度煤浆在粘度上,流动性上稍微差于JH添加剂,JH添其结果如图3所示。加剂制备的水煤浆的稳定性好于萘系添加剂。114.2添加剂用量对焦化废水煤浆性能的影响试验采用1号煤和添加剂,采用不同的用量分别和3种水样配合制备浓度为63%的水煤浆其结果如图1,图2所示。浓度/%生化前废水田3煤浆浓度对水煤浆性能的影响脱酚前废水自来水3可以看出,浓度对水煤浆的流变性也有影响在低浓度下粘度随剪切速率增大而减小的速度小于高浓度,而且,低浓度水煤浆在小剪切速率下添加剂用量/%表显出屈服胀塑性,而在浓度较高时表现为屈服假图1添加剂用量对焦化废水煤浆性能的影响塑性,这可能与煤的性质有关。6结论生化前废水脱酚前废水1)用焦化废水制备水煤浆是可行的,几种不自来水同的焦化废水与不同的煤样,不同的添加剂配合能工够制备出浓度合理且粘度小于10:的水煤添加剂用量/%浆,其中生前废水制备的水煤浆的性能最好。图2潘加剂用量对水煤浆性能的影响2)焦化废水制备的水煤浆与自来水相比,在粘度上,生化前和脱酚前废水制备的水煤浆粘度小试验结果表明添加剂的用量对不同废水煤浆于自来水生化前废水和脱酚前废水制备的水煤浆粘度的影响基本上是一致的,几种水煤浆都有一个稳定性好于自来水。比较好的添加剂用量生化前脱酚前废水和自来水(3)用焦化废水制取水煤浆的性能,要比自来制备的煤浆采用06%的用量较合适。从稳定性的水好,主要体现在稳定性方面,在经过10d以后,仍角度出发不同的水有着比较大的差别但基本趋势然可以保持稳定并具有良好的流动性都是随着添加剂用量的增大,水煤浆的析水率有所下降,然后趋于稳定参考文献:5浓度对焦化废水煤浆流变性的影响[1]连军.焦化废水的多污染物评价[J].环境科学动态,2004水煤浆浓度是指水煤浆物系中的含固量,即煤[2]张荣曾.水煤浆制浆技术[M].北京:北京科学出版浆中的煤与煤、添加剂中的水分及外给水之比,以重社,1996量百分数表示。它对煤浆的泵送、气化炉的雾化效[3]闵凡飞张明旭,王传金工业废水水煤浆流变性的果、气化效率煤气质量及原辅材料消耗都有很大的研究[门.选煤技术,2001影响。较低的水煤浆浓度,将会使进入气化炉的水[4朱书全,詹隆中国媒的成浆性研究[小媒炭学分增加,为了维持炉温,势必增加氧气的消耗:过高报,1998,23(2):198~201的煤浆浓度将会增大煤浆的表观粘度,煤浆的流动[5]朱书全煤的性质对其成浆性影响的研究综述[J加工与综合利用19%6:(2),5性变差影响煤浆的泵送能力和雾化效果使装置不(6中国煤化工研究[J].安徽化能连续稳定运行。从工业试验来看,为利于燃烧,水CNMHG煤浆的含煤浓度要在一定的范围。试验采用1号下转第70页《洁净煤技术》2008年第14卷第5期炭烧效率,这是对适用于中小型锅炉系统的一个创造性4结语的开端。设备长期稳定运行状况的好坏,与维护和随着中国环保要求的提高,各种脱硫工艺的工管理有着密切的关系。将来的主要工作是解决脱硫程化,普遍存在运行成本高,操作灵活度大以致使剂的磨损和高浓度SO2的腐蚀问题脱硫单元大部分成为了摆设。脱硫再生耦合工艺采参考文献用了廉价的锅炉自热加热再生脱硫剂使得运行成本大大降低,另外得到的高浓度SO2气体也具有一[1]赵钬新,李卫东惠世恩等.燃油燃气锅炉结构设计定的商业价值。此外通过对该系统加设自动化控及图册[M].西安:西安交通大学出版社,2002制,可使得系统与锅炉系统成为一体,使操作的不确2]北京市废气排放标准(试行),19%4定性降低,自动化程度加强。[3]真田雄三、鈴木基之、藤元薰,新版活性炭-基礎脱硫再生耦合装置系统工程,在北京房山桥梁应用-,講談社,民國八十六年厂的投入实际运行,并取得良好的脱硫效果和再生The application of resulfurizing and desulfurizerrebirth coupling technique for industrial boilerFAN Wei, MIAO Peng, WANG Nai-ji, JI Ren-shanBeijing Research Institute of Coal Chemistry, China Coal Research Institute, Beiing 100013, ChinaAbstract: The flow, principle and characteristic of the system in which desulfurizing and desulfurizer rebirth equip-ments were linked coupling were expatiated in this paper. We also analyzed the technical criteria in practical application, and summarized function experience in order to find the best operating condition of this equipmentKeywords: flue gas desulfurization; rebirth; industrial application; operation analysis(上接第66页Study on effect of coking plant wastewater on Cws performanceZHAO Zhen-xin, SHI Chong-yu(1. Department of Chemistry and Chemical Engineering, Pingdingshan Institute of Technology, Pingdingshan 467001, China;2. Zhongzhou University, Zhengzhou 450005, China)Abstract: In this paper, two types of coking plant wastewater and tap water had been used to prepare coal waterslurry( CWS), the results showed that the performance of CWS was good by using coking plant wastewater, and thewater quality played an important role on CWS preparation, the performance of CWS, especially the stability, prepared by coking plant wastewater was better than tap waterKeywords: coal water slurry; coke plant wastewater; rheological behavior敬告广大作者:投稿直接以附件方式投到《洁净煤技术》的电子信箱jmjs@263.net,请不要一篇稿件多中国煤化工是否收到(010-84262927)。CNMHG《洁净煤技术》编辑部70《洁净煤技术》2008年第14卷第5期