焦化废水制备水煤浆的实验研究

炭燃烧能化隆水制舒水浆的实验究赵振新!,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文章编号:100672(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良好的水煤浆则既可以减少环境污染又可以增加1实验部分制备水煤浆的用水来源,降低水煤浆的生产成本。11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,无疑具有环保意义口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襄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、固液工业分析元素分析分散体系,其中29%的水是影响水煤浆性能的不可名称M。L. v.Fc-忽略的因素。大多数专家对水煤浆研究是在蒸馏水号煤591254615.7157.45112104018或去离子水存在的条件下进行的,而实际生产中不2号煤6.219.7436.8445.2620.8165.634.789.651.01103可能用如此多的蒸馏水和去离子水来制备水煤浆3号煤1899.3036.6249.4423.1370.264.%68.361.161.32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个煤样的可磨性指数及相应的成浆工业应用寻找合适的水源13。性指标见表2。由表2可以看出提新疆煤样可磨性收稿日期: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台成方面的研究。煤炭燃烧全国中文核心期刊矿业类核心期刊《CAcD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(HGI)煤样名称序号试验值平均成装指标成装难易煤可性指数高水分含量低制备出的水煤浆的流54.51动性较好。1号煤样53.583水质对焦化废水煤浆性能的影响49.042号煤样42249.80试验采用1号煤、JH添加剂分别与3种水样配155.48合制备水煤浆,试验结果见表5。3号煤样257.84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采用的废水是由新疆钢铁集团焦化厂提供废水粘度%种类用量/%/mPa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:脱酚脱形前63H0.675.82A级2.30前废水生化前废水,废水的各项组分指标见表3。生化前63ⅢH0.6698.80B级32种废水的指标自来水630.6984.23B级3.30氰氨氮油电导率从表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。从粘脱酚前1000的废水3005∞0∞0∞0868560度上看,生化前废水制备的水煤浆粘度较小,脱酚前生化前200-6100<70废水制备的水煤浆粘度较大,几种废水制备的水煤的废水300123006.521328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添加荆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44添加剂对焦化废水煤浆性能的影响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/%/mPa配合制浆,试验条件和结果见表6。1号63H0.6698.80B级号2.60表6添加剂种类对焦化废水煤浆性能的影响3号63旧H0.6585.48A级添加剂/%种类用量/%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生化前63H0.6585.65A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莽系06603.49B级减少,特别是1号煤其粘度高于3号煤制备的水煤煤炭艦燒结果表明,萘系添加剂和ⅢH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H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。4.2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JH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/%生化前废水图3煤浆浓度对水煤浆性能的影响脱酚前废水自来水由图3可以看出,浓度对水煤浆的流变性也有725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,几种不同的焦化废水与不同的煤样,不同的添加剂配合能够制备出浓度合理且粘度小于1000mPa8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添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。鲁考文献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[冂.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.[5]朱书全,煤的性质对其成浆性影响的研究综述[]的煤浆浓度将会增大煤浆的表观粘度,煤浆的流动煤炭加工与综合利用,1996;(2):5性变差,影响煤浆的泵送能力和雾化效果,使装置不[6]张家明、用工业废水制取水煤浆的研究[冂安徽化能连续稳定运行。从工业试验来看,为利于燃烧,水工,2002.煤浆的含煤浓度要在一定的范围。试验采用1号(下转第70页煤炭熠烧效率,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]赵钦新,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),194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,在北京房山桥梁上应用-,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-shanBeiing Research Institute of Coal Chemistry, China Coal Research Institute, Beying 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给给给给给给(上接第66页)Study on effect of coking plant wastewater on CwS performanceZHAO Zhen-xin, SHI Chong(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, pre-pared 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,请不要一篇稿件多次发送,可来电查询是否收到(010-84262927)《洁净煤技术》编辑部