水煤浆的性质
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6.5 MPa水煤浆气化工艺特点及运行席文洪,唐卫兵[惠生(南京)化工有限公司,江苏南京210047]2008-02-04水煤浆气化工艺在国内的发展已有十多年的历史,国内水煤浆气化工艺从压力来区分可分为4.0 MPa、6.5 MPa、8.7 MPa 3个等级,虽然从水煤浆气化的本质来讲,不同压力等级的气化工艺其工艺过程相近,但还是有各自不同的特点。
该文就6.5 MPa气化工艺的特点及运行维护方面作一总结。
1 水煤浆的制备要求1)高煤浆浓度:一般要求煤浆浓度大于60%以上,煤浆浓度越高,生产单位有效气的比氧耗与比煤耗越低,冷煤气效率越高。
这是因为愈高的煤浆浓度,即进入气化炉燃烧室的水分愈少,这部分水分需要由液态(温度约40~60 ℃),在气化炉中变成1300~1400 ℃的水蒸气参与气化反应,此过程所需要的热量来自于气化反应,这就要消耗一定量的氧气和有效气体(CO/H2),造成氧耗上升,并使出气化反应室的总有效气含量降低,二氧化碳含量升高,有效气产量降低。
提高水煤浆浓度的措施:煤浆的成浆性能与多种因素有关。
经过研究发现:煤的形成年代越短,煤的内水含量越高,煤的可磨指数越低,制浆的难度越大,越不易制取高浓度的水煤浆。
同时,合理的煤粒级配,优质的添加剂也有助于提高煤浆浓度。
所以,制浆的关键在于煤的有关性质及添加剂的选取。
2)较高的稳定性:水煤浆是液固两相不稳定混合物,极易发生液固两相分层,假如在生产实践中发生分层现象,将会堵塞管道,或造成煤浆泵不打量,严重影响生产。
为了提高煤浆的稳定性,在水煤浆的制备过程中添加了一种由多种活性组分组成的添加剂,从而改变了煤粒的亲水性,增加了煤浆的稳定性,降低了煤浆的黏度。
对于某一种特定的煤而言,煤浆黏度越高,煤浆的稳定性越高,但相对而言煤浆输送功耗越大。
所以,一般控制水煤浆黏度在0.8~1.2 Pa·s。
3)合理的不同粒径的煤粒级配:水煤浆是由处于不同粒径范围的不同煤粒所组成的,煤粒的组成对于煤浆的性质和稳定性都有影响,煤浆中小粒径的煤粒所占比例过大,煤浆浓度将会降低,相应煤浆的稳定性将会提高。
水煤浆添加剂
高效、分散性好、成浆浓度高
水煤浆添加剂由芳香烃聚合物、木质素磺酸钠、无机盐等复合而成的粉末状
固体,使用本产品后制得的水煤浆具有良好的分散性、稳定性和流动性,且粘度低,浓度高,成浆性能好。
提高煤浆的气化率和燃烧率,适用于国内的大部分煤种,可用于煤的加压气化、工业锅炉、电站锅炉、煤气发生炉等。
添加剂与原煤
和水的性质密切相关。
合理的添加剂配方必须根据制浆用煤的性质和用户对水煤
浆产品质量的要求,经过试验后方可确定。
1、技术指标
项目指标
外观:棕色固体粉末PH值(1%水溶液):12-14
钙镁离子含量(ppm):≤4000不溶于水的杂质(含量%):≤0.05硫酸钠含量(%):≤5
2、使用方法
一般使用前,先将水煤浆添加剂制成30%溶液,与煤粉混在一起即可。
根据
不同的煤种及成浆浓度,添加不同量的添加剂,投加量不宜过多,投加量一般在
吨干煤3—7‰范围之内
3、包装和贮存
水煤浆添加剂使用衬塑编织袋包装,25kg/袋,也可根据客户要求定制包装。
产品放置在干燥环境中。
如包装已开口需尽快使用,在包装完好的状态下,可保
存24个月。
4、安全与防护
水煤浆添加剂为强碱性,应避免与皮肤、眼睛等接触,接触后用大量清水冲
洗或就医。
煤化学课后习题————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ第一章煤的种类,特征和生成1按成煤植物的不同,煤可以划分几大类,其主要特征有何不同?2 按煤化程度,可以将腐殖煤划分为几大类,请两两比较其区分标志。
3主要的成煤期及其代表性植物是什么?4 低等植物与高等植物的族组成有何区别?5植物的族组成在成煤过程中发生了什么变化?6 成煤的地质年龄与煤的变质程度是否一致,为什么?7 腐殖煤的成煤过程主要分哪两个阶段,各阶段发生的主要变化是什么?8 泥炭化阶段发生的主要生物化学变化有哪几种类型?9在泥炭化阶段,为什么氧化分解一般不会进行到底?10 煤的变质因素有哪些?对煤的变质程度有何影响?11煤化度与变质程度有何异同?12煤的变质类型对成煤有什么意义?13 泥炭的堆积环境对煤质有什么影响?14 何谓煤的还原程度,强还原妹有什么特征?15凝胶化与丝炭化对煤中显微组分的形成有什么作用?16什么是中国煤的多阶段变质演化,它对中国煤质分布有什么影响?17 什么是煤化作用跃变,分哪几个阶段?18 煤化作用跃变对煤质有什么影响?19 影响成煤期有哪些主要因素?20 中国有哪几个主要的聚煤期,列举各主要的聚煤期的5个著名煤田。
第二章煤的工业分析和元素分析1 试述煤的工业分析的基本思想2 煤的元素分析的基本思想3煤中水分存在的形态分哪几种,他们与水分脱除的难易程度有什么关系?4 最高内在水分MHC与煤的煤化度有什么关系?5 煤中矿物质有哪几种来源,洗选脱除的难易程度有什么不同,矿物质的来源与煤中灰分的种类有什么关系?6煤中矿物质的化合物类型有哪几种?请写出其代表性化合物的名称与分子式7 选煤有哪几种工业生产方式,一般选煤工艺有哪些产品和副产品8 灰分的组成与灰熔点有什么关系,这种关系有何工业意义?9 煤中常量元素与微量元素是如何分类的,各有哪些主要的元素10 煤中有哪些主要的有害微量元素,按危害程度应如何分类11煤中碳和氢的测定的原理,并说明试验中可能产生的误差及减小误差的方法12煤中的氮完全以有机氮的形式存在,对否?理由13没中毒额硫有哪几种存在形态,煤中的硫分队煤的应用有什么影响?14没种的硫或磷过多时,通过焦炭与高炉冶炼进入钢铁后,对产品质量有什么影响15 什么是基准,煤的分析数据为何要用基准表示?16 基准的常用形式因利用场合不同而异,请写出各种基准的适用场合17画出基准关系图,并说明换基计算的基本思想和适用场合18第三章煤的物理性质和物理化学性质1 为什么说煤的所有宏观性质均在一定程度上与煤的密度有关2 煤的密度有哪几种表示方法,与煤的空隙率有何关系3准确测定TRD的前提条件是什么,为什么4影响煤密度的因素有哪些5煤在机械力作用下的表现可以用哪些性质来表征6为什么煤的唯氏显微硬度Hm与煤化度的关系图示为著名的椅式曲线7 室温下煤的质量热容是多少,受哪些因素的影响,如何影响?8煤的导温系数的物理意义是什么,它表示煤的什么性质或能力?9 煤(镜质组)的反射率和折射率随煤化度如何变化,从煤结构分析为何会有这种变化10各种煤的透光率有什么不同,Pm为什么可以作为褐煤与长炎煤的区分指标11什么是煤的荧光性,煤的荧光性如何表征,它们与煤的性质有什么关系?12 煤的导电性与煤化度有什么关系,为什么会有这种关系13煤的介电常数与煤化度有什么关系,为什么会有这种关系14 煤的磁性质与煤化度有什么关系,它对煤结构的研究有什么意义15为什么说煤只有固态胶体性质,水与苯对煤的湿润角随煤化度的变化有什么不同?16 从内表面积和孔隙率解释,为什么说煤是一种多孔材料第四章化学方法研究煤1煤中有哪些含氧官能团,它们在煤中的相对含量及随煤化度的变化有什么规律2 煤中含氧官能团的含量如何测定3 煤中大致有哪些含硫官能团和含氮官能团4 煤中含硫官能团和含氮官能团随煤化度的变化有什么规律5煤的高真空热分解的目的及工作原理是什么6 煤的高真空热分解得出了什么结果7煤的溶剂抽提有什么意义,已有的溶剂抽提方法分为哪几种类型8 如何理解煤的抽提机理9 从煤的溶剂抽提,得到了哪些有关煤结构的信息,有哪些证据可以证明这些煤结构信息10什么叫超临界抽提,它需要什么条件,有什么优点,烟煤的超临界得到什么产物11为什么要进行煤的加氢研究,可达到什么目的12煤的加氢可能发生哪些主要化学反应13 煤的深度嘉庆与煤的轻度加氢各需要什么条件,加氢使煤发生哪些变化,可达到什么目的14煤的氧化分为哪几个阶段,分别得到哪些主要反应产物15何为腐殖酸,再生腐植酸,它可以分为哪几个主要组分?写出其分离流程16腐植酸具有哪些主要性质,腐植酸具有什么用途17 简述煤深化氧度的目的,氧化剂,主要产物及哪些产物的产率随煤化度的变化18 从煤的氧化可以得到哪些有关煤的结构信息19风化对煤质有什么影响20哪些因素影响煤的风化与自燃,如可减少煤的风化与自燃21 煤一般进行哪些卤化反应?试述各种卤化反应的原理及产物用途22试述煤磺化反应的原理及产物用途第五章煤的工艺性质1煤的黏结性与结焦性概念有何异同2实验室测定煤的黏结性有哪些方法,他们各表征了煤的哪方面的性质3 黏结指数如何表征炼焦煤的粘结性,其测定原理是什么4黏结指数在罗加指数测定方法的基础上有哪些修改,这些修改有什么意义5 奥阿膨胀度表证了炼焦煤的那些性质,各种典型炼焦煤的奥阿膨胀曲线有什么特点6胶质层厚度表征了炼焦煤的那些性质,各种代表性体积曲线类型说明了什么问题7 测定煤的结焦性有哪些方法,它们各表征了煤的哪方面的性质8为了更好地表征的炼焦煤的结焦性,试试设计一种模拟高炉环境表征焦炭性质的测定方法9 为什么要选煤,通过选煤可以得到哪些产品和副产品10 可选性曲线是如何制作的,各曲线表示什么含义11 我国可选性标准是如何表示的12 影响煤气化的工艺性质有哪些,如何影响煤的气化13 煤的发热量有哪几种表示方法,它们之间有什么关系?14 煤的发热量有哪几种经验计算公式,你认为它们是怎样得到的15煤的发热量随煤化度如何变化第六章煤的言相组成、性质与应用1 煤研学研究的对象与方法有什么不同2 试比较四类煤岩成分的外观和一般特性3 煤化学通常以什么显微组分作为煤的代表,试述其理由4 试举例说明那些性质是综合煤样的平均性质5从煤岩学的观点来看,用综合煤样的平均性质来表征煤质有什么局限性6判断煤的煤化度或变质程度的指标有哪些,为什么说镜质组反射率是表征煤化度的科学指标7 我国冶金系统如何对煤的显微组分进行分类,其活性组分和惰性组分如何计算8 试比较各种显微组分的化学组成及其随煤化度的变化9 试比较各种显微组分的干馏性质及其随煤化度的变化10 对于同一煤化度的煤,各种有机显微组分Vdaf的相对大小是怎么样的11 对于同一煤化度的煤,各种有机显微组分Fa的相对大小是怎么样的12惰质组不具有黏结性,是否在炼焦配煤中的比例煤中越少越好,为什么13事比较各种显微组分的反射率及其随煤化度的变化14煤岩学应用于炼焦配煤的基本思想是什么15举例说明煤岩学的应用第七章煤分类、煤质评价与中国的煤炭资源1 为何要进行煤的分类,分类指标有哪几类2 中国煤分类采用哪些分类指标、分类符号与编码表示什么意思3《中国煤分类》将烟煤分为几个大类几个小类,如何划分的4国际煤分类采用哪些分类指标,如何进行煤分类5如何进行煤质评价6 中国煤炭资源及其分布有什么特点7中国炼焦煤的煤种分布有什么特点8在我国炼焦煤储量中,气煤有多少,你认为在配煤炼焦工艺中,采取哪些措施有利于多用气煤9 怎样的煤属于高硫煤,高硫煤在利用中存在什么问题10 从保护环境和产品质量的角度,谈谈如何合理利用高硫煤第八章煤的化学结构概念及其研究方法1 什么是煤的化学结构2 煤的化学结构研究方法分为哪几类型3 X射线是研究晶体的常用仪器,为什么用它来研究煤4 X射线的衍射峰、晶体参数与煤的结构性质有什么对应关系5红外光谱主要研究煤结构的哪方面的问题67 从煤的仪器分析,已经得出了哪些有关煤结构的信息8 煤有哪些结构参数,主要你结构参数之间有什么关系9 什么是统计结构解析法,如何通过结构解析法来计算煤的结构参数1011 煤的结构参数与煤质有什么关系12 为什么说煤化学结构具有相似性特征13 为什么说煤化学结构具有高分子聚合物特性14什么是煤中的低分子化合物,他有什么特点和性质15 煤有哪些代表性的化学结构模型16 煤有哪些代表性的物理结构模型17 稳定组有哪些主要结构特点18 惰质组有哪些主要结构特征19煤的化学结构如何随煤化度变化20 简介归纳煤化学结构的基本概念第九章煤的热解和黏结成焦1了解煤的热解过程,煤的热解有哪些基本反应2黏结性烟煤额热解过程三个阶段热效应有何不同,为什么3 黏结性烟煤额热解过程三个阶段相应的过程本质有什么不同,为什么4已有那些理论解释煤的热解成焦机理,各有什么理论要点5煤的黏结成焦溶剂抽提机理的主要论据是什么6 煤的黏结成焦物理黏结理论的主要论据是什么7 胶质体成焦理论的主要论据是什么8 中间相成焦理论的主要论据是什么9 什么是煤的胶质体,来源是什么10胶质体性质的完整表征应包括数量与质量两个方面,其质量包括哪些性质11胶质体的质量如何表征,胶质体的变化与煤的黏结成焦有什么关系12 半焦的收缩与裂纹的形成机理是什么13 不同煤种在炼焦过程中,其半焦收缩动态和裂纹生成过程有什么关系,为什么14 我国如何划分焦炭光学组织15 煤岩显微组分与焦炭光学组织有什么关系16 哪些因素影响焦炭光学组织的组成,如何影响17 焦炭光学组织有什么用途18 影响焦炭质量的因素有哪些,如何影响19 适当提高加热速度,有利于提高弱黏结性煤的黏结性,为什么20 提高煤料的散密度,可以提高焦炭质量,为什么21适当增减煤料的细度有利于提高焦炭的强度,为什么22为了使配煤活性成分与惰性成分达到平衡,可配入的活性组分有哪些物质,各有什么特点23为了使配煤活性成分与惰性成分达到平衡,可配入的惰性组分有哪些物质,各有什么特点24 列表比较常用炼焦煤:气煤,肥煤,焦煤,瘦煤的结焦性及其在炼焦配煤中的作用第十章煤制化学品与高碳物料1 煤的液化有哪几种途径,哪一种煤液化方法比较有前途,为什么2 煤液化生产化工原料的技术关键是什么3煤液化及其衍生物可以合成哪些芳香高聚物,它们各有什么用途4用煤直接制取塑料采用什么原理和方法5水煤浆有什么性质和用途6水煤浆的质量用哪些参数表征,为什么7 原料煤的煤化度,组成与性质对水浆煤的质量有什么影响8 什么叫超纯煤,有什么用途,其制备方法有哪些,各有什么特点9什么叫高碳物料,用哪些方法分别可以制取哪些高碳物料10 煤沥青基炭纤维有什么用途,简述其工艺流程11 MCMR有哪些特性和用途12 用哪些煤种可以制得活性炭与炭分子筛,煤制活性炭与炭分子筛有什么特性13 什么是富勒烯,他们的化学结构有什么特点14以煤作为原材料合成富勒烯时可能具有怎样的生成机理,联系没结构,简述你的看法15 富勒烯有哪些特殊的性质,从富勒烯的结构解释这些特点16富勒烯有哪些潜在的应用前景17 什么是炭纳米管,他们的化学结构有什么特点18关于煤基炭纳米管的生长机理有哪几种观点,你偏向那种,为什么19煤基碳纳米管的工艺方法有哪些主要控制参数20 炭纳米管有哪些突出的性质,列举说明本书中没有说到的性质及应用前景绪论1 归纳我国煤炭利用历史的大事表2 煤化学学科的发展大体经历了哪几个阶段,归纳煤化学历史大事表3我国是世界上最早采煤和用煤的国家,但是为什么煤化学却没有从我国诞生4 迄今为止,可以载入史册的煤化学里程碑研究成果主要有哪些5 进入21世纪以来,煤化学有哪些主要研究热点及成果6 简述煤化学的研究现状7煤化学今后主要有哪些研究方向8煤炭与中国社会的可持续发展有什么关系9 煤炭与环境保护有什么关系10 煤炭综合利用有什么意义,有哪些工艺方法11 洁净煤技术有什么意义,有哪些研究内容12 煤的干馏如何分类,其温度和加工产物有什么不同。
水煤浆气化操作问答一、制浆部分1.煤的工业分析项目包括哪些?煤的元素分析通常有哪些?答:煤的工业分析一般有:煤的水份、灰份、挥发份、固定碳。
煤的元素分析即化学分析,常规项目为碳、氢、氧、氮、硫、氯.2.影响煤浆浓度的主要因素有哪些?答:(1) 煤质(2) 粒度分布 (3) 助熔剂(4) 添加剂。
3。
常用的机械传动有那几种?答:有皮带、链条、齿轮三种.4.添加剂的有效成分是什么?起什么作用?添加量的多少由什么来决定?答:添加剂的有效成份为造纸废浆里的羧甲基纤维素、乙基纤维素等以及木质素磺酸钠、水玻璃、腐植酸钠等四种物质或以上物质组配混合使用。
添加剂的作用是改善水煤浆的流动性和稳定性,做为表面活性剂有三个作用: (1) 使煤粒湿润便于水煤结合。
(2)使较大的胶凝状煤粒分散。
(3)提供阳离子做为水化膜的平衡离子,起电解作用.添加剂具有分散作用,它可调节煤粒表面的亲水性能及荷电量,降低煤粒表面的水化膜和粒子间的作用力,使固定在煤粒表面的水逸出.添加剂的添加量可根据煤的特性及内在水分的多少和煤浆浓度的要求来决定。
5.煤浆浓度的主要影响因素有哪些?过高或过低有什么影响?答:影响煤浆浓度的主要因素有:(1) 煤中内的水分含量煤中内在水分含量高,则煤浆浓度低,否则相反。
(2)粒度分布煤浆粗粒含量愈大,则煤浆浓度愈大,否则相反. (3) 添加剂加入适量的添加剂可以提高煤浆浓度,改善煤浆的性能。
(4)助熔剂煤浆浓度过高或过低对生产都是不利的,煤浆浓度过高,即煤浆含固量过大,有利于提高气化效率.但此时煤浆粘度大,流动性能差,不利于输送,贮存时易沉淀分离,甚至堵塞管道而煤浆浓度过低时,有利于煤浆的输送和贮存、但进入气化炉的有效成分即煤量减少,发热量降低,水分增多,水汽化需要吸收大量的热量,使气化效率降低,所以,煤浆浓度的选择必须满足生产的全面需要。
6.什么叫粘度?合格煤浆的粘度应控制在什么范围内?答:粘度是表示流体流动时所引起的内摩擦大小的物理量,它表示流体输送时的难易程度,合格煤浆的粘度应控制在350~1000厘泊.7.煤斗设置氮气的作用是什么?石灰贮斗中加仪表空气(IA)的作用是什么?答:煤斗通氮气的作用是在煤着火时消防用。
水煤浆添加剂简介水煤浆添加剂简介水煤浆添加剂是一种用于调节水煤浆稳定性和改善燃烧性能的化学品。
随着对煤炭资源的需求不断增加,水煤浆作为一种先进的燃烧技术,被广泛应用于工业生产中。
在水煤浆制备过程中,添加剂起着至关重要的作用,能够增强水煤浆的流动性、稳定性和燃烧性能,提高燃煤设备的功率输出和热效率。
水煤浆添加剂的分类主要有分散剂、稳定剂和燃烧助剂等几类。
首先是分散剂,它可以将煤粉颗粒分散到水中,并防止其重新聚集。
常见的分散剂有有机离子表面活性剂和无机分散剂等。
有机离子表面活性剂主要是通过疏水基团和亲水基团之间的作用力,使煤粉颗粒分散到水中。
无机分散剂则是通过改变煤粉表面的电荷性质,使其带有同性电荷,从而阻止煤粉的聚集。
分散剂的加入使得水煤浆具有良好的流动性和分散稳定性,可以有效提高煤粉的悬浮度和颗粒密度。
其次是稳定剂,主要用于提高水煤浆的稳定性和降低其黏度。
稳定剂一般是通过吸附在煤颗粒表面,形成一层电化学稳定膜,并在水煤浆中形成一定的胶体颗粒。
稳定剂的选择应考虑到对燃煤设备的腐蚀性、对水煤浆性能的改善效果以及对环境的影响等因素。
常见的稳定剂包括有机胶体稳定剂、导电性稳定剂和界面活性剂等。
稳定剂的加入能够使得水煤浆的黏度降低、配煤量增大,并有助于提高水煤浆的悬浮体稳定性和液固分离性能。
最后是燃烧助剂,它能够改善水煤浆的燃烧性能,提高煤粉的可燃性和燃烧效率。
燃烧助剂一般包括增热剂、催化剂和增湿剂等。
增热剂是一种能够提高水煤浆燃烧温度的添加剂,它的加入能够有效提高水煤浆的燃烧效率,降低其燃烧产物中的灰渣含量。
催化剂则是通过增加煤粉颗粒的氧化活性,提高水煤浆的氧化反应速率和燃烧速率,从而减少煤粉的燃烧渣和烟尘产生。
增湿剂则是一种增加水煤浆湿度和水分含量的添加剂,它有利于提高煤粉的可燃性和燃烧效率。
水煤浆添加剂在工业生产中有着广泛的应用。
首先,在火力发电厂中,水煤浆添加剂可以提高燃烧设备的功率输出,降低燃烧渣和烟尘的排放,提高燃煤设备的热效率和环保性能。
水煤浆析水率
水煤浆析水率是指在水煤浆中,煤粉与水之间的分离效率,通常用于衡量水煤浆生产过程中的分离性能。
水煤浆是一种将煤粉和水混合而成的燃料,其析水率的好坏直接影响到水煤浆的质量和燃烧效率。
析水率一般通过分离试验来测量,具体的步骤可能包括将水煤浆放置一段时间,观察煤粉和水分离的情况。
析水率的高低取决于多个因素,包括水煤浆中煤粉的颗粒大小、分布、表面性质,以及混合工艺等。
提高水煤浆析水率的方法包括:
1.合理选择煤粉:选择颗粒均匀、表面性质好的煤粉,有利于煤
粉与水的分离。
2.改善混合工艺:优化水煤浆的混合工艺,确保煤粉和水能够充
分混合,减少煤粉之间的团聚。
3.添加分散剂:在水煤浆中添加适量的分散剂,有助于煤粉的分
散,提高析水率。
4.控制水煤浆的固含量:合理控制水煤浆中的煤粉含量,避免固
含量过高导致析水率降低。
5.设备优化:对于水煤浆生产设备进行优化,确保其能够有效地
进行混合和分离。
需要注意的是,具体的析水率标准可能根据生产厂家、行业规范以及煤种等因素而有所不同。
在实际生产中,为了确保水煤浆的质量,通常需要进行定期的分析和调整。
水煤浆添加剂配方一、引言水煤浆是一种能够替代传统燃料的新型燃料,其主要成分是煤粉和水,通过添加剂的配合可以使其具有良好的流动性和稳定性。
水煤浆添加剂配方的优化对于提高水煤浆的品质和降低生产成本具有重要意义。
二、水煤浆添加剂概述1. 水煤浆添加剂的作用水煤浆添加剂是指在制备水煤浆过程中所加入的能够改善其性质和特性的化学物质。
主要作用包括:(1)改善流动性:通过调节表面张力等参数,使得水煤浆具有良好的流动性。
(2)提高稳定性:通过吸附、分散等机理,防止水煤浆中颗粒聚集而形成沉淀。
(3)增加能量密度:通过提高固体含量,增加单位体积内所含有的能量。
(4)减少污染物排放:通过控制氮氧化物、二氧化硫等污染物排放,降低环境污染。
2. 水煤浆添加剂的分类水煤浆添加剂根据其作用和成分可以分为以下几类:(1)表面活性剂:主要作用是改善水煤浆的流动性和稳定性,常见的表面活性剂有十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等。
(2)分散剂:主要作用是防止颗粒聚集而形成沉淀,常见的分散剂有聚乙烯醇、羧甲基纤维素等。
(3)增稠剂:主要作用是增加水煤浆中固体含量,提高能量密度,常见的增稠剂有羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺等。
(4)环保型添加剂:主要作用是降低污染物排放,常见的环保型添加剂有氮氧化物还原剂、脱硝催化剂等。
三、水煤浆添加剂配方设计1. 配方设计原则(1)逐步试验法:通过逐步调整添加剂种类和配比,不断优化水煤浆的品质和特性。
(2)综合考虑法:根据水煤浆的实际生产条件和要求,综合考虑添加剂的作用和成本,设计出最优配方。
2. 配方设计步骤(1)确定水煤浆的基础配方:包括煤粉、水和基础添加剂等。
(2)逐步试验法:按照一定比例添加不同种类的添加剂,通过试验得到最佳配比。
(3)综合考虑法:根据生产要求和成本控制,选择最优配方。
四、水煤浆添加剂常见配方1. 常规型水煤浆添加剂配方(1)表面活性剂:十二烷基苯磺酸钠0.5%、十二烷基硫酸钠0.5% (2)分散剂:聚乙烯醇0.5%(3)增稠剂:羟丙基甲基纤维素0.5%该配方能够使得水煤浆具有较好的流动性和稳定性。
水煤浆添加剂的作用作者:刘保民宁夏川能化工有限公司副总工程师1、概述中国是一个缺油、少气、煤炭资源相对丰富的国家。
煤炭资源在中国能源消费中占70%左右,作为一次能源占主导地位的状况在相当长的时期内难以改变。
但是传统的使用方法具有灰渣多、污染大、运输困难、燃烧发热率不高等缺点。
水煤浆技术的应用就是针对这一缺点对煤炭资源进行深度加工、合理利用的重大改革。
水煤浆是一种经济、洁净、可替代石油和天然气的液体燃料和化工原料,代替油和燃气在供热、化工合成气、发电、工业窑炉等领域得到了广发的应用;具有燃烧效率高、负荷调整便利、节能、减少环境污染、改善劳动条件等优点。
其最重要的是减少了二氧化硫和粉煤灰的排放量,避免了酸雨的形成,环境污染小,具有极高的社会和经济效益。
水煤浆是由约65%的煤、35%的水和少量的添加剂通过物理加工而成,是一种新型煤基流体燃料。
它既保持了煤炭原有的物理特性,又具有石油一样的流动性和稳定性,可以储存、泵送、雾化和稳定燃烧。
水煤浆生产过程中,首先是对原煤进行破碎,再经机械(湿法或干法)研磨成一定粒径分布的煤粉分散于水介质中制成水煤浆。
由于它是一种粗颗粒悬浮体,在水中极易形成沉淀。
即使是很易成浆的煤种,不加入化学添加剂,要制成所希望的水煤浆也是不可能的。
水煤浆添加剂的主要作用在于改变煤颗粒的表面性质,促使颗粒在水介质中均匀分散,且不易产生沉淀。
使水煤浆在正常使用中具有较低的粘度、较好的流动性。
一般用量占煤炭总量的0.5~1%之间。
2、水煤浆添加剂的分类与作用2.1水煤浆添加剂的分类水煤浆添加剂,按其功能不同可分为分散剂、稳定剂和一些辅助化学药剂(如消泡剂、PH调整剂、防霉剂、表面活性剂及表面促进剂等多种)。
其中分散剂最为重要。
2.2分散剂水煤浆分散剂按照溶于水后的解离程度,可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型(即当溶液呈碱性时显示阴离子特性;成酸性时显示阳离子特性)。
它们之间的市场价格比通常为1:3:2:4。
第34卷第3期 2006年6月 燃料化学学报
Journal of Fuel Chemistry and Technology Vo1.34 NO.3
Jun.2o06
文章编号:0253—2409(2006)03-0298-05 聚对苯乙烯磺酸钠添加剂的分子量对水煤浆浆体性质的影响
丁永杰 ,高峰 ,李永昕 (1.宁夏大学天然气转化自治lg:重点实验室,宁夏银川750021;2.太原理工大学材料科学与工程学院,山西太原030024)
摘要:选用了变质程度不同的八种煤和三种不同分子量的聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)添加剂,详细考查了该添加剂的分子量 对水煤浆浆体性质的影响。结果发现,在考查PSS相对分子量的范围内(质均分子量为5.34 X 10 33.39 X 10 ),八种煤的 水煤浆成浆性随着分子量的增大而增加,水煤浆成浆性与PSS添加剂的平均分子量的关系可归因于添加剂在煤粒上的吸附, 分子量小的PSS在煤粒上的吸附量大于分子量大的PSS:PSS分子量的增加有利于水煤浆的流变性由胀性向假塑性转变;PSS 分子量的增加使水煤浆的静态稳定性得到显著的改善。 关键词:水煤浆;分子量;聚对苯乙烯磺酸钠 中图分类号:TQ530 文献标识码:A
Effect of the molecular weight of sodium polystyrene sulfonate on the properties of coal water slurry
DING Yong-jie ,GAO Feng ,LI Yong—xin (1.Key Laboratory ofNatural Gas Conversion ofNingxia,Ningxia University,Yinchuan 750021,China; 2.College ofMatericals Scinece and Engineering,Taiyuan University of Technology,Ta ̄uan 030024,China)
学术论坛443水煤浆提浓及后续处理措施王 涛(陕西神木化学工业有限公司甲醇中心,陕西 神木 719319)摘要:陕西神木化学工业有限公司(以下简称神木化工)采取对影响制浆工段长周期运行的设备等方面进行技术改造来提高水煤浆浓度。
同时想方设法延长高压煤浆泵运行时间等来提高企业运行效益。
在解决公司生产难题、保证系统长周期稳定运行的同时,为同行业厂家提供了稳产创高产的降本增效的范例。
关键词:棒磨机;水煤浆;提浓;高压煤浆泵神木化工现有2套煤制甲醇装置,其中一期20万吨/年水煤浆制甲醇装置于2003年10月开工建设,2005年10月投产;二期40万吨/年水煤浆制甲醇装置于2006年6月开工建设,2008年8月试车成功。
2套装置均采用的是德士古水煤浆加压气化技术。
气化炉用水煤浆是由高压煤浆泵提供的。
高压煤浆泵将水煤浆加压至4.5MPa,与高纯氧经外混式三通道工艺烧嘴混合雾化后进入气化炉内,在1350℃左右发生剧烈的氧化还原反应,燃烧生成合成气供后工段制备甲醇使用。
1 提高水煤浆浓度措施 水煤浆气化工艺制浆工段采用比较多的是单室中心进料湿式溢流形棒磨机。
棒磨机主要有进料部、主轴承、筒体部、大小齿轮、主电动机、主减速器、慢速驱动装置、顶起装置、排气罩、电控柜及液压润滑系统、出料装置等部件组成。
物料通过进料部强制给料,电动机带动装有煤、水、钢棒的筒体旋转,在离心力和摩擦力的作用下,制备出粒度分布合格的水煤浆,经滚筒筛滤去粗煤颗粒后进入出料槽。
水煤浆浓度对合成气成分影响较大,水煤浆粘度关系到水煤浆的流动性,水煤浆pH 对工艺管道的腐蚀和结垢有着密切联系,水煤浆粒度的分布决定着工艺烧嘴的使用寿命;所以气化装置致力追求制备出高浓度、低粘度、弱碱性的高质量水煤浆满足生产的需要。
1.1 煤浆添加剂 煤属于疏水性物质,在水中具有热力学不稳定性,容易团聚,从而使水煤浆粘度增大、流动性变差。
水煤浆添加剂主要作用是改变煤粒的表面性质,降低煤粒表面的电荷量,在煤粒表面形成一层水膜,使煤粒充分润湿和均匀分布在少量水中,从而提高煤浆的流动性,即选用合适的添加剂有助于提高煤浆的浓度。
《煤化学》习题与思考题参考答案绪论1 煤炭综合利用有什么意义?答:煤炭综合利用是指煤的非燃料利用,开展煤炭综合利用(1)有利于合理利用煤炭资源,提高经济效益我国煤炭资源丰富,煤种齐全,不仅可以作燃料,也适用于许多其它工业用途。
如果以煤炭作为燃料的价值为 1,则加工成煤焦油能增值 10倍,加工成塑料能增值 90倍,合成染料能增值 375 倍,制成药品可增值 750倍,而制成合成纤维增值高达 1500倍。
(2)有利于减轻污染,保护环境开展煤炭的综合利用是消除公害、保护环境的有效途径,煤炭加工所产生的煤灰、煤渣废气、废液都可以得到合理的处理和利用。
(3)有利于煤化工与石油化工互相依存,共同发展煤炭资源与石油资源相比要大得多,从长远观点看,发展煤炭资源的综合利用就显得尤为重要。
以这种煤作为原料可以得到很多石油化工较难得到的产品,如萘、酚类等,从煤中可以独特地制得一些带有五环的化合物如茚、苊,以及三个芳香环以上的化合物,如蒽、菲、芘、苊蒽、晕苯等稠环化合物。
另外,煤炭可以生产大量的烯烃和烷烃制品以补充石油原料的不足。
2 煤炭综合利用有那些工艺方法答:煤炭综合利用的主要工艺方法有:干馏、气化、液化、炭素化和煤基化学品(1)干馏――将煤料在隔绝空气的条件下加热炭化,以得到焦炭、焦油和煤气的工艺过程。
按加热终温的不同,煤的干馏可分为三类:低温干馏干馏终温 500~550℃产物:煤气、低温焦油、半焦中温干馏干馏终温 600~800℃产物:煤气、中温焦油、半焦高温干馏干馏终温 950~1050℃产物:煤气、高温焦油、焦炭煤的干馏是技术最成熟、应用最广泛的煤炭综合利用方法。
(2)气化――将煤(煤的半焦、焦炭)在气化炉中加热,并通入气化剂(空气、氧气、水蒸气或氢气),使煤中的可燃成分转化为煤气的工艺过程。
(3)液化――采用溶解、加氢、加压与加热等方法,将煤中的有机物转化为液体产物的工艺过程。
(4)炭素化――以煤及其衍生物为原料,生产炭素材料的工艺过程。
煤质变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的影响及改进措施【摘要】煤质是影响四喷嘴水煤浆气化炉燃烧效果的重要因素之一。
本文分析了煤质变化对燃烧过程的影响,探讨了煤质变化对煤浆性质和燃烧特性的影响。
通过实验验证及效果分析,提出了改进措施,包括优化喷嘴结构、调整气流分配等。
研究结果表明,对于四喷嘴水煤浆气化炉燃烧来说,合理处理煤质变化可以提高燃烧效率,降低污染物排放,提升能源利用效率。
深入了解煤质变化对燃烧过程的影响,并采取相应改进措施,对提高煤炭气化炉的运行稳定性和经济性具有重要意义。
【关键词】关键词:煤质变化,四喷嘴水煤浆气化炉,燃烧影响,改进措施,煤浆性质,燃烧特性,实验验证,效果分析1. 引言1.1 煤质变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的重要性煤质是影响气化炉燃烧效果的重要因素之一。
煤质的变化会直接影响煤浆的性质和燃烧特性,进而影响四喷嘴水煤浆气化炉的燃烧效果。
研究煤质变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的影响及改进措施具有重要意义。
煤质的变化会导致煤浆的性质发生变化,包括浓度、颗粒大小、粘度等。
这些变化会影响煤浆的稳定性和流动性,在气化炉内的分布和燃烧过程中起到重要作用。
煤质的变化还会影响煤的挥发性和燃烧性能,进而影响气化炉的燃烧效率和产气质量。
研究煤质变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的影响及改进措施,有利于优化气化炉的运行参数,提高燃烧效率和产气质量,推动水煤浆气化技术的发展和应用。
2. 正文2.1 影响因素分析影响因素分析主要包括煤质、水质、气化剂组成、气化参数等因素。
煤质是影响燃烧效果的重要因素之一,煤的硫、灰、挥发分含量以及煤的粒度大小都会直接影响到煤浆气化炉的燃烧效率。
水质因素也会对燃烧产生影响,水中的杂质、氧含量等都会对煤浆的性质产生影响,进而影响燃烧效果。
气化剂的组成和气化参数对燃烧效果也具有重要影响,不同的气化剂组成和气化参数的调节都会对四喷嘴水煤浆气化炉的燃烧产生影响。
影响因素分析对于了解煤质变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的影响至关重要。
水煤浆添加剂技术探讨商宽祥;夏吴;徐建民;陈风敬;卢文新;王志刚;张大洲【摘要】水煤浆技术是一种洁净的煤炭利用方式,目前正获得越来越多的关注.而作为一个粗分散体系,水煤浆必须依靠添加剂的分散稳定作用来实现其高浓度和高稳定性特性,添加剂在水煤浆制备过程中起着极其关键的作用.本文从水煤浆添加剂的分类出发,阐述了其作用机理,分析了国内外关于水煤浆添加剂的最新研究进展,并探讨了其未来的发展方向.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2017(055)005【总页数】4页(P1-4)【关键词】水煤浆添加剂;作用机理;研究进展;发展方向【作者】商宽祥;夏吴;徐建民;陈风敬;卢文新;王志刚;张大洲【作者单位】中国五环工程有限公司,湖北武汉430223;中国五环工程有限公司,湖北武汉430223;中国五环工程有限公司,湖北武汉430223;中国五环工程有限公司,湖北武汉430223;中国五环工程有限公司,湖北武汉430223;中国五环工程有限公司,湖北武汉430223;中国五环工程有限公司,湖北武汉430223【正文语种】中文【中图分类】TQ536煤炭一直是我国的主要能源,目前,其在一次能源的生产与消费结构中占70%左右。
由于国情需要,在今后相当长的一段时期内,中国煤炭的消费量仍将维持在高位。
但是,传统的利用方法多难以实现煤炭的清洁利用,以致公众“谈煤色变”,现在更被认为是我国雾霾天气产生的主要原因。
因此,传统的煤炭利用方式亟待革命,推进煤炭在全行业、全产业链的清洁利用势在必行。
水煤浆技术正是一种优选的煤炭清洁利用方式。
水煤浆一般由60%~70%的煤粉、30%~40%的水与约1%的化学添加剂混合而成,其典型特点是流动性好、可储运、不沉淀。
与石油和天然气等液体燃料相比,水煤浆燃烧效率高、环境污染小、负荷调整便利,在供热、化工合成气、发电、工业窑炉等领域得到了广泛的应用[1,2]。
作为一个粗分散体系,水煤浆必须依靠一定的助剂才能实现其分散和稳定,特别是在制备高浓度水煤浆时,添加剂的作用尤为关键。
水煤浆气化炉的热态数值模拟[周俊杰,房全国,郭朋飞,严伊莉][郑州大学,450001][ 摘要] 采用PDF燃烧模型和DPM颗粒相模型对水煤浆气化炉进行热态模拟,通过考核,煤的挥发分析出模型采用Two-competing- rates model,水煤浆中水分的处理方法选择将水视为氧化剂,模拟结果与现场运行数据相一致。
模拟得到的CO、H2、CO2、H2O及碳转化率与现场运行数据的相对误差分别为-2.4%、9.0%、-22.2%、17.5%和-4.5%。
四喷嘴水煤浆气化炉射流中心温度低,两侧温度较高,最高温度达2400K左右,气化炉喷嘴下方CO、H2浓度较高,接近气化炉出口处浓度分布均匀。
最终气化炉出口处CO、H2的平均浓度分别为39.2%、22.8%,气化炉内碳转化率达93.7%。
[ 关键词]气化炉;热态模拟;DPM模型;PDF模型Thermal-Model Numerical Simulation of Coal-WaterSlurry Gasifier[ZHOU Jun-jie, FANG Quan-guo, GUO Peng-fei, Yan Yi-li][Zhengzhou University, 450001][ Abstract ] Thermal-model simulation of coal-water slurry gasifier was done by using PDF model and DPM model. Through assessment, two-competing-rates model was used to simulate coaldevolatilization, and the water in CWS was choosed as oxidant, the simulation results areconsistent with the experimental results. The relative errors between simulation results ofCO, H2, CO2, H2O, carbon conversion rate and experimental results are -2.4%, 9.0%,-22.2%, 17.5%, -4.5%. In the opposed tetra-burner gasifier, the temperature of jet center islow, while the temperature of jet side is high, which is 2400K, CO and H2 concentrationbelow the gasifier nozzle is high, and the concentration distribution close to the gasifier outletis uniform. The CO and H2 average concentration of the gasifier outlet are 39.2% and 22.8%,the carbon conversion rate is 93.7%.[ Keyword ] gasifier; thermal-model simulation; DPM model; PDF model1前言随着计算机技术的迅速发展,CFD (Computing Fluid Dynamics )数值模拟受到越来越多人的重视[1-2]。
水煤浆水煤浆是由大约65%的煤、34%的水和1%的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。
它改变了煤的传统燃烧方式,显示出了巨大的环保节能优势。
尤其是近几年来,采用废物资源化的技术路线后,研制成功的环保水煤浆,可以在不增加费用的前提下,大大提高了水煤浆的环保效益。
在我国丰富煤炭资源的保障下,水煤浆也已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的洁净能源。
基本介绍水煤浆是一种新型、高效、清洁的煤基燃料,是燃料家庭的新成员,它是由65%-70%不同粒度分布的煤,29-34%左右的水和约1%的化学添加剂制成的混合物。
经过多道严密工序,筛去煤炭中无法燃烧的成分等杂质,仅将碳本质保留下来,成为水煤浆的精华。
它具有石油一样的流动性,热值相当于油的一半,被称为液态煤炭产品。
水煤浆技术包括水煤浆制备、储运、燃烧、添加剂等关键技术,是一项涉及多门学科的系统技术,水煤浆具有燃烧效率高、污染物排放低等特点,可用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油、代气、代煤燃烧,是当今洁净煤技术的重要组成部分。
发展水煤浆是70年代兴起的新型煤基液体燃料,由65%的煤、34%的水和1%的化学添加剂,经过一定的工艺流程加工而成,其灰分及含硫量低,燃烧时火焰中心温度较低,燃烧效率高,烟尘、SO2及NOX排放量都低于燃油和燃煤。
许多国家基于长期的能源战略考虑,将其作为以煤代油的燃料技术进行研究、开发和储备,且已实现商业化使用。
我国的水煤浆研究工作起步于70年代末,80年代初,与国外同步,直接原因是国际上爆发的石油危机,使各个国家都在寻找以一种代替石油的新能源。
而中国是一个富煤、少气、贫油的国家,因此我国一直致力于水煤浆的研发工作,并于1983年5月攻关研制出了第一批水煤浆试燃烧成功。
近年来,我国的水煤浆制备技术和燃料技术发展很快,并达到了国际水平,先后完成了动力锅炉、电厂锅炉、轧钢加热炉、热处理炉、干燥窑等炉窑燃用水煤浆的工程试验。
在环保产业的高科技领域,我国的大部分技术、产品均落后于国际先进水平,而水煤浆是一个例外,中国的水煤浆技术优先于国外,这种新能源在中国的能源战略中占有非常重要的地位。
目前水煤浆技术已被列为我国能源发展重点推广技术,也是煤炭工业洁净煤技术优先发展重点技术之一。
《201-2017年中国水煤浆行业发展前景与投资预测分析报告》[1]指出,我国是一个富煤少油的国家,水煤浆作为新型代油环保燃料,正被越来越多的企业所认识,采用水煤浆技术进一步改善煤炭企业的产品结构,提高煤炭企业经济效益。
水煤浆技术还可以解决一些燃煤企业环保及工艺过程调节的问题。
而且可以利用工厂有机废水(如造纸黑液)制成水煤桨燃烧。
因此水煤浆技术是当前较现实的,也是21世纪最有市场的洁净煤技术。
从长远来看,随着国民经济的发展,我国液体燃料供需矛盾将进一步加大,环境对燃料的约束也进一步加强,水煤浆的使用量将逐步加大;而随着水煤浆技术的进一步提高将会使其社会效益更加明显,经济效益得到改善。
因此,水煤浆的应用前景非常广阔。
优点经济性:水煤浆属于煤基清洁燃料,我国的能源结构决定煤炭的价格涨幅低于燃油、燃气。
安全性:水煤浆属于非易燃流体,相对于油、气、煤粉的易燃、易爆来说,其安全性大大提高。
广泛性:水煤浆适用于各种锅炉。
高效性:水煤浆燃尽率高,节省燃料。
环保性:水煤浆是一种深度洁净煤技术,环保达标。
使用范围可广泛用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代替油、气、煤燃烧以及宾馆、住宅、酒店、办公楼等各种建筑物供暖和生活热水。
发展历史水煤浆的问世,源于20世纪70年代的世界石油能源危机。
当时全世界在石油能源危机的经济大衰退之后,清醒地认识到石油天然气作为清洁能源,并不是取之不尽用之不竭的,丰富的煤炭依然是长期可靠的主要能源。
然而,传统的燃煤方式造成严重大气污染的历史教训是不容重现的。
于是煤炭液化、汽化和浆化成为先进工业国家普遍重视的研究课题。
水煤浆则是煤炭液化的最佳成果,也是煤炭洁净利用最廉价的实用技术。
中国煤炭资源分布集中在“三西”,即山西、陕西及内蒙西部。
有63%的煤炭要从“三西”调出,中国长期存在北煤南运、西煤东调的格局。
煤炭的管道运输投资少、建设周期短、营运费低、为全密闭输送,不污染环境。
水煤浆经管道输送到终端即可供用户燃用,而且可长期密闭储存。
生产技术水煤浆技术特点水煤浆是20世纪70年代兴起的煤基液态燃料,可作为炉窑燃料或合成气原料,具有燃烧稳定、污染排放少等优点。
水煤浆是由煤、水和化学添加剂按一定的要求配制成的混合物,具有较好的流动性和稳定性,易于储存,可雾化燃烧,是一种燃烧效率较高和低污染的较廉价的洁净燃料,可代重油缓解石油短缺的能源安全问题。
水煤浆气化为了充分利用中国丰富的煤炭资源发展煤化工,自80年代至今,中国相继引进了4套Texaco水煤浆气化装置,用于生产甲醇与合成氨。
该技术具有气化炉结构简单、煤种适应较广、水煤浆进料易控制安全、单炉生产能力大等特点。
煤种试烧西北化工研究院、原鲁南化肥厂分别建立了日处理24-35吨煤和15吨煤、8.5MPa的Texaco水煤浆气化中试装置,并在中试装置上进行了多样煤种的试烧研究,为水煤浆气化技术在国内的成功应用打下了基础。
调整煤种鲁南化肥厂的原料煤由原设计的"七五"煤(t3,温度-1510℃)改为落陵、北宿、井亭和级索混配煤(t3,温度-1280℃)、渭河化肥厂经过实践摸索,原料煤由原设计的黄陵煤更换为华亭煤,从而实现了降低气化温度,减少氧耗,延长气化炉耐火砖使用寿命的目的。
解决有关工程技术问题中国工程技术人员对引进装置中出现的诸如文氏管堵塞、黑水管线堵塞、气化炉激冷环堵塞、气化炉壳体局部过热、闪蒸系统管道磨损等工程问题,采取了积极有效的技术对策,使问题得到及时解决,保证了装置长周期、稳定运行。
设备国产化水煤浆气化喷嘴已由国产喷嘴替代美国引进喷嘴,使用寿命约为2个月;气化炉用耐火砖已由国产洛耐砖替代进口法国砖,价格比为0.5:1。
另外,中国已具备以下一些设备的设计制造能力,如磨煤机、气化炉、激冷环、锁渣斗、捞渣机、高、低压煤浆泵、灰水泵、文氏管等。
兖矿鲁南化肥厂的设备国产化率达到90%以上。
中国推广经过"六五"、"七五"期间重点科技攻关,中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。
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。
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,中国现有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。
中国市场中国矿物能源以煤为主,到2010年,一次能源消费结构中煤占60%左右。
大力发展洁煤技术,高效清洁地利用中国煤炭资源,对于促进能源与环境协调发展,满足国民经济快速稳定发展需要,具有极其重要的战略意义。
煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分,具有龙头地位。
它将廉价的煤炭转化成为清洁煤气,既可用于生产化工产品,如合成氨、甲醇、二甲醚等,还可用于煤的直接与间接液化、联合循环发电(IGCC)和以煤气化为基础的多联产等领域。
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。
Shell气化技术即将被引进中国建于洞庭,显现其碳转化率高,冷煤气效率高的优势。
相比之下,水煤浆气化技术在中国引进得早,实践时间长,研究开发工作也做得更深入。
经过实践探索,中国在水煤浆气化技术方面,积累了丰富的操作、运行、管理与制造经验,气化技术日趋成熟与完善。
经过长期科技攻关,在水煤浆气化领域,形成完整的气化理论体系,研究开发出拥有自主知识产权,达到国际领先水平的水煤浆气化技术。
中国研究开发水煤浆气化技术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。
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。
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%。
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。
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。