品牌 | 恒泰 |
---|---|
型号 | GB/T2008 |
水煤浆是八十年代初出现的一种新型煤基流体燃料,国际上称为CWM(Coal Water Mixture)或CWF(Coal Water Fuel),它含煤约66%,化学添加剂约1%,其余为水。其中的水并不能提供热量,在燃烧过程中还会因蒸发造成热损失,不过这种损失并不大。以含煤66%的水煤浆为例,1公斤水煤浆中含水0.33公斤,水的气化潜热不到600大卡/公斤,故燃烧1公斤水煤浆因其中水造成的热损失不到198大卡,约占水煤浆热值的4%。可是它却使煤炭从传统的固体燃料转化为一种流体燃料,从而带来很多优点。水煤浆像油一样,可以泵送、雾化、贮存与稳定着火燃烧。两吨水煤浆可代一吨油。由于水煤浆与燃油在相同热值下相比,其价格仅为重油的1/3左右,以水煤浆代油具有显著的经济效益,因此是目前企业通过技术改造解困的有效途径之一。燃用水煤浆与直接烧煤相比,具有燃烧效率高、负荷易调控、节能和环境效益好等显著优点。水煤浆经长距离管道输送到终端后可直接燃用,储运过程全封闭,既减少损失又不污染环境,是解决我国煤炭运力不足的重要运输方式之一。
石油是重要的战略物资,我国每年烧油量仍在三千万吨以上,占石油产量的五分之一。我国煤多油少、并致力于控制燃煤污染,所以水煤浆技术在我国受到政府的特别重视**领导人多次亲临考察。1996年初****在中国矿业大学北京校区等考察煤炭科技工作时,对水煤浆技术给予了高度评价,并指出“从战略上看,中国煤炭资源丰富,要充分发挥煤的作用。中国的燃料在相当长的时期要依靠煤,要把水煤浆作为一个战略问题来考虑,这是一件十分重要的工作。”
一、水煤浆的质量特征与制浆技术简介
水煤浆和一般的煤泥水不同,因为它是一种燃料,所以必须具备某些便于燃烧、使用的性质,主要有:
1.为利于燃烧,水煤浆的含煤浓度要高。通常要求在62%~70% 左右;
2.为便于泵送和雾化,粘度要低。通常要求在100(1/秒)剪切率及常温下,表观黏度不高于1000~1200毫帕秒;
3.为防止在贮运过程中产生沉淀,应有良好的稳定性。一般要求能静置存放二个月不产生不可恢复的硬沉淀;
4.为提高煤炭的燃烧效率,其中煤粒应达到一定的细度。一般要求粒度上限为300微米,其中小于200网目(74微米)的含量不少于75%。使水煤浆能满足其中单项性能并不难,但要同时满足各项要求**会遇到许多困难,因为有些性能间是相互制约的。例如,要使水煤浆中含煤浓度高**不能多用水;水少了,又会引起粘度高,流动性差;要流动性好,粘度**应低,但粘度低又会使稳定性变差。所以它的制备技术难度大,涉及煤化学、颗粒学、胶体与有机化学及流变学等多学科技术。高浓度水煤浆的制备技术,在八十年代初期只有瑞典和美国掌握,并严加保密。引进技术代价太高,1982年我国开始自主研制。 要做出符合上述性能要求的高浓度水煤浆,单用细煤粉与水简单混合起来是无法实现的,还必须采取一些特殊的技术措施,主要有:
1.要使煤与水能混为一体,至少必须使煤粒能全部为水所浸没。通常情况下,煤粉中颗粒间往往存有较多的空隙,水首先要将这些空隙充满才可浸没全部煤粒,所以耗水量大,难以做成高浓度水煤浆。为了提高制浆浓度,必需使煤的粒度分布具有较高的堆积效率,即颗粒间空隙要少。使空隙**少的技术称“级配”,是制浆的关键技术之一。其中涉及两项技术,首先是要能判定什么样的粒度分布才具有较高的堆积效率;更重要的是如何根据给定的煤炭性质与粒度组成,制定合理的制浆工艺、选择磨碎设备的类型、设计磨机的结构与运行参数,使产品能达到具有较高堆积效率的粒度分布。
2.煤炭的主体是有机质,它是结构十分复杂的大分子碳氢化合物。这些有机质的表面具有强烈的疏水性,不易为水所润湿。细煤粉又具有极大的比表面积,在水中很容易自发地彼此聚结,这**使煤粒与水不能密切结合成为一种浆体,在较高浓度时只会形成一种湿的泥团。所以制浆中必需加入少量的化学添加剂,即分散剂,以改变煤粒的表面性质,使煤粒表面紧紧地为添加剂分子和水化膜包围,让煤粒均匀地分散在水中,防止煤粒聚结,并提高水煤浆的流动性。由于各地煤炭的性质千差万别,适用的添加剂会因煤而异,不是一成不变的。
3.煤浆毕竞是一种固、液两相粗分散体系,煤粒又很容易自发地彼此聚结。在重力或其他外力作用下,很容易发生沉淀。为防止发生硬沉淀,必需加入少量的化学添加剂,即稳定剂。稳定剂有两种作用,一方面使水煤浆具有剪切变稀的流变特性,即当静置存放时水煤浆有较高的粘度,开始流动后粘度又可迅速降下来;另一方面是使沉淀物具有松软的结构,防止产生不可恢复的硬沉淀。
从以上可以看出,煤炭的制浆效果与煤炭本身的理化性质有着密切关系,制浆用原料的性质直接影响到水煤浆的质量与生产成本。所以,建设制浆厂时,根据用户对煤浆质量的需求,以及煤炭成浆性规律,合理选择制浆用煤是十分重要的从燃烧角度出发,制浆用煤的挥发分含量不能太低,锅炉用水煤浆时,通常要求>28%,否则煤浆不易稳定着火燃烧。此外,为防止炉内结渣,对于大多数采用固态排渣的炉子,要求煤炭的灰熔点(T2)高于1250℃。至于煤炭的发热量、灰分与硫分指标,则应根据用户的需求而定。至于煤炭的成浆性,则需要对有代表性的煤样进行专门的试验研究后才能判定。一般地说,煤炭的内在水分越低、可磨性越好、煤中氧含量越低,则成浆性越佳。