提高新疆准东煤水煤浆成浆浓度的实验研究

2016年第22期中國高新技术企业NO22.201(总第373期)Cumulativity NO 373)提高新疆准东煤水煤浆成浆浓度的实验研究赵天运王秋生张向沛(新疆龙宇能源准东煤化工有限责任公司,新疆乌鲁木齐83000摘要:新疆龙宇能源准东煤化工年产40亿立方煤制天然气气化工艺采用碎煤加压气化与水煤浆气化工艺组合,充分利用煤矿生产的块煤和粉煤,提高煤炭资源的利用率,但新疆准东煤田的煤做水煤浆气化存在成浆性差的问題,怎样提高新疆准东煤的水煤浆浓度是目前急需解决的问题。文章以新疆准东煤田某露天矿煤为研究对象,研究了提高水煤浆浓度的办法。关键词:准东煤;水煤浆;成浆浓度;碎煤加压;露夭煤矿文献标识码:中图分类号:TQ536文章编号:1009-2374(2016)22-0033-03Dol:10.35351cnki1-446/m.016.20171概述桨试样,在105℃~110℃下干燥至恒定,干燥后的试样煤炭是我国的基础能源,占能源消费总量的70%左质量占原样质量的百分数作为水煤浆浓度右,将来以煤炭为主的能源结构难以改变,随着水煤浆3.1.2水煤桨粘度测定方法。水煤桨粘度测定方气化技术不断发展,人们对生产经营效益最大化要求越法参照GBT188564200进行,用NS4C型水煤浆粘度来越高,煤的成浆性是水煤浆气化技术的核心,完善的计进行测定。制浆工艺对提高水煤浆的浓度和降低水煤浆的成本起着3.1.3水煤浆稳定性测定方法。水煤浆稳定性测至关重要的作用。研究中发现影响水煤浆成浆浓度的因定方法参照GB/T18856.5-2002采用插棒法进行测定素较多,包括制浆用煤的煤岩组分、粒度级配、添加剂32常规制浆工艺成浆性实验等均对水煤浆成浆浓度产生影响,下面就如何提高准东在试验室内,模拟单磨机制浆工艺生产条件,选择煤水煤浆浓度进行实验木质素改性添加剂,添加量分别在0.3%、0.5%(干基/干粉)比例时,对准东B2上煤和B2下煤煤样进行成浆性2实验原料及添加剂实验,实验结果见表2釆用准东煤田某露天矿B2层煤,煤质牌号为不粘结表2常规制浆工艺条件下的成浆性实验结果煤,B2煤层厚度为20米左右,煤层按照成因环境及煤岩组分可分为B2上和B2下,从煤岩显微组分上看,B2上惰堞样名称添加剂量表观粘度/稳定性浓度%流动性MPa| XXUBG性质组组分高,镜质组组分低,B2下镜质组组分明显高于55.2B2上,B2上及B2下煤的工业分析与元素分析及煤岩组分龙宇1#分别见表1CCCC表B2上及B2下煤的工业分析与元素分析(a3.2.1由常规制浆工艺条件下实验结果可以看工业分析(%元素分析(%出:常规制浆工艺条件下,在添加剂量为0.3%、0.5%名「MM4 CRCo Cad Had- oad Nade(干基/干粉)时,淮东B2上煤样的成浆浓度为55.2%B22244692411.774056.1%,准东B2下煤样的成浆浓度为56.3%、57.5%;同82209412034134328746436268213921160052时随着添加剂量由0.3%增加到0.5%(干基/干粉)准东B2上煤和B2下煤样的浓度分别提高0.9和1.2个百B2上及B2下煤的煤岩组分分析b占煤样名称。惰质组(%)镜质组(%)。矿物质(%)3.2.2煤样的成浆浓度偏低会降低后续气化系统9.10.94的气化效率,增加生产成本,同时考虑煤浆流动性和稳B2下474.80.6定性对工业生产的影响等因素33分级研磨工艺成浆性实验3实验根据国家中国煤化工分级研磨制浆3.1实验方法工艺,通过优什3.1.1水煤浆浓度测定方法。水煤浆浓度测定方率,进而提高煤限厦CNM浆的堆积效能疋位等。在实验室法参照GB/T18856.2-2002进行,即称取一定量的水煤对准东B2上煤和B2下煤样进行了系列的粒度级配和可磨33表3分级研磨制浆工艺条件下的成浆性实验结果煤样名称添加剂量/%浓度流动性表观粘度MPas稳定性0.358.6B龙宇1#1289B1237B龙宇2并B表4准东B2上煤和B2下煤的最佳粒度级配实验结果煤样钽:细粉比实际浓度表观黏度粒度分布(累积含量)/(MPa.s)流动性稳定性(8h)14mm<0.45mm<0.075mm<0.0451158723302185:1558.631266B88.7842.9834.5549.6538.14909.68119898.0238.8932.17龙宇2#85:1588.4359.74128545,81表5四种添加剂成浆性能比较煤样浓度(%)添加剂类表观黏度(MPas)流动性稳定性(8h)58.63木质素1401C+B5846萘系1352C+龙宇1#木质素改性1266B脂肪族59.68木质素萘系l319龙守259.86木质素改性1237B59.82脂肪族1282B性试验硏究,获得它们最佳粒度级配和比例(粗粉:细准东B2上煤和B2下煤样在同一添加剂比例情况下粉=80%:20%时,粒度级配最佳,浆体性能最好。但考釆用分级硏磨工艺比常规单磨机工艺的浓度分别提高虑到应用于工业的实际情况和生产成本,我们最终选择3个百分点以上,同时煤浆的流动性和稳定性大幅度的粒度级配为粗粉:细粉=85%:15%)。提高。添加剂选择常规工艺中所用的木质素改性添加剂3.4准东制浆用煤最佳粒度级配确定分别在添加量为0.3%、0.5%(干基/干粉)时,对分级将制备好的准东煤粗、细粉分别按照90:10研磨制浆工艺的最髙成浆浓度进行系列实验,实验结果85∶15、80:20的比例混合制浆,并对制得的煤浆进行见表3浓度、粘度、稳定性、流变特性等性能测试;准东B2上由分级研磨制浆工艺实验结果可以看出:采用分级煤和B2下煤的设计浓度分别为58%、59%,添加剂的添加研磨制浆工艺条件下,在添加剂量为0.3%、0.5%(干量为0.3%(干基/干粉),最佳粒度级配实验结果及性基/干粉)时,准东B2上煤样的成浆浓度为58.6%能检测见表4。59.4%,B2下煤样的成浆浓度为59.9%;同时随从表4可以看出:准东B2上和B2下煤样制浆效果存着添加剂量由0.3%增加到0.5%(干基/干粉),准东B2在明显差别,准东B2上煤和B2下煤在煤桨浓度分别为上煤和B2下煤样的浓度分别提高0.8%和0.9%58%、59%,添加刘号同为??工工粉)条件下,在试验研究中发现,采用分级研磨工艺后煤浆粒度煤浆的表观粘中国煤化增大,流动分布显著改善,煤浆的流动性和稳定性大幅度提高,完性逐渐变好CNMHG的性能及气全能够满足工业生产的储存和输送要求。化粒度都完全符合气化用浆的要求;当细粉添加量为1500014201340一龙宇1#2601180一龙字2#木质素萘系木质素改性脂肪族加剂种类图1不同药剂表观粘度MPa.s20%时,粒度级配最佳,浆体性能最好。但考虑到应用以上实验在2014年下半年,由新疆龙宇能源准东煤于工业的实际情况和生产成本,最终选择准东B2上煤B2化工有限责任公司委托国家水煤浆工程中心进行实验下煤的煤样分级研磨制浆工艺的最佳粒度级配为粗:细4实验结论85:15第一,从准东B2上和B2下煤实验结果可以看出:在3.5实验用煤添加剂选择制浆用煤变质程度相同、最佳粒度级配相同、使用同一3.5.1实验依据。煤是疏水性的,添加剂的主要种等量添加剂条件下,煤的成浆性随着煤岩中镜质组含作用是改善煤表面亲水性,降低煤水表面张力,使煤粒量的升高而增加的趋势,在煤岩惰质组和镜质组比例合充分润湿和均匀分散在少量水中,改善水煤浆流动性适的情况下,才能制出低粘度、高浓度的水煤浆,由此降低水煤浆粘度,同时使煤粒在水中保持长期均匀分可见,煤岩组分对成浆性起着重要影响作用。散。由于不同煤的煤质特性、表面结构等的差异,使之第二,从准东B2上和B2下煤实验结果看出:准东B2对添加剂有一定的选择性。因此,需通过不同添加剂的上和B2下煤在粒度级配为粗:细=85:15时,制成的煤比较来确定适宜的添加剂桨浓度、煤浆的流动性和稳定性最好,由此可见粒度级3.5.2实验方法。实验选用四种不同种类的添加配对水煤浆的成浆性起着重要作用剂进行比较,均为国内较好的添加剂系列(木质素、萘第三,从准东B2上和B2下煤实验结果看出:准东B2系、木质素改性、脂肪族)。实验条件为:粗细煤级上和B2下煤制浆过程中添加木质素改性添加剂,制成的配为:粗∶细=85∶15,准东B2上煤和B2下煤样的设计煤桨浓度较高、粘度最低,因此不同的添加剂对水煤浆浓度分别为58%、59%,添加剂添加量为0.3%(干基/干的成浆性起着重要影响作用。粉),采用四种添加剂进行成浆性实验。观察比较水煤浆的粘度、流动性和稳定性等指标,结果见表5参考文献由表5和图1可以看出:准东B2上煤和B2下煤样的设[11尉迟维,李保庆,李文,等.煤的岩相显微组分对水计浓度分别为58%、59%,添加剂添加量为0.3%(千基/煤浆性质的影响囚.燃料化学学报,2003,31(5)干粉)条件下,四种添加剂从表观粘度、流动性、稳定2祁威,舒新前,朱书全,等,神府煤制水煤浆的硏究性等指标看,性能由好到差的排序:木质素改性>脂肪U.煤炭科技学术,2003,31(7)族>萘系>木质素。其中木质素改性添加剂分散性能最3]郝爱民,李永昕,王千杰,煤的岩相组成对煤的成浆好、粘度最低,综合考虑选择木质素改性添加剂作为准性的影响宁夏大学学报(自然科学版),1993,东B2上煤和B2下煤的添加剂14(1).(责任编辑:黃银芳)中国煤化工CNMHG35