水煤浆制备与应用技术及发展展望_段清兵

水煤浆的应用与展望赵 旗(广州建筑宝外加剂有限公司 510530)水煤浆是由60%~70%的煤粉,39%~29%的水及1%的化学添加剂经过一定的工艺流程加工而成。

它具有较好的流动性和稳定性,可以象油一样泵送、储存和雾化燃烧,是一种新型低污染代油燃料。

它既能保持煤炭原有的物理特性,又具有石油一样的流动性和稳定性,被称为液态煤炭产品。

可用在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉,同直接燃煤相比具有污染小、安全和劳动强度低的优点,与直接燃油、气相比具有成本低的优势,成为代替重油、煤气、煤粉、焦炭的新型燃料。

在目前能源紧张的状况下,其发展潜力相当巨大,而且我国的水煤浆又有很大的出口能力,抓住机遇,对我国水煤浆产业的发展,具有十分重要的战略意义。

水煤浆工业化生产技术可以概括为3大要素: 煤炭性能;煤浆的粒度分布(级配);!添加剂。

水煤浆生产厂如何选择合适的添加剂,这对其生产和经济效益都有很大影响,因此必须从以下5个方面去考虑: 经济性,由于添加剂的作用是使水煤浆易于输送和储存,而并不增加煤的热值。

因此,如果成本太高,就失去了经济性。

适用性,所选用的添加剂必须满足成浆性的要求,使水煤浆的浓度、粒度和稳定性均能满足生产要求。

!资源是否丰富,添加剂生产厂家是否具备技术指导能力,应选择经济能力和运输能力整体综合实力强的品牌企业。

∀安全性,必须使添加剂无毒、无臭、无刺激、无腐蚀、不污染环境,而且要求易于运输、储存和使用。

#使用的广泛性,添加剂要求具有广泛的适用性,对各种煤种要有较好的成浆性能。

1 我国水煤浆代油燃烧技术的现状和发展随着我国工业化发展速度的加快,在未来我国对能源的要求将呈强劲增长势态。

在我国的能源中,煤的储量为2亿t,预计可使用500~700年,而石油的储量则仅够使用20~30年。

在未来的几十年内,我国石油的供需缺口将越来越大,会对我国的经济、安全产生重大影响。

为保持国民经济的持续发展,我们应该从全局出发,结合我国资源、技术和经济条件等现状,水煤浆是一种较好的代油燃料。

我国水煤浆燃料制备技术的展望摘要：水煤浆是20世纪70年代末出现的一种新型煤基流体燃料，在燃烧过程中还会因蒸发造成热损失，它却使固体煤炭转化为一种流体燃料，从而带来很多优点。

关键词：水煤浆煤炭燃料技术一、水煤浆在我国能源中的地位我国是石油的输入国。

据预测，到2020年我国石油的自给率只能达到50%。

发展以煤代油，减少对进口油的依赖，对我国的能源安全有重要意义。

以煤代油的途径有：改烧煤或水煤浆，煤炭气化与液化。

烧煤会增加对环境的污染，水煤浆属物理加工，投资省、成本低、对环境污染少，是取代燃料油的一条重要途径。

水煤浆的洁净煤特性表现在四个方面：（1）煤炭是散装堆放，贮运中所损失的3%—5%煤炭会造成对环境的污染。

水煤炭的制备、贮运过程为全封闭，既减少损失又不污染环境。

（2）与燃煤和燃油相比，水煤浆可显著减少NOX的排放。

因为它的火焰温度比烧煤粉还低150?C左右，可实现低NOX燃烧。

水煤浆燃烧产生的水蒸气有还原作用，可使部分NOX还原成N2。

白扬河电厂燃用水煤浆，NOX排放浓度为495.1mg/dm3。

（3）用洗精煤（硫分<0.6%）制的浆，相同热值排放的SO2排放3500t。

在水煤浆中还可很方便地加入脱硫剂，脱硫效率达50%。

白扬河燃用水煤浆，未加脱硫剂时SO2排放浓度为627.4mg/dm3,1999年8月在水煤浆中添加3%—5%的石灰乳，使SO2排放浓度进一步降低到255.37mg/dm3。

（4）燃用水煤浆产生的烟尘比燃油高，但采用常规的除尘技术即可达到环保要求。

现有油炉改烧水煤浆与改烧煤粉何者为优，目前看法上尚有分歧。

对于大量中小燃油锅炉及炉窑，单独建煤粉制备系统与烟气脱硫系统合不合算，煤粉又不便集中制备与分散贮运，此类锅炉与煤窑改烧水煤浆更为可取。

至于大型电厂，则应具体分析再作取舍。

国家对燃煤污染的治理力度加大，许多大中城市禁止工业与民用锅炉烧煤，要求改烧气或油，很多单位难以承受，急于寻找价廉的替代燃料。

水煤浆技术在发电厂中应用及发展前景水煤浆是一种新型的洁净液体燃料, 是洁净煤技术的重要组成部分。

自问世以来以其具有的代油节能、高效燃烧和低污染等诸多优点备受各国科学家的青睐。

我国的水煤浆技术已完成了实验室和工业性试验阶段，目前已在大中型电站锅炉上成功应用，并取得了比较好的经济效益和社会效益。

1水煤浆的主要技术特性及在茂名电厂的应用1.1水煤浆的主要技术特性水煤浆是分别由质量分数约70%的煤粉、30%的水分以及不到1%的化学添加剂（分散剂和稳定剂）制备成的煤基液态燃料，它能像燃料油一样管输、储存和雾化燃烧。

表1为水煤浆的几种技术指标。

目前，我国已开发出了多种水煤浆。

根据水煤浆性质和用途划分，有精细水煤浆、经济型水煤浆（中灰、高灰煤水煤浆、煤泥水煤浆）、气化用水煤浆、环保型水煤浆；根据原煤的灰分来分又可分低灰、中灰和高灰水煤浆等。

电站锅炉用的水煤浆以经济型为主。

1.2水煤浆在茂名热电厂的应用茂名热电厂1号炉为前苏联Т.К.З制造的ТЛ-15/ А型锅炉，原设计出力为220 t/h的燃煤锅炉。

该炉于1958年制造，1961年安装，1968年改烧重油。

由于国际油价不断上涨，于2000年5月对其进行改烧水煤浆改造。

改造设计按燃用经济型水煤浆和重油设计，既能单独烧油，又能单独烧浆，还能油浆混烧。

上述各种工况下，锅炉均可以达到额定负荷。

改造工程于2000年10月完成，并试烧水煤浆成功。

经有关部门测定各项指标均达到设计要求，各项环保指标均符合国家环保法规的要求。

图1为茂名热电厂锅炉燃烧水煤浆系统简图，图2为茂名热电厂炉前供浆系统简图，表2为额定工况下锅炉燃烧水煤浆时的主要参数。

2水煤浆的主要特点2.1安全可靠电站燃烧水煤浆稳定，安全可靠，而且燃烧效率也很高。

白杨河电厂及茂名热电厂锅炉改烧水煤浆后的测试表明，燃烧效率都在98%以上，锅炉热效率在90%以上。

由于水煤浆有质量分数约为30%的水分，因此使用过程中相当安全，不存在像燃油、燃煤在运输、储存、输送过程中的爆燃问题。

水煤浆制备及应用
水煤浆是一种将煤粉和水混合而成的可燃性混合物，可以作为燃料广泛用于工业和家庭供热。

水煤浆制备的过程包括煤粉的研磨、混合、稳定剂的添加和搅拌，其中稳定剂可以提高水煤浆的稳定性和可燃性。

制备水煤浆的关键是控制水和煤粉的比例以及稳定剂的种类和用量。

水煤浆的应用范围广泛，可以代替传统燃料如煤炭和天然气，降低能源成本和环境污染。

在工业领域，水煤浆可以作为锅炉的燃料，提高供热效率；在家庭供热领域，水煤浆可以作为取暖炉和炉灶的燃料，更加安全和环保。

水煤浆技术的发展也面临一些挑战，如稳定性和可燃性的提高、废气排放的控制等。

未来的研究方向包括开发新型稳定剂、提高水煤浆的可燃性和热值、降低环境污染等。

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水煤浆技术的应用与发展趋势姓名：班级：学号：水煤浆技术的应用与发展趋势摘要：论述了水煤浆技术在国内外的应用现状及发展，详细阐述了中国水煤浆技术的发展趋势。

关键词：水煤浆技术、应用、发展趋势众所周知, 原煤散烧是影响大气环境的主要污染源, 造成中国城市大气环境是以悬浮颗粒、SO2、NOx、CO2等为主要特征的煤烟型污染, 因此, 开发和应用洁净煤技术, 无疑是非常重要的。

[1]水煤浆是2 0 世纪8 0 年代起发展起来的一种煤基代油燃料,它是由6 0 % 一7 0 % 的煤粉、4 0 % 一3 0 % 的水,配以 1 % 左右的化学添加剂混合而成的浆体,其特征是外观象油,流动性好、粘度低;储运稳定、不沉淀;能用槽罐车、船舶或管道运输,而且无自燃着火和爆料之虞,使用起来比煤和油安全。

水煤浆, 做为洁净煤技术, 煤炭深加工的新品种, 与燃烧重油或柴油相比, 具有明显的等热值燃料差价; 与原煤散烧相比, 具有明显的环境效益;就矿区而言, 可将低价位的煤粉加工成高价位的水煤浆, 具有明显的产品升值效益; 水煤浆便于贮运和燃烧。

因此, 产煤矿区建浆厂, 各类工业炉窑以水煤浆替代重油、柴油或天然气燃烧, 备受社会关注。

[1]1.水煤浆技术在国外的发展及应用20 世纪70 年代前石油是一种便于开采、运输、存储和使用的清洁燃料受到人们欢迎。

70年代石油危机后,人们开始注意到石油资源的短缺已构成一种严重威胁,必须利用资源丰富的煤炭和努力寻求以煤代油的最佳途径。

于是掀起了开发煤油混合燃料（COM )的热潮。

为此水煤浆燃料( CWM )的研究迅速崛起。

到80年代初在制备方面的技术大体上已成熟,并已对水煤浆燃料进行了很多大规模的燃烧试验。

水煤浆技术开发应用先进的国家有日本、美国、瑞典,加拿大、意大利、法国、德国、英国、中国等国自80年代起也进行了一系列开发研究。

各国的研究方向都是针对本国情况而展开的[ 2]。

瑞典针对本国环保要求高污染小的特点,在1981年前由Hdsnihgorg公司研制成一种名叫Ceahagel的水煤浆燃料。

水煤浆制备工艺现状及发展趋势展望摘要：水煤浆是一种应用广泛的煤基液态清洁燃料，通常由质量分数60%~70%的煤，30%~40%的水，配合少量辅助药剂制备而得。

由于其具备和石油类似的良好的流动特性和燃烧效率，在管道运输、储运以及燃烧方面体现出较强的性能，最早被视作一种高效的“代油燃料”，可替代重油应用于电站的大型锅炉，替代柴油应用于中小型燃油锅炉以及作为合成气的原料等。

关键词：水煤浆；制备工艺；发展1水煤浆制备的技术要点1.1正确选择制浆用原料煤制浆用原料煤首先应满足下游用户对煤质的要求。

原料煤煤质指标主要包括固定碳含量、水分、挥发分、灰分、灰熔点、发热量、元素分析、可磨性指数、化学活性等。

煤炭的总水分包括外水和内水。

内水是煤的结合水，以吸附态或化合态形式存在于煤中，是影响成浆性能的关键因素。

一般多用哈氏可磨性指数(HGI)表述煤的可磨性，它是指煤样与粉碎性为100的标准煤进行比较而得到的相对粉碎性数值，指数越高则越易粉碎。

煤阶越低，内水越高，煤中O/C越高，亲水官能团越多，孔隙率愈发达，可磨性指数越小，越难制浆;另外，煤中所含可溶性高价金属离子越多，制浆难度越大。

灰分及灰熔点是水煤浆气化用煤的重要控制指标，水煤浆气化希望煤中有效元素碳和氢的含量越高越好，其他元素越低越好。

煤的化学活性越高，气化反应能力越强，有利于气体质量的提高。

从经济运行角度来看，筛选原料煤时应统筹考虑原料煤成本及煤质特性，尽可能选择煤中有害物质含量少、可磨性好、灰渣粘温特性好、产气率高的煤种。

1.2粒度级配技术粒度级配是指由两种或两种以上的不同粒度煤样按一定比例混合，以使混合后的颗粒有较好的粒度分布。

煤浆中不同大小的煤粒相互填充，能够减少空隙(减少制浆用水)，达到较高的堆积效率，提高空间利用率，有利于制备低粘度、高浓度且稳定性好的优质水煤浆。

粒度级配技术是水煤浆气化工艺的关键技术之一。

1.3合理选择制浆工艺与设备磨机的性能决定着原料煤破碎为颗粒的粒径及处理负荷。

我国水煤浆技术发展现状与趋势作者：段清兵来源：《新材料产业》 2012年第11期文/ 段清兵煤炭科学研究总院国家水煤浆工程技术研究中心煤炭是我国的基础能源，在未来相当长的时期内以其为主的能源结构难以改变，但是煤炭的简单利用也导致了全国各地严重的环境污染和气候恶化。

作为洁净煤技术之一的水煤浆技术，我国自20世纪80年代初对其进行研究开发，经过30余年不断地科技攻关和生产实践，迄今已达到国际先进水平，生产与应用规模均居世界第1。

水煤浆作为燃料在电站锅炉、工业锅炉、工业窑炉上已经得到成功应用，作为气化原料的水煤浆在化工生产企业也创造了很大的经济效益，可以说，我国的水煤浆技术己进入工业推广应用阶段。

据不完全统计，截至2011年底，全国各类制浆厂（燃料用）的水煤浆生产和使用量已超过3000万t/a；气化水煤浆的使用量也突破5000万t / a，随着以水煤浆气化为龙头的煤化工产业的快速发展，气化水煤浆的应用规模将保持相当强劲的增长势头。

然而，随着社会对环保要求的不断提高，水煤浆技术必须在现有的基础上不断创新并取得突破，使其能适应当今社会对经济效益与环境保护的要求。

为此，水煤浆行业科研人员近年来不断进行技术探索与创新，使水煤浆技术有了长足的发展。

本文主要介绍水煤浆的制备与应用技术的新进展，并对水煤浆的发展趋势进行展望。

一、水煤浆制备技术发展现状制浆用原料煤、添加剂的合理选择及制浆工艺的确定是水煤浆制备技术的3大要素，也是实现用较低成本生产优质水煤浆产品的基本条件。

经过30余年的发展，我国水煤浆制备技术有了很大的进步。

1. 扩大了制浆用原料范围，开发了水煤浆新品种煤是制备水煤浆的主体，制浆用煤的选择直接影响水煤浆产品的质量与成本。

然而，我国水煤浆技术在向产业化方向发展的过程中存在着煤种局限、水煤浆价格偏高等问题。

国内现在已建成的水煤浆厂大多利用成浆性和燃烧性能好的中等挥发分的气煤、1/3焦煤（如山东兖州和枣庄煤）等煤种制浆，这类煤种既是我国煤炭资源中的短缺煤种，也是炼焦用煤的优质煤种。

水煤浆技术水煤浆气化技术在中国的应用及其发展我国水煤浆技术已经进入产业化推广阶段，这对一大批为环保问题困扰的中小企业来说是一个好消息。

记者日前从"水煤浆锅炉及其应用技术暨产品发布会"上获悉，水煤浆是上个世纪80年代发展起来的一种低污染、高效率、流动性强的新型流体燃料。

它是由煤炭、水和添加剂通过物理加工成的浆体燃料，具有像油一样的易于装卸储存及直接雾化燃烧的特点。

经过"六五"、"七五"期间重点科技攻关，我国的水煤浆技术已经取得突破性的进展，并进入产业化阶段。

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。

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。

水煤浆制备与应用技术及发展展望摘要：水煤浆技术作为洁净煤技术之一，是煤炭清洁高效利用的重要方向。

水煤浆可作为燃料和原料使用，用于工业锅炉或电站锅炉，具有高效节能、环保排放、密闭清洁等优点。

本文将简单介绍水煤浆制备与应用技术，提出水煤浆技术与废弃物资源化利用相结合的建议，同时对水煤浆技术未来发展进行展望。

关键词：水煤浆制备；应用技术；发展展望1.水煤浆制备与应用技术水煤浆制备技术是将原料煤与水，再辅以一定比例的添加剂进行破碎磨矿，进而形成合格的燃料或气化水煤浆，供锅炉或气化炉使用。

目前，我国所使用的水煤浆制备与应用技术主要有以下几种：1.1多喷嘴对置式水煤浆气化技术多喷嘴对置式水煤浆气化技术是校企合作的产物，由兖矿集团公司和华东理工大学共同研发的现代水煤浆制备气化技术。

在“十一五”期间，多喷嘴对置式水煤浆气化技术进入了商业化标志阶段，兖矿集团公司和华东理工大学成功制造了两套多喷嘴对置式水煤浆气化炉，压力在4.0MPa左右，平均每日的耗煤量多达1150万t，大幅度提升了水煤资源生产加工效益。

1.2德士古水煤浆气化技术德士古水煤浆气化技术又称作Texace水煤浆气化技术，该技术是美国Texace石油开发公司于1946年所研发的水煤加工生产技术，主要是将水煤气作为加工进料。

工艺流程是将原料水煤浆与气化剂纯氧在工艺烧嘴内混合进入Texace气化炉，由气化炉顶部烧嘴经雾化后高速进入气化炉内瞬间着火，在高温环境中直接发生反应，煤颗粒与气化剂在火焰中呈并流流动，氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火砖的高温辐射作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成、、和水蒸气为主的湿煤气，熔渣和未反应的碳一起进入气化炉底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截留在水中，落入渣罐，经排渣系统定时排放，煤气和饱和蒸汽进入煤气冷却系统。

1.3清华水冷壁水煤浆气化技术清华炉水煤浆水冷壁气化技术是由清华大学研发的，清华炉水煤浆气化技术分为2代，第一代为非熔渣—熔渣分级水煤浆气化技术，第二代则是现在的清华水冷壁水煤浆气化技术，是在第一代的基础上研制出了膜式水冷壁，灰渣层膜对水冷壁起到了保护作用。

中国水煤浆技术应用现状与发展前景
段清兵
【期刊名称】《煤炭科学技术》
【年(卷),期】2015(043)001
【摘要】介绍了近年来国内水煤浆制备工艺、添加剂研究及燃烧、气化应用等领域取得的最新成果.根据我国水煤浆应用的发展格局(南方及沿海地区以燃料水煤浆应用为主,北方及主要产煤区以气化水煤浆为主),指出燃料水煤浆生产将向大型化浆厂及煤炭资源短缺的区域发展;水煤浆生产工艺(设备)将向洁净化、高效率、低能耗发展;制浆用煤选择向低阶煤、配煤和工业、生活废弃物发展.基于燃料水煤浆在节能、减排方面的重要作用,其在作为燃料代油、在城镇(供暖)炉窑上燃烧以及在水煤浆气化等领域具有广阔的发展前景,水煤浆管道输送技术也是今后水煤浆的发展方向.
【总页数】5页(P129-133)
【作者】段清兵
【作者单位】煤炭科学技术研究院有限公司节能工程技术研究分院,北京100013;国家水煤浆工程技术研究中心,北京100013;煤炭资源开采与环境保护国家重点实验室,北京100013;国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013
【正文语种】中文
【中图分类】TQ536
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1.水煤浆技术应用现状及对策分析 [J], 刘志群
2.水煤浆技术的应用现状与发展趋势 [J], 蔡红伟
3.中国废钢铁应用现状分析与发展前景展望 [J], 李树斌
4.水煤浆技术在发电厂中的应用及其发展前景 [J], 李瑞明
5.水煤浆技术与黑龙江省水煤浆市场发展前景 [J], 高照清
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