南宁市推广应用水煤浆可行性研究报告南宁市经济委员会南宁市推广应用水煤浆可行性研究报告编写组二00七年十一月二十日《南宁市推广应用水煤浆可行性研究报告编写组》编写组成员名单主审：陈世平（南宁市经济委员会主任）主编：鲍新堂（南宁市经济委员会常务副主任）组长：李红兵（南宁市经委资源节约与综合利用科科长）副组长：王良诚（广西易能水煤桨有限公司副总经理）成员：李小航（南宁市经委资源节约与综合利用科副科长）陶丽红（南宁市环保局污控科高级工程师）胡强（南宁市经委资源节约与综合利用科科员）赵秦梅（广西南宁百会药业集团有限公司总经办主任）韦启格（广西易能水煤桨有限公司高级工程师）目录[前言] 1一、水煤浆发展现状 1二、水煤浆制浆技术2（一）水煤浆制浆工艺2（二）水煤浆制备的关键技术 4 （三）水煤浆工程技术设计规范和水煤浆技术标准7 （四）水煤浆产品种类8 （五）水煤浆厂类型及运作方式9 （六）水煤浆原料煤的资源分布及合理利用9 （七）水煤浆生产成本构成11 （八）南宁市水煤浆生产企业情况12 三、水煤浆燃烧应用技术12（一）水煤浆燃烧技术13 （二）水煤浆应用优势18 （三）水煤浆应用范围及途径27 四、南宁市水煤浆产业发展布局规划32 （一）市场预测32 （二）生产发展目标33 （三）产业布局原则33 （四）总体布局规划33 （五）配套设施35五、南宁市推广应用水煤浆的实践及效果36六、结论38[前言]随着中国-东盟博览会落户南宁以及泛北部湾经济合作区建设的加快推进，南宁市成为多种发展机遇叠加、多个经济区域合作的交汇点，特别是2007年获得联合国人居奖，南宁市的社会经济进入快速、健康、和谐发展的新阶段。
但是，南宁市是一个油气、煤炭资源匮乏的城市，生产生活的燃料一直以燃煤为主，能源消费结构不合理，区域大气煤烟型污染较严重，给经济安全和环境保护带来很大压力。
我市历经调研和初步实践，认为水煤浆作为一种新型洁净燃料在全市大力推广应用，不仅可以有效解决“燃油贵、燃煤污染”问题、改变能源消费结构、保障经济安全，而且是实现国家“十一五”节能减排目标，改善城市环境质量、提升城市形象，促进地方经济发展的重要举措。
为贯彻十七大精神，全面落实科学发展观，加快水煤浆产业的发展，南宁市结合实际，从水煤浆的发展现状、技术特点、生产应用、实践效果和布局规划等方面对推广应用水煤浆进行了可行性研究。
一、水煤浆发展现状水煤浆（CWM）是由约70%的煤、29%的水和1%的化学添加剂，经一定的加工工艺制成，其外观象油，可用罐体储存和管道泵送，能在工业锅炉、电站锅炉、工业窑炉上代油、气、煤燃用，具有高效、节能、低污染、低运行成本，储存安全等突出优点。
水煤浆技术一经问世，便受到世界许多国家的重视。
瑞典、美国、日本、俄罗斯、意大利、加拿大等国家都投入大量的资金和人力，组建了一批大型示范工程，如俄罗斯在别洛沃霍建成的集水煤浆臵备、灌输、发电为一体的水煤浆工程，美国兴建的包括制浆和管道运输系统的黑迈莎管道工程，日本的小民滨浆厂等，进行水煤浆的科学研究和技术开发及应用。
水煤浆技术在我国也得到高度重视。
江泽民同志早在1996年视察水煤浆工作时就曾指出：“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靠煤,要把水煤浆技术作为一个战略问题来考虑，这是一件十分重要的工作”。
我国是一个“富煤贫油”国家，煤占我国石化能源的94.3%。
长期以来，由于传统的燃煤技术落后，存在严重污染和浪费问题，限制了煤炭资源的充分利用和经济发展。
水煤浆作为新型洁净能源和实用环保技术产业化项目，已被列为《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》，原国家发展计划委员会《中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要》、《国民经济和社会发展第十个五年计划能源发展重点专项规划》、国家环保总局《国家环境保护“十五”规划》等文件都把水煤浆作为重点推广应用技术之一，要求大力发展。
我国从80年代初开始进行水煤浆的技术研究工作，通过“六五”水煤浆的制备与燃烧技术的攻关，“七五”水煤浆工业生产技术开发和试验，“八五”进行大规模制浆与电站燃用水煤浆工业示范及“九五”的商业化示范以及“十五”期间水煤浆在大型电站锅炉的推广应用，在制浆技术、添加剂技术、制浆设备、储、装、运技术、专业燃烧设备和工程技术等方面都取得了重大的突破，许多科研成果得到工程化应用。
据不完全统计，我国水煤浆生产能力巳超过1500万吨/年（不包括气化用水煤浆量800万吨），从事水煤浆技术研发和水煤浆生产及应用的企事单位达100多家。
我国是世界上水煤浆应用炉型最广的国家，完成了工业锅炉、电站锅炉、民用锅炉以及多种工业窑炉燃用水煤浆的工程试验与建设。
目前，水煤浆燃料在我国山东青岛、广东佛山、杭州、株洲、上海以及沈阳等地区20多台电厂燃油锅炉（65-670吨），300多台工业锅炉（35吨以下）和数百台各式各样的工业窑炉上成功燃用，取得了显著的经济效益、环境效益和社会效益，水煤浆燃料已得到越来越多企业的肯定和认可。
我国的水煤浆和水煤浆燃烧设备制造技术已达到国际先进水平，制浆设备和燃烧锅炉还相继出口印尼、马来西亚、哥伦比亚等国家。
二、水煤浆制浆技术（一）水煤浆制浆工艺水煤浆技术是一项系统工程，包括水煤浆制备、储存、运输、燃烧等。
我国经过20多年的试验研究，制桨工艺日趋成熟，水煤浆生产工艺呈现多样化，有干法制浆和湿法制浆两大类，其中湿法制浆为主要的工艺路线，包括：洗精煤高浓度磨矿工艺、洗精煤中浓度磨矿工艺、浮选精煤高浓度磨矿工艺、浮选精煤和水洗精煤高浓度联合制浆工艺等。
目前采用较多的是高浓度湿磨制浆工艺。
高浓度湿磨制浆工艺流程图如图所示，原料煤经输送设备进入破碎机（立轴锤式、反击锤式破碎机等），粉碎至1～5㎜的粒径，然后用电子皮带秤等定量给料设备投送至球磨机，同时加入一定比例的分散剂和水进行研磨，制成的原浆用隔渣筛去除纤维、碎球等杂物后，依次进入搅拌桶、剪切泵进行均质、剪切处理，并加入稳定剂，然后经过调浆、熟化工序制成合格的成品浆，成品浆泵入储罐储存（装有搅拌装臵，防止硬沉淀），待装车外运。
该工艺的主要特点是流程简单，产量大，经济、实用。
（二）水煤浆制备的关键技术1、工艺设备水煤浆制备的主要设备有破碎机、磨机、均质搅拌桶、滤浆器、剪切机、物料输送装臵、添加剂配送装臵、计量和自动控制仪器等。
磨矿是水煤浆制备过程中的关键环节，磨矿效率直接关系到水煤浆企业的经济效益和产品质量，因此必须选用高效、节能的破磨设备。
目前，在水煤浆工程设计上更加重视遵循“多破少磨”的工艺原则，注重初破设备与球磨机的工艺组合，以取得高产、节能的效能。
国内已建成投产的20多座大中型水煤浆厂，在湿法制浆工艺上大多采用单级破碎机加一级或两级球磨机组成的制浆系统，球磨机是目前广泛使用的稳定可靠的磨矿制浆设备。
近几年来，依靠科技进步，一些新型磨机和辅助设备不断开发，制浆设备向专业化、大型化发展，提升了水煤浆制浆装备的水平。
目前，我国已能设计制造5～200万吨/年的水煤浆生产成套设备，球磨机单机产量达到50万吨，完全可以满足各种规模水煤浆生产线工程建设的要求。
2、级配技术水煤浆的级配技术是指运用科学的方法，选择合适的磨制方式，使水煤浆中煤的粒度合理分布，以获得较高的堆积效率。
堆积效率 (固体体积占有率)与粒度分布的关系，是水煤浆制备技术的基础理论之一。
水煤浆级配示意图从上图（C ）可见，合理的颗粒分布，其填充率最高。
水煤浆级配主要通过磨机的磨介（如球磨机的钢球）配比来实现。
合理的级配可以提高水煤浆的浓度，改善水煤浆的流动性，同时还能够增加产量。
如广东某水煤浆企业的球磨机的磨介采用先进的“卫星模型”，磨矿能够得到“双峰级配”，具有较高的堆积效率，单机产量提高30%。
3、水煤浆添加剂添加剂是制备高浓度低粘度水煤浆的关键技术之一，其主要作用是改善煤的表面亲水性，使煤粒易于分散，浆体具有良好的触变性和稳定性。
此外，水煤浆添加剂占水煤浆加工成本的25～30%，因此，使用高性价比的水煤浆添加剂是提高水煤浆产品质量和经济效益的重要环节。
目前使用的水煤浆添加剂主要有两种：（1）分散剂分散剂的作用在于提高煤粒表面的亲水性，增加煤粒表面的动电位，使煤粒在水中能更好的润湿并均匀的分散于水中，防止煤粒间相互聚集，从而提高煤浆浓度，降低粘度，增加流动性。
目前，分散剂主要分为阴离子分散剂和非离子分散剂两大类。
阴离子分散剂有：聚烯烃系列、聚丙烯酸酯系列、木质素磺酸盐、腐殖酸盐及（a ）只有大颗粒 (b)充填了细颗粒 (c)充填了更细的颗粒磺化植酸系列、羧酸盐及磷酸盐系列以及各类取代基聚萘磺盐系列等。
非离子分散剂有：聚氧乙烯系列和聚氧乙烷系列。
其中聚氧乙烯系列包括山梨糖聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚等。
（2）稳定剂稳定剂的作用，是使水煤浆中已分散的颗粒能与周围其他颗粒及水结合，成为一种较弱但有一定强度的三维网络结构，从而有效地阻止颗粒沉淀，防止固液间的分离，并使水煤浆具有剪切变稀的触变特性。
稳定剂的用量视煤炭性质及所需稳定期长短而定，一般为煤量的万分之几。
稳定剂有两大类：①无机电解质。
其作用是压缩双电层，降低静电排斥力，促进颗粒凝结，对已吸附有阴离子表面活性剂分子颗粒起“搭桥”作用，从而形成网络结构。
②高分子有机化合物。
大多数是指有机多糖类高分子聚合物。
如：Guar 胶、非乳糖醛酸、羟乙基纤维等。
近几年，国内许多科研单位对高效、复合型水煤浆添加剂进行了研究和开发，取得了可喜的成果，其中利用造纸废液或造纸废液提取的木质素制造复合型水煤浆添加剂也获得成功。
南宁市有多家造纸企业，资源丰富，开发利用造纸黑液制造水煤浆添加剂，形成水煤浆上下游配套产业链，有利于降低水煤浆生产成本和“三废”综合利用。
目前，我市的水煤浆企业与有关科研单位，正在合作开发此项技术，中试已获得成功，已开展项目的筹建工作。
（三）水煤浆工程技术设计规范和技术标准1、技术规范文件为统一和规范水煤浆工程建设标准，确保产品质量，满足环保节能要求，国家于2003年4月颁布了《水煤浆技术条件》（GB/T18855—2002）和《水煤浆质量实验方法》（GB/T18856.1～18856.14-2002），2005年9月发布了《水煤浆工程设计规范》（GB50360-2005），对水煤浆产业的发展起到了很好的技术导向和行业规范作用。
2、水煤浆质量要求（1）水煤浆应具有良好的流变特性，适应不同运输和燃烧情况要求（2）水煤浆应具有良好的稳定性和触变性水煤浆质量指标如下表:（四）水煤浆产品种类随着水煤浆技术的进步和应用领域的不断拓宽，水煤浆种类也在增多，部分品种及用途如下表：水煤浆品种质量用途精细水煤浆高于国标1级燃油锅炉、内燃机高浓度水煤浆相当于国标1～2级蒸汽压力较高的锅炉低浓度水煤浆相当于国标3级蒸汽压力不高的锅炉、工业窑炉经济型水煤浆热值3000～4000大卡能够燃用低热值水煤浆的锅炉、工业窑炉水焦浆热值4700大卡以上燃油锅炉、炉膛温度较高的工业窑炉油焦浆热值4700大卡以上燃油锅炉、炉膛温度较高的工业窑炉（如玻璃窑）从资源的合理利用及燃烧应用经济性出发，在满足燃烧工况和环保节能效果的前提下，一般工业锅炉和窑炉应更多的燃用三级或经济型水煤浆。
