水煤浆制备工艺
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水煤浆制备三大要素:煤质、煤粉粒度级配、添加剂。
水煤浆生产工序通常包括选煤、破碎、磨矿(加入添加剂)、搅拌与剪切、滤浆等多个环节,每个环节的作用是:(1)选煤是制浆的基础,包括两方面:一是选择合适的制浆用煤或配煤,即成浆性能好,并且具有良好燃烧特性的煤;二是对原料煤进行脱灰脱硫处理,以保证制浆原料煤的质量。
(2)破碎与磨矿是制浆工艺过程中最关键的环节,为了减少磨矿功耗,磨矿前原料煤必须先破碎(按照多破少磨原则,破碎粒度越细越好),然后经过磨矿,直至水煤浆产品所需要的细度,并使其粒度分布达到较高堆积效率。
(3)捏混只有在干磨和中浓度湿法制浆中才使用。
其作用是使干磨所产生的煤粉或中浓度磨矿产品经过滤机脱水所得滤饼能与水和分散剂均匀混合,并形成有一定流动性的浆体,以便于在下一步搅拌工序中进一步混匀。
(4)搅拌的作用是使煤颗粒、水与添加剂充分混合,提高水煤浆的稳定性,而且在搅拌过程中使煤浆受强剪切力处理,加强了添加剂与煤颗粒表面的相互作用,改善了浆体的流动性。
(5)滤浆工艺的作用是除去在制浆过程中出现的粗颗粒和混入浆体的某些杂物,以防止水煤浆在储运和燃烧过程中堵塞管路和喷嘴。
(6)在制浆工艺中,还须配置煤量、水量、添加剂量、煤浆流量、料位、液位等在线检测与控制装置。
制浆原料煤与添加剂的合理选择及制浆工艺的确定是制浆技术的三大要素,也是实现用较低的制浆成本生产优质水煤浆产品的基本条件。
制浆工艺(偏高浓度湿法制浆)流程一般分为:原煤环节、药剂制备环节、磨浆环节及储浆输送环节4部分。
原煤环节是将原煤经皮带输送机送入破碎机中破碎.破碎好的煤再由输送机送到粉煤仓待磨;药剂制备环节是分别将分散剂原液、稳定剂干粉与一定量的水配置成分散剂溶液和稳定剂溶液并泵送至分散剂缓冲桶和稳定剂缓冲桶;磨浆环节是将水、煤、分散剂送入磨机中磨制.从磨机中出来的水煤浆为原始的水煤浆.原始的水煤浆经振动筛除渣流入缓冲搅拌桶进行搅拌.然后经泵送到滤浆器处理。
浅析水煤浆制备工艺作者:郝泽刚来源:《中国科技博览》2018年第14期[摘要]水煤浆是一种以煤代油的煤基流体性燃料,在化工企业生产当中使用广泛,我公司气化炉即使用水煤浆气化技术用于生产。
水煤浆可实现煤化工产品升级、实现优化能源结构和节约石油,具有重要意义。
本文对水煤浆进行简介,探讨其研究意义,详述其不同制备工艺及要求。
[关键词]水煤浆;制备;工艺中图分类号:TU699 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)14-0375-01一、水煤浆介绍和研究意义水煤浆出现于上个世纪80年代左右,为新型煤基流体燃料,其含煤和,化学添加剂分别占70%和1%,其余为水,系通过物理加工而得到的流体燃料。
其成品一是稳定性好,具有一定的流动性,并可车装、船载或通过管道输送。
二是雾化性能好,可作为炉窑燃料或合成气原料,燃烧稳定、污染排放少、易于储存,燃烧效率较高较廉价,其单位热强度和燃烧负荷都优于燃煤。
(1)水煤浆与油异同。
相同点为其可像油一样管道输送和喷嘴雾化燃烧;不同点为其可燃成分是煤,燃烧时会有飞灰及结渣。
(2)与煤之间异同。
其燃烧特点是都有飞灰及结渣等现象;燃尽率相同;不同点是,因其含30―35%的水,其着火困难,是一种洁净燃料。
(3)来源稳定。
我国油资源相比煤炭更加珍贵,而煤炭相对丰富。
(4)利于环境保护:一般的燃煤锅炉效率很低,其指标主要是燃尽率和锅炉效率;水煤浆储运状态是全密封的,其中燃烧时火焰中心温度低于燃料,可抑制NOx生成。
其选用煤炭经过洗选后,可脱除较大比例的硫,使得其燃烧后原始烟尘与灰渣量减少,浆中硫含量与灰分均较低。
二、水煤浆制备工艺主要包括干法制浆、干法和湿法联合制浆、湿法制浆三种。
(一)干法制浆。
该工艺要求入料煤的水分小于5%。
因洗精煤水分高,难以满足该要求;能耗高于湿法,同样细度标准,干法磨机的能耗高于湿法磨机30%;干法磨矿,其安全和环境和粒度分布均无法与湿法相比,且其堆积效率较低,煤颗粒表面氧化较快,影响了制浆效果。
水煤浆制备技术行业:化工信息来源:中化新网发布时间:2011-01-19打印转发关闭水煤浆是一种新型煤基流体洁净环保燃料,既保留了煤的燃烧特性,又具备了类似重油的液态燃烧应用特点,是目前我国一项现实的洁净煤技术。
它由65~70%的煤、29~34%的水和小于1%的化学添加剂,经过一定的加工工艺制成。
它外观象油,流动性好,储存稳定(一般3~6个月不沉淀),运输方便(火车或汽车罐车、管道、船舶),燃烧效率高,污染物(SO2、Nox)排放低,约2t水煤浆可以替代1t燃油,可在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等代油或煤、气燃用。
水煤浆的制备技术主要包括制浆煤种选择、级配技术、制备工艺、制浆设备及添加剂等。
1。
制浆煤种选择根据煤的煤质指标和实验室成浆性试验可以判定煤炭成浆的难易程度。
对制备水煤浆的原料煤要求:成浆性好,燃烧性能好。
研究表明,中国有丰富的制浆原料煤。
2。
级配技术级配技术是水煤浆制备的关键技术之一。
制备高浓度水煤浆,要求水煤浆中大小煤颗粒相互充填,达到较高的堆积密实度,这就要求水煤浆中煤颗粒分布是有讲究的。
3。
制浆工艺水煤浆制浆工艺通常包括破碎、磨矿、搅拌与剪切,以及为剔除最终产品中的超粒与杂物的滤浆等环节。
磨矿是水煤浆制备过程中的关键环节,与其他工业中磨矿不同的是,不但要求产品达到一定的细度,更重要的是产品应有较好的粒度分布。
磨矿可用干法,亦可用湿法。
但干法磨矿制浆存在许多缺点,制浆厂很难满足干磨时入料水分不高于5%的要求,磨矿功耗大约比湿法高30%,干磨时新生表面容易被氧化,增加制浆的难度,安全与环境条件也不及湿法磨矿。
目前制浆主要是采用湿法磨矿制浆工艺,湿法磨矿又有高浓度磨矿与中浓度磨矿两种方式。
磨矿产品的细度和粒度分布与给料的粒度分布、煤炭的物理性质、磨机的类型与结构、磨机运行工况等因素密切相关。
4。
制浆设备制浆设备主要包括球磨机、输浆泵、搅拌器等。
我国已开发出多种类型的水煤浆专用磨机(球磨机、振动磨机),基本可以满足水煤浆制备的要求。
水煤浆制浆工艺一、制浆工艺的主要环节及功能水煤浆制备工艺通常包括选煤(脱灰、脱硫)、破碎、磨矿、加入添加剂、捏混、搅拌剪切,以及为剔除最终产品中的超粒与杂物的滤浆等环节。
制备工艺取决于原料煤的性质与用户对水煤浆质量的要求。
1、选煤当原料煤的质量满足不了用户对水煤浆灰分、硫分与热值的要求时,制浆工艺中应没有选煤环节。
除设备超低灰(灰分小于1%)精细水煤浆外,制浆用煤的洗选采用常规的选煤方法。
大多数情况下选煤应设在磨矿前,只有当煤种矿物质嵌布很细,需经磨细方可解离杂质选出合格制浆用煤时,才考虑采用磨矿后再选煤的工艺。
2、破碎与磨矿在制浆工艺中,破碎与磨矿是为了将煤炭磨碎至水煤浆产品所要求的细度,并使粒度分布具有效高的堆积效率,它是制浆厂中能耗最高的环节。
为了减少磨矿功耗,除特殊情况外(如利用粉煤或煤泥制浆),磨矿前必须先经破碎。
磨矿可用干法,亦可用湿法。
磨矿回路可以是一段磨矿,也可以是由多台磨机构成的多段磨矿。
原则上各种类型的磨机,例如雷蒙磨、中速磨、风扇磨、球磨、棒磨、振动磨与搅拌磨都可以用于制浆,应视具体情况通过技术经济比较后确定。
3、捏混与搅拌捏混只是在干磨与中浓度湿磨工艺中才采用。
它的作用是使干磨所产煤粉或中浓度产品经过滤机脱水所得滤饼能与水和分散剂均匀混合,并初步形成有一定流动性的制浆,便于在下一步搅拌工序中进一步混匀。
这种物料如不先经捏混,直接进入搅拌机是无法把浆体混匀的。
搅拌在制浆长中有多种途径,它不仅是为了使煤浆混匀,还具有在搅拌过程中使煤浆经受强力剪切,加强添加剂与煤粒表面间作用,改善浆体流变性能的功能。
在制浆工艺的不同环节,搅拌所起的作用也不完全相同。
所以,虽然同样都称之为搅拌,但不同环节上使用的搅拌设备应选择不同的结构和运行参数。
4、滤浆制浆过程中会产生一部分超粒和混入某些杂物,它将给储运和燃烧带来困难,所以产品在浆入储罐前应有杂物剔除环节,一般用可连续工作的筛网(条)滤浆器。
水煤浆制备技术作者/来源:日期:2007-11-15水煤浆是一种新型煤基流体洁净环保燃料,既保留了煤的燃烧特性,又具备了类似重油的液态燃烧应用特点,是目前我国一项现实的洁净煤技术。
它由65~70%的煤、29~34%的水和小于1%的化学添加剂,经过一定的加工工艺制成。
它外观象油,流动性好,储存稳定(一般3~6个月不沉淀),运输方便(火车或汽车罐车、管道、船舶),燃烧效率高,污染物(SO2、Nox)排放低,约2t水煤浆可以替代1t燃油,可在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等代油或煤、气燃用。
水煤浆的制备技术主要包括制浆煤种选择、级配技术、制备工艺、制浆设备及添加剂等。
1.制浆煤种选择根据煤的煤质指标和实验室成浆性试验可以判定煤炭成浆的难易程度。
对制备水煤浆的原料煤要求:成浆性好,燃烧性能好。
研究表明,中国有丰富的制浆原料煤。
2.级配技术级配技术是水煤浆制备的关键技术之一。
制备高浓度水煤浆,要求水煤浆中大小煤颗粒相互充填,达到较高的堆积密实度,这就要求水煤浆中煤颗粒分布是有讲究的。
3.制浆工艺水煤浆制浆工艺通常包括破碎、磨矿、搅拌与剪切,以及为剔除最终产品中的超粒与杂物的滤浆等环节。
磨矿是水煤浆制备过程中的关键环节,与其他工业中磨矿不同的是,不但要求产品达到一定的细度,更重要的是产品应有较好的粒度分布。
磨矿可用干法,亦可用湿法。
但干法磨矿制浆存在许多缺点,制浆厂很难满足干磨时入料水分不高于5%的要求,磨矿功耗大约比湿法高30%,干磨时新生表面容易被氧化,增加制浆的难度,安全与环境条件也不及湿法磨矿。
目前制浆主要是采用湿法磨矿制浆工艺,湿法磨矿又有高浓度磨矿与中浓度磨矿两种方式。
磨矿产品的细度和粒度分布与给料的粒度分布、煤炭的物理性质、磨机的类型与结构、磨机运行工况等因素密切相关。
图1是典型的一段高浓度磨矿制浆工艺简图。
4.制浆设备制浆设备主要包括球磨机、输浆泵、搅拌器等。
我国已开发出多种类型的水煤浆专用磨机(球磨机、振动磨机),基本可以满足水煤浆制备的要求。
水煤浆制备工艺
Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
水煤浆制备三大要素:煤质、煤粉粒度级配、添加剂。
水煤浆生产工序通常包括选煤、破碎、磨矿(加入添加剂)、搅拌与剪切、滤浆等多个环节,每个环节的作用是:
(1)选煤是制浆的基础,包括两方面:一是选择合适的制浆用煤或配煤,即成浆性能好,并且具有良好燃烧特性的煤;二是对原料煤进行脱灰脱硫处理,以保证制浆原料煤的质量。
(2)破碎与磨矿是制浆工艺过程中最关键的环节,为了减少磨矿功耗,磨矿前原料煤必须先破碎(按照多破少磨原则,破碎粒度越细越好),然后经过磨矿,直至水煤浆产品所需要的细度,并使其粒度分布达到较高堆积效率。
(3)捏混只有在干磨和中浓度湿法制浆中才使用。
其作用是使干磨所产生的煤粉或中浓度磨矿产品经过滤机脱水所得滤饼能与水和分散剂均匀混合,并形成有一定流动性的浆体,以便于在下一步搅拌工序中进一步混匀。
(4)搅拌的作用是使煤颗粒、水与添加剂充分混合,提高水煤浆的稳定性,而且在搅拌过程中使煤浆受强剪切力处理,加强了添加剂与煤颗粒表面的相互作用,改善了浆体的流动性。
(5)滤浆工艺的作用是除去在制浆过程中出现的粗颗粒和混入浆体的某些杂物,以防止水煤浆在储运和燃烧过程中堵塞管路和喷嘴。
(6)在制浆工艺中,还须配置煤量、水量、添加剂量、煤浆流量、料位、液位等在线检测与控制装置。
制浆原料煤与添加剂的合理选择及制浆工艺的确定是制浆技术的三大要素,也是实现用较低的制浆成本生产优质水煤浆产品的基本条件。
制浆工艺(偏高浓度湿法制浆)流程一般分为:原煤环节、药剂制备环节、磨浆环节及储浆输送环节4部分。
原煤环节是将原煤经皮带输送机送入破碎机中破碎.破碎好的煤再由输送机送到粉煤仓待磨;药剂制备环节是分别将分散剂原液、稳定剂干粉与一定量的水配置成分散剂溶液和稳定剂溶液并泵送至分散剂缓冲桶和稳定剂缓冲桶;磨浆环节是将水、煤、分散剂送入磨机中磨制.从磨机中出来的水煤浆为原始的水煤浆.原始的水煤浆经振动筛除渣流入缓冲搅拌桶进行搅拌.然后经泵送到滤浆器处理。
处理后的浆与一定量的稳定剂溶液加入到稳定性搅拌桶再次搅拌.搅拌好的浆送,送至强化泵进行高剪切处理.再送入均质搅拌桶中搅拌熟化。
这样便得到了成品浆;储浆输送环节是将成品浆送到储浆罐储存或向外输送:整个水煤浆制备流程到此结束。
其工艺流程如图1所示。
生产工艺上,我国以湿法制浆为主。
同等参数下,湿法研磨制得的浆比干法研磨制得的浆粘度小,稳定性强,因为在湿法研磨中,煤粒被粉碎后,立即被溶液中的添加剂包裹,添加剂分子与煤粒能更充分的作用。
1.湿法制浆:
按照磨矿浓度不同,湿法制浆工艺又分为高浓度磨矿制浆工艺,中浓度磨矿制浆工艺和中、高浓度联合磨矿制浆工艺。
高浓度磨矿制浆工艺是将煤、水和分散剂一起加入磨机研磨,磨矿产品经过搅拌、稳定剂处理后,即为成品水煤浆。
我国及国外(如美国大西洋公司、日本的日立公司和COM公司)大多数水煤浆厂均采用这种工艺。
其优点:投资少,流程简单,便于生产管理;在高浓度下磨矿介质表面可粘附较多的煤浆,有利于在研磨中产生较多的细粒,改善粒度分布,提高堆积效率,良好运行时,这种工艺的产品粒度分布可以达到72%堆积效率。
也有利于分散剂及时与煤粒表面接触,从而提高制浆效果。
其缺点:单位生产能力一般较中浓度的低,磨矿功耗相对较高;同时.对磨矿产品粒度分布的调整有一定的局限性,而且需要很好地掌握磨机运行参数,因为煤浆粘度大。
流程图如下:
高浓度磨矿制浆工艺流程
中浓度磨矿制浆工艺是指采用50%左右浓度磨矿的制浆工艺。
其工艺过程是;将原料煤、水和部分添加剂一起加入磨机中,进行中浓度磨制,磨矿产品再进入下道工序磨制(中浓度磨矿产品粒度分布的堆积效率低,一般都要采用两段以上的磨矿工序),然后对磨矿产品进行过滤脱水,脱水后的产品再加入分散剂进行捏混、搅拌调浆、滤浆、稳定性处理及均质熟化几道工序,即可获得成品水煤浆。
其优点:磨矿较易进行,磨矿机的能力比高浓度磨矿机大。
其缺点:要通过不同阶段磨矿搭配,磨矿产品还需进行脱水,投资大,工艺流程复杂,操作管理维护不便。
流程图如下:
中浓度磨矿制浆典型工艺流程
中高浓度磨矿制浆工艺是以上两种工艺的结合。
原则上采用高浓度和中浓度两段磨矿。
中浓度磨矿产品再进入高浓度磨机,与高浓度磨机的给料混合,进行高浓度磨矿.高浓度磨矿的产品经搅拌、过滤处理后就是水煤浆初级产品;或将中浓度磨矿产品过滤脱水后,与高浓度磨矿产品进行捏混,捏混产品就是水煤浆的初级产品。
水煤浆的初级产品再进行搅拌调浆、滤浆、稳定性处理、高剪切处理及均质熟化几道工序,即可获得成品水煤浆。
该工艺的优点是:可获得堆积效率较高的磨矿产品。
(如充日水煤浆厂的磨矿产品堆积效率达74%左右)。
其缺点是:磨矿环节只是起到改善级配的作用.对提高处理能力作用甚微,能耗相对较高。
如兖日水煤浆厂,制浆电耗高达143 kWh/(t煤)。
因此,只有在处理难制浆煤种并要求生产高质量水煤浆时,它才有优势。
建厂投资方面,介于其他两种工艺之间,生产操作和管理相对复杂。
中、高浓度磨矿制浆工艺流程1
中、高浓度磨矿制浆工艺流程2
浮选精煤制浆工艺是我国独创的一种湿法制浆工艺,该工艺特点是利用煤炭
洗选过程中新产生的细粒煤泥。
经浮选——过滤——调整粒度后制成的水煤浆。
该工艺最大优点是省去对煤的研磨,制浆成本大大降低。
山东枣庄八一水煤浆厂采用该工艺的流程如图所示。
山东枣庄八一水煤浆厂工艺流程
煤泥制浆工艺是利用选煤厂排出的浮选尾煤,调制成经济型煤泥水煤浆。
由于煤泥本身粒度细,不需要磨矿,也不需要加入任何添加剂,大大简化了制浆工艺。
其工艺流程图如下
煤泥制浆工艺流程图
湿法制浆虽然具有工人劳动强度低、对环境污染小等优点,但要求人料浓度不能变动太大,而且还要求达到一定浓度,另外它对人料中的大颗粒及杂物控制较困难,并且中长距离的运输费用也会很大。
而干法制浆工艺正好可以弥补这些缺点。
2.干法制浆:
干法制浆的典型工艺如图l所示,原煤破碎后进行干燥,干燥水分不大于5%,干燥后进行捏混,以使煤粉与水和分散剂混合均匀,并初步形成有一定流动性的浆体,以便在下一步搅拌工序中进一步混匀调浆。
如果需要进一步提高浆体的稳定性,还需要加入适量的稳定剂,然后进行搅拌混匀、剪切,使浆体进一步熟化。
进入储罐前还必须经过滤浆去除杂质,才能得到产品。
其工艺流程图如下:
干法制浆工艺流程图
其存在的问题:
(1)干法磨矿的能耗比湿法的高。
在产品细度相同的条件下,干法球磨机的能耗约比湿法球磨机高30%。
(2)一般情况下,干法磨矿的效果不及湿法。
这是因为,根据干法磨煤粉的粒度分布资料,其堆积效率远不及湿法产品高,而且干法磨煤时新生表面积很快被氧化,从而降低了它的成浆性。
(3)干法磨矿的安全与环境条件较湿法磨矿差。
神木难成浆煤所采用的干法制浆工艺直接把干磨好的不同粒径的煤粉集中到煤粉仓,采用雾化的方式把溶解了水煤浆添加剂的溶液均匀喷入该仓的煤粉中,然后采用全自动装袋机把煤粉装袋,外运至用户处,给入专门设计的全自动搅拌机中,按比例加入一定量的清水,在搅拌机中搅拌成水煤浆。
(比较特殊,可以作为新技术阐述)。