水煤浆技术
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水煤浆提浓技术的应用及对气化炉运行效率的影响一、引言水煤浆提浓技术是一种提高水煤浆浓度、降低水煤浆中的水分的方法,广泛应用于气化炉的运行过程中。
本文将介绍水煤浆提浓技术的应用及对气化炉运行效率的影响。
二、提高煤浆浓度水煤浆提浓技术通过去除水煤浆中的水分,提高其浓度。
这样,相同的体积或重量下,可以携带更多的煤炭,提高气化炉的燃烧效率。
同时,高浓度的水煤浆在气化炉中燃烧时,可以减少氮氧化物的排放,提高气化炉的运行效率。
三、降低水煤浆中的水分水煤浆中的水分过多会导致气化炉运行效率下降,同时还会增加氮氧化物的排放。
通过水煤浆提浓技术,可以降低水煤浆中的水分含量,从而改善气化炉的运行效率,降低氮氧化物的排放。
四、改善气化炉运行效率水煤浆提浓技术的应用可以改善气化炉的运行效率。
高浓度的水煤浆在气化炉中燃烧时,可以提供更多的热量,使气化炉的运行更加稳定、高效。
同时,低水分的水煤浆可以减少氮氧化物的排放,提高气化炉的环保性能。
五、降低气化炉的氮氧化物排放水煤浆提浓技术的应用可以降低气化炉的氮氧化物排放。
低水分的水煤浆在燃烧过程中可以减少氮氧化物的生成,从而降低气化炉的氮氧化物排放。
这对于环保要求较高的地区和企业来说具有重要意义。
六、降低气化炉的能耗水煤浆提浓技术的应用可以降低气化炉的能耗。
高浓度的水煤浆在燃烧过程中可以提供更多的热量,从而减少燃料的消耗。
这对于企业来说可以降低生产成本,提高经济效益。
七、结论水煤浆提浓技术的应用对于提高气化炉的运行效率、降低氮氧化物排放和能耗具有重要意义。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的水煤浆提浓技术,以达到最佳的运行效果。
水煤浆技术背景及应用介绍1.水煤浆概述水煤浆(CWM-Coal Water Mixture)代油燃烧技术,是20世纪70年代石油危机期间由煤炭洗选加工、管道输送普通浓度水煤浆和油煤浆加工技术的基础上发展起来的一项煤炭加工新技术。
水煤浆是由62-70%的煤粉、30-38%的水和少量添加剂混合的非均相液固悬浮液体,属于典型的非牛顿流体。
它是一种液态燃料,进入炉膛的燃烧方式和燃料油相似,即通过喷嘴将其雾化成液滴,液滴在高温烟气中蒸发水分,然后像煤粉燃烧那样,析出挥发分、燃烧和燃烬。
当用水煤浆作为燃料时,具有许多的优点,例如它具有很好的流动性、低污染、可以提高煤炭利用率等。
2.水煤浆的性质水煤浆和一般的煤泥水不同,它是一种燃料,必须具备下述性质:(1)为利于燃烧,水煤浆的含煤浓度要高,通常煤的质量分数为62-70%,水份为30-38%,体积质量为1.18-1.24 g/ml;(2)为便于泵送和雾化,粘度要低,通常要求在100s-1剪切率及常温下,表观粘度不高于1000-1200mPa.s,流速在40-80m/s;(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30d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韧度,一般要求粒度上限为300μm,其中小于μm(200网目)的质量不少于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有许多困难,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,就不能多用水;水少了,又会引起粘度高,流动性差;要流动性好,粘度就应低,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、胶体学、有机化学及流变学等学科技术。
3.水煤浆制备及技术难点制浆方法有干法和湿法两种,目前主要用湿法。
湿法制浆工艺从原料上分为末精煤和浮选精煤制浆工艺两种;从制浆浓度上为高浓度湿法制浆、中浓度湿法制浆以及高中浓度两磨机级配制浆。
水煤浆燃烧技术一、水煤浆概述水煤浆是一种煤基的液体燃料,一般是指由60-70%的煤粉、40-30%的水和少量的化学添加剂组成的混合物。
它是20世纪70年代世界范围内出现石油危机的时候,人们在寻找以煤代油的过程中发展起来的石油替代技术。
水煤浆既保持了煤炭原有的物理化学特性,又具有和石油类似的流动性和稳定性,而且工艺过程简单,投资少,燃烧产物污染较小,具有很强的实用性和商业推广价值。
水煤浆的用途十分广泛,它可以像油一样的管运、储存、泵送、雾化和稳定着火燃烧,其热值相当于燃料油的一半,因而可直接替代燃煤、燃油最为工业锅炉或电站的直接燃料;水煤浆还是理想的气化原料,产生的煤气化可以用于煤化工或用于联合循环发电;对于特制的精细水煤浆,还可以作为燃气轮机的燃料使用;可见,水煤浆技术是洁净煤技术的一个重要组成部分,发展水煤浆技术具有十分重要的意义。
(1)替代石油,合理利用我国能源资源由于水煤浆具有同石油一样的流动和雾化特性,因此,以水煤浆替代石油可以利用原有设备,改动工作量很小,投资小。
(2)解决煤炭运输问题我国煤炭资源丰富,但地区分布极不平均,北煤南运和西煤东运的局面将长期存在。
靠铁路运输既增加了铁路的负担,又对沿途环境造成了污染。
发展水煤浆进行管道运输将在很大程度上缓解能源运输的压力和污染问题。
(3)降低煤利用过程中的污染制备水煤浆的原料煤是经过洗选的,含灰量和含硫量都大为降低,燃烧后产生的飞灰和SO2都比一般的燃煤锅炉低。
同时由于水煤浆中的水分在燃烧时具有还原作用,理论燃烧温度也比相同煤质的煤粉燃烧低200℃左右,因此可以在一定程度上降低NOX的排放量。
二、水煤浆的特性水煤浆作为一种替代燃料,除了具有原有煤的特性,如发热量、灰熔性、各组分含量外,还具有一些特殊的性质要求。
(1)水煤浆的浓度水煤浆的浓度是指固体煤的质量浓度,它直接影响到水煤浆的着火性能和热值。
浓度越大,含水量越少,就越容易点燃且发热量高。
水煤浆工艺技术要求水煤浆是一种将煤进行细碎、干燥、磨制和水分散后所得到的高浓度悬浮体,广泛应用于燃烧、发电、炼铁、化工等领域。
水煤浆工艺技术是指将煤炭加工成水煤浆所需要的各种工艺流程和技术要求。
水煤浆工艺技术的要求主要包括以下几个方面:1. 煤炭处理要求:煤炭需进行细碎、干燥和磨制处理,确保煤炭颗粒尺寸适中,水分含量适当,煤炭粉末细度满足要求。
煤炭的品质也需要符合相关标准。
2. 水煤浆配制要求:水煤浆的配制需要根据实际需要调整煤浆的含固率、细度和黏度等参数。
一般来说,水煤浆的含固率可控制在40%~70%之间,细度要求在20μm以下,黏度需要在1000~3000cp之间。
3. 水煤浆搅拌要求:搅拌是制备水煤浆的关键步骤,搅拌过程需要充分混合,确保煤粉和水分均匀分散,并且控制搅拌的时间和速度,避免煤浆产生泡沫和结块。
4. 水煤浆稳定要求:稳定性是水煤浆的重要指标,稳定的水煤浆可以长久保存和输送。
稳定性要求水煤浆具有较好的抗沉降、抗离析和抗絮凝性能。
5. 水煤浆输送要求:水煤浆需要通过管路输送到相应的使用地点,输送过程中要求煤浆保持稳定,防止沉降、离析和泄漏等现象发生。
输送管道的材质和布置也需要符合要求。
6. 水煤浆燃烧要求:水煤浆作为一种燃料,在燃烧过程中需要满足一定的燃烧性能指标,如燃烧稳定性、燃烧效率和环境排放等。
燃烧设备的选择和调整也需要根据水煤浆的特性进行相应的优化。
7. 煤炭质量控制要求:水煤浆生产过程中需要对原料煤炭进行质量控制,确保水煤浆的质量稳定可靠。
质量控制包括煤炭的选择、质检、配煤等环节。
8. 安全和环保要求:水煤浆工艺技术要求必须符合相关的安全和环保标准,避免对人员和环境造成潜在的危害。
总之,水煤浆工艺技术要求涉及煤炭处理、水煤浆配制、搅拌、稳定性、输送、燃烧、质量控制、安全和环保等方面。
这些要求旨在确保水煤浆的性能稳定可靠,达到预期的燃烧效果,并保证生产和使用过程中的安全和环保要求。
水煤浆技术水煤浆技术是一种将煤转化为可燃气体的技术。
这种技术将煤粉和水混合,形成一种叫做水煤浆的混合物。
水煤浆技术有很多优点,比如燃烧效率高、燃烧过程中的排放物少、煤的利用率高等等。
在这篇文章中,我们将会探讨水煤浆技术的原理、应用、前景以及可能存在的问题。
一、水煤浆技术的原理水煤浆技术的原理很简单。
首先,需要将煤破碎成粉末。
然后,将煤粉和水混合,形成一种叫做水煤浆的混合物。
这种混合物可以被输送到燃烧设备中,并被燃烧成可燃气体。
在燃烧过程中,水煤浆中的水会蒸发,释放出热量,同时煤粉也会被燃烧,释放出更多的热量。
最终,水煤浆会被完全燃烧,产生出可燃气体。
二、水煤浆技术的应用水煤浆技术可以被广泛应用于各种燃烧设备中,比如锅炉、炉子、发电机等等。
这种技术可以用于煤的直接燃烧,也可以用于煤的气化。
水煤浆技术可以被应用于各种规模的燃烧设备中,从小型炉子到大型发电站都可以使用这种技术。
水煤浆技术的应用可以带来很多优点。
首先,水煤浆可以被方便地输送到燃烧设备中,这样可以避免煤粉在输送过程中的飞扬和损失。
其次,水煤浆的燃烧效率高,可以将煤的利用率提高到90%以上。
最后,水煤浆的燃烧过程中排放的污染物更少,对环境的影响也更小。
三、水煤浆技术的前景水煤浆技术在未来的能源产业中将会扮演重要的角色。
随着能源需求的增加,煤仍然是世界上最主要的能源之一。
但是,传统的煤燃烧技术存在着很多问题,比如燃烧效率低、排放污染物多等等。
水煤浆技术可以解决这些问题,提高煤的利用率,同时减少对环境的影响。
水煤浆技术的发展还面临着一些挑战。
比如,水煤浆的生产成本较高,需要大量的能源和水资源。
同时,水煤浆的燃烧过程中还会产生一些副产品,需要进行处理和处置。
这些问题需要被解决才能进一步推广水煤浆技术的应用。
四、水煤浆技术的可能存在的问题水煤浆技术的应用还存在着一些问题。
首先,水煤浆的生产成本较高,需要大量的能源和水资源。
其次,水煤浆的燃烧过程中会产生一些副产品,比如灰渣和废气等等。
水煤浆技术水煤浆是20世纪70年代世界范围内的石油危机中产生的一种煤代油的煤炭利用新技术,特点是将煤、水、少量的添加剂经研磨、细化,并充分与水混和均匀,在化学添加剂的作用下,后成为一种类似石油的可以流动的煤基流体燃料,其浓度一般为60~70%,粘度为1±0.2Pa。
s,平均粒度50μm,发热量为18.8~20.1MJ/kg。
水煤浆具有良好的流动性和稳定性,可以象石油一样储存、运输,并且具有安全、不污染等优良特性,是目前最符合我国国情的洁净煤代油燃料。
水煤浆特性参数水煤浆的技术特点(1)浓度高、流变性好、长期储存不沉淀,能象燃油一样泵送、雾化,完全能够代替燃油在工业锅炉、窑炉、电站锅炉上燃烧,其综合经济成本比燃油大大降低。
(2)燃尽率由烧煤的60~70%提高到98%以上,锅炉热效率83%以上,炉渣中的含碳量降到2%以下,充分体现了环保、节能的特点。
(3)水煤浆与燃油类似,用储罐运输及储存,减少了运输过程中的污染和储存的占地面积。
(4)由于较高的燃尽率,炉渣排放量明显减少,既减少煤厂、渣厂占地面积,又改善了周边的环境。
(5)由于是系统内液体自动化燃烧,与燃煤锅炉相比,大大改善了工作环境和条件。
应用水煤浆的优越性一)水煤浆的节能功效由于水煤浆改变了煤的形态,由固体煤块,转化为微小颗粒的煤基流体燃料,像油一样流动,粒度又微小,从而可以进行雾化燃烧。
煤块与氧接触面小,难予混合,燃烧速度慢,水煤浆可雾化成微小颗粒,表面积增大,与空气混合容易,燃烧速度加快。
因而燃烧效率从烧原煤80%左右提高到96-98%,锅炉热效率从60-65%提高到83%以上,其节能的道理就在于此。
此外,由于煤的形态不同,燃烧所需要的空气量不一样,烧水煤浆空气系数可相对减小,因而减少了烟气量,能热损失下降,热效率提高;同时,烧原煤灰渣含碳量很高,一般15-20%,而水煤浆灰渣含碳量很低,因而能热损失很小,便可节能。
二)水煤浆的减排功效(1)水煤浆选用低硫低灰份煤制浆。
水煤浆技术介绍
水煤浆由65%左右的煤,34%的水及少量化学添加剂制成,是一种浆体燃料,可以像油一样泵送、雾化、贮存和稳定燃烧,其热值相当于燃料油的一半,可代替燃料油用于锅炉、电站、工业炉和窑炉,用于代替煤炭燃用,具有燃烧效益高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省用煤等优点。
迄今为止,世界上已经商业化的IGCC大型电站,均采用气流床技术,最具有代表性的是以干煤粉为原料的Shell气化技术和以水煤浆为原料的Texaco气化技术。
水煤浆的原料是经过洗选的,含灰和硫都大为降低,如加石灰石脱硫,在相同条件下比原煤脱硫率高20%。
此外水煤浆燃烧温度低,NOx排放也很低。
不同的煤浆产品是根据煤与不同流体的混合来命名的:
(1)油煤浆(coal oil mixture简称COM)——50%的煤粉和50%的油的混合物。
(2)煤油水浆(coal oil water mixture简称COW)——煤粉、油及10%以上水的混合物。
(3)水煤浆(coal water mixture简称CWM或coal water fuel简称CWF)——60%—70%的煤粉与30%—40%的水以及少量添加剂的混合物。
根据原煤的灰分高低又可分为超低灰、低灰、中灰和高灰煤浆。
其中高灰煤浆又叫做煤泥水煤浆,它是用洗煤泥与水混合而成,可作为矿区工业锅炉替代优质煤的代用燃料。
(4)煤—甲醇混合物(coal methanol mixture简称CMM)——60%的煤粉和40%甲醇或甲醇水的混合物。
此外还有石油焦浆(石油焦为低灰高热值的石油残渣),石油焦浆又可分为石油焦浆油混合的油焦浆和水与石油焦混合的水焦浆。
水煤浆技术及应用一:水煤浆的特点:水煤浆是由60%~70%的煤与39%~29%的水及少量添加剂经过磨碎和强搅拌而成的两相流浆体。
其主要特点如此下:(1)流变性。
水煤浆作为一种两下那个流态燃料,虽然具有流体的某些特征,但在本质上和燃料油有着较大的区别。
水煤浆的流变性对其储存运输雾化以及燃烧性都有着较大的影响。
(2)触变性。
水煤浆具有“剪切变稀”的特性。
这是应为剪切作用可以破坏水煤浆的网状结构体系,似的煤炭颗粒间吸引力变小,去掉剪切力,则网状结构又可以恢复。
(3)雾化性。
制备水煤浆的煤粉粒度越细,则雾化性越好。
(4)燃烧特性。
由于水煤浆含有较多的水分,水分的汽化导致水煤浆着火时间比粉煤燃烧要长,燃烧温度和烟气温度比粉煤燃烧要低。
(5)环境特性。
水煤浆和粉煤燃烧一样,也会产生烟尘,SO2,NOx,CO2。
二:水煤浆的使用性能包括水煤浆的浓度,黏度,粒度及粒度分布,密度,水分,挥发分,发热量和稳定性等。
这些特性将直接影响水煤浆的储存,运输和燃烧。
三:水煤浆制备关键技术(1)煤的成浆性和制浆用煤的选择。
水煤浆不论是作为燃料还是气化原料,其实质有用部分还是其中的固体煤,因此制备用煤和固体用煤一样,应满足用户对发热量,灰分,硫分,挥发分和灰融性等主要煤质指标的要求。
(2)水煤浆的粒度分布和级配技术。
水煤浆的制备不但要求将煤磨到要求的细度,更重要的是要求煤炭颗粒要有一个合适的粒度分布。
提高煤炭颗粒堆积效率的技术称之为煤浆的级配技术。
(3)水煤浆添加剂。
添加剂主要在煤水界面之间起作用,其添加效果和制浆用煤的性质特别是表面化学性质以及制浆应用水的水质关系密切。
不存在适应所有煤种的添加剂,也不存在适应所有添加剂的煤种。
四:水煤浆制浆工艺。
水煤浆制浆工艺包括选煤,破碎与磨矿,捏混与搅拌以及滤浆等环节。
1.湿法工艺(1)高浓度磨矿制浆。
就是将制浆用煤,水,分散剂一起按产品要求浓度加入一次磨矿成浆。
(2)中浓度磨矿制浆。
他是采用较低的浓度(50%)磨矿,磨碎产品经分级,过滤和脱水等环节调制而成符合要求浓度的水煤浆产品。
制备水煤浆工艺技术水煤浆是将煤粉与水混合形成的悬浮液,具有方便储运、高热值和低污染等特点,因此在能源领域得到广泛应用。
在制备水煤浆的过程中,需要采用一种工艺技术来实现高效的煤浆制备。
下面将介绍一种常用的水煤浆制备工艺技术。
制备水煤浆的第一步是选择合适的煤粉。
煤粉的品种、粒度和质量对水煤浆的性能和稳定性起着重要作用。
常用的煤粉种类有无烟煤、褐煤、石煤等,其中无烟煤具有较高的热值和较低的灰分含量,适合用于水煤浆的制备。
煤粉的粒度一般应控制在50-200目之间,过细的煤粉会导致分散性差,过粗则难以悬浮在水中。
此外,为提高水煤浆的燃烧效率和稳定性,煤粉质量要求较高,要尽量减少杂质的含量。
制备水煤浆的第二步是进行煤粉的预处理。
预处理主要包括煤粉干预、湿预处理和表面改性等过程。
煤粉干预可以使煤粉中的部分水分蒸发掉,有利于提高煤粉的燃烧效率和悬浮性能。
湿预处理则是将煤粉与一定比例的水混合,通过搅拌和调湿等方式将煤粉湿润,有助于煤粉与水的混合和均匀分散。
表面改性是为了提高煤粉与水的相容性,常用的改性剂有表面活性剂和分散剂等,可以改善煤粉的分散性和稳定性。
制备水煤浆的第三步是进行搅拌均质。
搅拌均质是将经过预处理的煤粉与一定比例的水进行混合,并通过搅拌设备将煤粉悬浮在水中并达到均匀分散的目的。
搅拌设备通常采用搅拌罐、搅拌机或超声波搅拌器等,以确保煤粉均匀分散在水中,并使水煤浆达到较高的悬浮稳定性。
制备水煤浆的最后一步是经过一系列工艺处理得到成品水煤浆。
工艺处理主要包括煤浆过滤、脱泡和加热脱水等过程。
煤浆过滤可以去除煤浆中的固体杂质,提高水煤浆的稳定性。
脱泡则是去除煤浆中的气泡,以防止煤浆在输送和储存过程中产生气泡闷塞现象。
加热脱水是为了除去水煤浆中的水分,提高煤浆的浓度和热值,常用的加热设备有旋流炉和旋风分离器等。
综上所述,制备水煤浆的工艺技术涉及到煤粉的选择、预处理、搅拌均质和工艺处理等多个步骤。
通过合理的工艺技术,可以实现高效、稳定的水煤浆制备,为水煤浆的应用提供可靠的能源选择。
气化水煤浆技术指标有哪些内容1. 引言1.1 研究背景气化水煤浆技术是一种将水煤浆在高温、高压条件下进行气化反应,生成合成气的技术。
随着能源需求的不断增加和环境污染问题的日益严重,气化水煤浆技术成为了一种备受关注的清洁能源转化技术。
在我国,煤炭资源丰富,而水资源相对匮乏,因此使用水煤浆作为煤炭气化的载体具有重要的意义。
研究气化水煤浆技术的背景主要包括以下几个方面:1. 水煤浆作为煤炭气化的载体具有独特的优势,在提高煤炭利用率的同时减少了环境污染;2. 气化水煤浆技术对于我国的能源结构调整和环境保护具有积极的推动作用;3. 目前气化水煤浆技术仍存在一些技术难题和瓶颈,需要进一步深入研究和探讨。
研究气化水煤浆技术的背景具有重要的理论和实践意义,对于推动清洁能源技术的发展和应用具有积极的意义。
1.2 研究目的研究目的是为了探索气化水煤浆技术在煤炭气化领域的应用潜力和优势。
通过深入分析气化水煤浆技术的特点和优势,可以更好地了解其在能源转化过程中的作用和影响。
研究目的还包括评估气化水煤浆技术在减少二氧化碳排放和提高能源利用效率方面的效果,为未来能源行业的可持续发展提供技术支撑和参考。
通过对气化水煤浆技术的研究目的的探讨和分析,可以更好地指导相关研究和工程实践,提升气化水煤浆技术的应用水平和效益,为我国能源结构调整和可持续发展做出贡献。
也有助于科研人员深入了解气化水煤浆技术的实质和内涵,推动相关技术的创新与发展,为我国能源行业的进步和发展注入新的动力和活力。
2. 正文2.1 气化水煤浆技术简介气化水煤浆技术是一种能够将水煤浆中的煤转化为可燃气体的技术。
通过在高温和高压条件下,水煤浆中的煤可以被氧气气化,产生可燃气体,其中包括一氧化碳、氢气和甲烷等,这些气体可以作为燃料供给燃气锅炉或燃气发动机,用于发电或加热等用途。
气化水煤浆技术的优势在于能够利用低质煤资源,提高能源利用效率,并减少对环境的污染。
与传统的直接燃烧煤炭相比,气化水煤浆技术可以降低氮氧化物和硫氧化物的排放量,同时也可以提高燃烧效率,减少能源损失。
几种水煤浆气化技术的分析比较水煤浆气化技术是一种将煤炭转化为燃气或合成气的方法。
它是一种既高效又环保的能源转化方式。
目前市场上存在多种水煤浆气化技术,下面将对几种常见的技术进行分析比较。
1. 乳化气化技术(Emulsified Coal Gasification):乳化气化技术是将煤炭与水和柴油等混合物乳化,在高温和高压条件下进行气化。
这种技术相对简单,操作稳定性较好。
同时,乳化气化技术能够适应高灰分和高硫分的煤种,适用范围广。
然而,乳化气化技术需要对煤炭进行预处理,提高气化效率。
2. 喷雾气化技术(Spray Coal Gasification):喷雾气化技术是通过将高浓度的煤浆雾化,再与氧气在高温和高压条件下混合,并在喷嘴中进行瞬时气化。
这种技术具有高效、高灵活性等优点。
喷雾气化技术可以处理粒径较小的煤炭,且煤炭煤浆浓度较低时仍能保持良好的气化效果。
然而,喷雾气化技术需要高能耗,操作难度较大。
3. 流化床气化技术(Fluidized Bed Gasification):流化床气化技术是通过将煤浆在气体流化床中进行气化,煤颗粒在气流下悬浮并与氧气反应,形成合成气。
这种技术具有气化效果好、灵活性高、适应性强等优点。
流化床气化技术适用范围广,能够处理含硫、高灰分的煤炭。
然而,流化床气化技术需要耗费大量的气体作为气化剂,且气化剂的气速、流速等参数对反应效果有较大影响。
4. 固床气化技术(Fixed Bed Gasification):固床气化技术是将煤浆置于固定的气化床中进行气化,煤浆在固床上发生气化反应,生成合成气。
这种技术具有操作简单、结构紧凑等优点。
固床气化技术适用范围广,能够处理多种不同煤种。
然而,固床气化技术需要较长的气化时间,并且存在煤焦结和热传导等问题,影响了气化效率。
综上所述,水煤浆气化技术根据不同的操作方式和气化床结构可以分为乳化气化技术、喷雾气化技术、流化床气化技术和固床气化技术。
水煤浆燃烧技术一、水煤浆概述水煤浆是一种煤基的液体燃料,一般是指由60-70%的煤粉、40-30%的水和少量的化学添加剂组成的混合物。
它是20世纪70年代世界范围内出现石油危机的时候,人们在寻找以煤代油的过程中发展起来的石油替代技术。
水煤浆既保持了煤炭原有的物理化学特性,又具有和石油类似的流动性和稳定性,而且工艺过程简单,投资少,燃烧产物污染较小,具有很强的实用性和商业推广价值。
水煤浆的用途十分广泛,它可以像油一样的管运、储存、泵送、雾化和稳定着火燃烧,其热值相当于燃料油的一半,因而可直接替代燃煤、燃油最为工业锅炉或电站的直接燃料;水煤浆还是理想的气化原料,产生的煤气化可以用于煤化工或用于联合循环发电;对于特制的精细水煤浆,还可以作为燃气轮机的燃料使用;可见,水煤浆技术是洁净煤技术的一个重要组成部分,发展水煤浆技术具有十分重要的意义。
(1)替代石油,合理利用我国能源资源由于水煤浆具有同石油一样的流动和雾化特性,因此,以水煤浆替代石油可以利用原有设备,改动工作量很小,投资小。
(2)解决煤炭运输问题我国煤炭资源丰富,但地区分布极不平均,北煤南运和西煤东运的局面将长期存在。
靠铁路运输既增加了铁路的负担,又对沿途环境造成了污染。
发展水煤浆进行管道运输将在很大程度上缓解能源运输的压力和污染问题。
(3)降低煤利用过程中的污染制备水煤浆的原料煤是经过洗选的,含灰量和含硫量都大为降低,燃烧后产生的飞灰和S02都比一般的燃煤锅炉低。
同时由于水煤浆中的水分在燃烧时具有还原作用,理论燃烧温度也比相同煤质的煤粉燃烧低200°C左右,因此可以在一定程度上降低NOX 的排放量。
二、水煤浆的特性水煤浆作为一种替代燃料,除了具有原有煤的特性,如发热量、灰熔性、各组分含量外,还具有一些特殊的性质要求。
(1)水煤浆的浓度水煤浆的浓度是指固体煤的质量浓度,它直接影响到水煤浆的着火性能和热值。
浓度越大,含水量越少,就越容易点燃且发热量高。
水煤浆技术水煤浆气化技术在中国的应用及其发展段。
实践证明,水煤浆在锅炉和窑炉中的燃烧效率可高达95%-98%,而燃用水煤浆的运行成本仅仅占成本的1/3。
目前水煤浆已经在国内电站、钢厂、炼化等大中型企业有所应用,但限于实用型燃烧设备的技术没有及时跟进,中小企业对此应用甚少。
据会议主办者介绍,目前这一难题已基本得到解决。
北京天融环保设备中心开发出一套完整的水煤浆锅炉及燃烧器的设计、生产、制造技术,并通过了有关部门的专家评审。
据悉,我国现有10万吨以下的锅炉约70万台,而因烟尘排放不符合环保标准和运行效率低下,将停用、更换和改造的锅炉高达50%以上。
仅在现有锅炉本体不变的情况下,改燃水煤浆,就可为国家节约数百亿元固定资产投资。
2 中国水煤浆气化技术的研究与开发2 中国水煤浆气化技术的研究与开发中国的水煤浆气化技术是在对引进技术吸收消化过程中发展起来的,尤其是通过"七五"、"八五"和"九五"国家重点科技攻关,结合引进技术的工业实践,逐步形成了一套创新的研究开发方法,建立起系统的水煤浆气化理论,成功地开发出具有中国特色的水煤浆气化技术。
2.1水煤浆制备技术根据中国煤种特点,中国科学院山西煤炭化学研究所从煤化学角度研究了煤炭成浆性能的影响因素,中国矿业大学通过试验与生产实践,提出了评价烟煤成浆性难度指标的经验公式。
这些研究成果,为中国水煤浆制备技术发展提供了有益的指导。
目前,中国已有多个水煤浆用添加剂和水煤浆生产厂家。
根据煤种不同,选用不同品种与系列的添加剂制备水煤浆,气化用水煤浆浓度为60~65%。
2.2研究开发方法与气流床气化理论水煤浆气化涉及高温、高压、非均相、流动、传递与化学反应等复杂化学物理过程,难以在实验室中进行工业条件下的过程研究。
对此,华东理工大学在化学工程与工艺相关理论指导下,结合多年研究开发中积累的方法与经验,在对气化过程进行深刻、全面分析基础上,提出了正确把握各种影响因素间关系的层次机理模型。
对复杂的气化过程进行合理分解,实现了研究课题的命题转化,开创了一套适用于研究气流床气化过程的科学研究开发方法。
即在冷模装置上研究流体流动规律、雾化与混合规律;借鉴工程经验,在计算机上综合迭代的一步转化方法。
采用国际先进的三维激光多谱勒粒子动态分析仪(DualPDA)和Mafiven测粒仪,在大型冷模装置上研究气流床内流体的速度分布、浓度分布、停留时间分布、雾化粒径及其分布等,分别建立了流动与反应三区模型、速度分布、浓度分布、停留时间分布、雾化粒径及其分布等数学模型,由此形成了系统的气流床水煤浆气化理论与专利技术,为该领域的技术创新奠定了基础。
2.3新型气化喷嘴与耐磨气化喷嘴喷嘴是水煤浆气化技术的核心。
喷嘴性能好坏,将直接影响气化反应结果、耐火砖及其喷嘴自身的使用寿命。
华东理工大学在多年科技攻关基础上,与原鲁南化肥厂、水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心合作,研制出新型水煤浆气化喷嘴,实现了技术创新与工业应用。
新型喷嘴为内旋式喷嘴和预膜式喷嘴,其中内旋式喷嘴已获国家发明专利。
1995年,新型喷嘴在原鲁南化肥厂Texaco气化装置上进行了工业试验考核。
新型喷嘴各项技术指标均超过Texaco喷嘴,比Texaco喷嘴节煤~2.6%,节氧2-5%,碳转化率提高-2个百分点等,七项指标创当时生产新记录。
由原化工部科技司主持的专家鉴定为:填补国内空白,形成了中国水煤浆气化技术特色,达到国际领先水平。
该项目获1998年上海市科技进步一等奖,水煤浆气化喷嘴由于受到煤浆中煤颗粒对材料的快速冲刷,喷嘴材料极易磨损,引进喷嘴的使用寿命仅为3个月,喷嘴的使用寿命直接影响着气化装置的长周期稳定运行。
华东理工大学圆满完成了"九五"国家重点攻关项目《气化炉关键部件的研究与开发》,研究开发出新型耐磨水煤浆气化喷嘴。
该喷嘴在兖矿鲁南化肥厂的工业应用表明,使用寿命达半年以上。
2.4新型(多喷嘴对置式)水煤浆气化炉为了节省外汇,形成自主知识产权的煤气化技术,在原化工部科技司主持下,1996年10月原国家计委批准立项,由华东理工大学、原鲁南化肥厂、原化工部第一设计院联合承担"新型(多喷嘴对置式)水煤浆气化炉开发应用基础研究"国家"九五"重点科技攻关项目,于2000年6月在兖矿鲁南化肥厂建成我国第一套自主知识产权,日处理22吨煤的新型(多喷嘴对置式)水煤浆气化中试装置。
新型气化炉为四喷嘴对置结构,通过调整喷嘴配置,优化气化炉结构与尺寸,以撞击式射流形式,强化了热质传递过程,更有利于进行气化反应和延长耐火砖的使用寿命。
中试装置运行结果表明,主要技术指标全面超过Texaco水煤浆气化水平。
比Texaco气化炉节煤-7%,节氧-7%,有效气成分提高~2个百分点,碳转化率提高2-3个百分点。
专家鉴定认为:"本项目填补国内空白,是我国具有自主知识产权,能与国际先进技术竞争的煤气化技术的里程碑。
技术指标显示本项目在水煤浆气化领域达到国际领先水平。
"该项目荣获国家科技部、财政部、国家计委、国家经贸委组织的"九五"国家重点科技攻关优秀科技成果奖,为我国自主知识产权的水煤浆气化技术工业化奠定了扎实的技术基础。
由此可见,经过十多年的生产实践和研究开发,在水煤浆气化技术方面,中国已经建立了试验研究、中间试验、工业化生产等科研与应用基地;形成了一支具有研究开发能力、工程设计与生产实践经验的科技骨干队伍:取得了可喜的技术进步与科技创新成果。
我们相信,这些成果必将为中国传统产业的改造提升和清洁能源的发展应用提供可靠的技术支撑,同时也将进一步带动洁净煤技术领域相关技术的进步与发展。
水煤浆系统技术的主要内容<-摘自中国洁净煤技术->水煤浆技术是一种新型燃料,是由制备到储运分配和燃烧应用、环境处理等一个跨行业多学科的系统工程。
其技术内容主要可分为四个部分如图1—1。
即制备技术、装卸贮运技术、燃烧应用技术与环境保护技术。
与此同时,化工系统对水煤浆制气工艺技术已进行了大量开展研究,冶金系统对于冶金系统使用的水煤浆技术也进行了大量研究。
1-1 我国水煤浆技术的主要内容(一)1-1 我国水煤浆技术的主要内容(二)浅谈水煤浆的应用前景陶文生,荣绍斌0 前言水煤浆是用一定级配粒度的煤粉和一定量的水及极少量的添加剂混合而成。
典型的水煤浆是由70%左右的煤粉、30%左右的水和1%的添加剂组成。
它具有石油一样的流动性和稳定性,可以采用泵送、雾化与稳定着火燃烧;也可以长距离输送和长时间保存。
1 水煤浆的背景1.1 我国富煤贫油的能源结构我国煤炭储量约占石化能源总储量的90%,而石油和天然气储量约占10%,煤炭的消耗约占能源消耗的72%左右,因此说,煤炭是我国最可靠、最有保障的能源。
专家预言,人类将面临一个能源时代的变革,未来的能源是一个以太阳能、核能、生物质能等可再生能源为主。
但进入下一个能源时代之前,能源消耗需经过一个过渡时期,由于煤的蕴藏量超过石油甚多,这个过渡时期应是一个以煤为主的混合型能源结构阶段。
但该阶段不是直接燃烧煤炭的用煤方式的重复,而是在高效、洁净、优质化基础上的高层次利用。
1.2环保对燃料的约束一方面随着人们生活水平的提高,人们对自己生活质量的要求越来越高;另一方面随着社会的发展,人们生活的环境却不断的恶化,其中由散煤低层次利用造成的环境污染是其中重要的原因。
这主要表现为由原煤直接燃烧造成的烟尘污染和高硫煤直接燃烧造成的$02污染。
因此,洁净度成为人们选择燃料主要指标之一。
山西煤正是由于硫份过高,而被请出北京市场。
1.3 国家能源供应安全随着国民经济的发展,我国对石油进口的需求急剧增加。
我国1994年成为石油纯进口国。
2000年进口石油达7 000多万“随着轿车进入家庭步伐的加快,我国石油需求将进一步加大,据估计,2010年供需缺口将达到1.3-1.5亿to长期依赖国际市场补充国内燃料的不足,必将对国家液体燃料供应的安全形成问题。
2 水煤浆发展现状2.1 生产能力我国从80年代初开始水煤浆技术的研究工作。
在制浆工艺与装备、添加剂、贮存、运输、燃烧技术等方面均取得了多项成果。
目前已建成能力从3万~25万t/a的制浆厂8座,总生产能力为1.5 mt/a,其中:白杨河电厂制浆能力为60万t/a,八一、北京、兖州均为25万t/a,东北15万t/a,且开发了具有我国自己特色的浮选精煤制浆技术,取得了良好的效果。
我国近20a来,针对煤质的特点,开发了价格低廉、效果好的添加剂,已形成了一定的生产能力,可以替代进口并能满足制浆和燃烧的需要。
在工业锅炉、窑炉加热炉和电站锅炉进行了燃烧试验,一些厂投入正式的应用。
我国的制浆和燃烧技术等方面已达到了国际先进水平。
2.2 应用情况水煤浆的用途主要有两个方面:①燃料。
多年来,水煤浆已先后成功地在电厂锅炉、工业窑炉和锅炉上进行燃烧取得了成功。
如:山东的白杨河电厂锅炉(320t/h)是燃煤改燃油后又改烧水煤浆的锅炉,已稳定燃烧4a多,燃烧效率达到98%以上。
②化工原料。
我国80年代引进了德士古气化技术,该技术属第2代气化技术已经实现工业化,目前在国际上是先进的技术。
德士古气化炉是以水煤浆为进料的。
采用该技术生产的煤气CO+H2含量高,CH4为0.1%左右,无焦油等高级烟类,是比较理想的合成气。
该技术最先在山东鲁南化肥厂得到应用,以后又在上海焦化厂、首钢等单位得到应用。
目前我国自主开发的新型水煤浆气化炉已完成日处理煤15t的中试考核。
3 应用状况分析从前面的情况可以看出,水煤浆生存环境比较良好,技术水平国际先进,但生产能力却仅为1.5mt/a。
水煤浆技术是一个包括制备、运输、应用、环境处理等技术的跨行业多学科的系统工程技术。
启用水煤浆这一技术,仅仅掌握水煤浆的制备技术,生产出合格的水煤浆,是远远不够的,必须是生产者和用户共同启用这一新技术,并且双方都有利可图,才能把这一技术付诸实施。
从水煤浆的性能来看,水煤浆是适合长途运输的,但是,由于水煤浆中含30%左右的水份,因此长途运输会给用户增加很大的经济负担。
水煤浆的经济性是相对于燃油用户。
目前,国内的水煤浆的价格为320-350元/to重油的价格1 500元/t以上,按2t浆代替1t 重油算,则可节约800多元。
水煤浆的经济性对燃煤用户而言,则很差。
以精煤的价格220元/t计算,将同样的煤加工成的水煤浆按320元/t计算,水煤浆的浓度按70%计算,则相当于所用精煤的价格为320÷70%:457元/t因此,对于燃煤用户而言,使用水煤浆的积极性不会高。
4 结束语虽然以上因素限制了水煤浆的发展,但是从长远来看,随着国民经济的发展,我国液体燃料供需矛盾的进一步加大;随着环境对燃料的约束进一步加强;随着水煤浆技术的进一步提高,成本的下降,水煤浆的应用将突破这些障碍。