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双击字体，点击安装请先安装字体与清洁利用煤炭智能开采MEIKUANGKAICAI&QINGJIELIYONGGAILUN陕西能源职业技术学院主讲/贾雪梅水煤浆技术MEIKUANGKAICAI&QINGJIELIYONGGAILUN一水煤浆技术的产生与发展二水煤浆的特点及分类三水煤浆的制备及使用一、水煤浆技术的产生与发展自20世纪70年代爆发两次石油危机以来，世界各国都在致力于寻找石油的代用品。煤炭作为储量丰富、价格便宜、分布广泛的化石能源，成为石油代用品的首选。尤其是我国，经济的高速增长引发对能源，特别是对石油需求的迅猛攀升。而“富煤、缺油、少气”的能源赋存特征决定了我国必须把以煤代油作为战略选择。除通过煤炭液化技术可实现煤代油外，技术简单、成本低廉、易于推广的煤浆制备技术是实现煤代油的又一重要技术途径。一、水煤浆技术的产生与发展煤浆技术就是将煤炭粉碎到足够的细度后和流动介质混合搅拌制成浆体燃料以代替石油等液体燃料的一种新型煤基洁净流体燃料制备技术。流动介质水煤浆(coalwatermixture简称CWM、coalwaterslurry简称CWS或coalwaterfuel简称CWF)油煤浆是(coaloilmixture简称COM，由50%煤粉和50%的油混合而成)煤油水浆(coaloilwatermixture简称COW，由煤粉、油及10%以上水混合而成)甲醇煤浆(coalmethanolmixture简称CMM，由60%的煤粉和40%甲醇或甲醇水混合而成)水既是良好的流动介质，又廉价易得，用来制备煤浆最具应用前景。一、水煤浆技术的产生与发展水煤浆具有良好的流动性和稳定性，易于储存和管道输送，可以像石油那样泵送、雾化和稳定燃烧，可代替重油广泛用于各类工业锅炉、工业窑炉和电站锅炉。使用水煤浆和原煤直接燃烧相比，燃烧效率高、节能、环境效益好、燃烧过程更易于操作和控制。经过多年的研究和实践,水煤浆的制备、储存运输和燃烧技术得到了长足发展,美国、日本、瑞典和意大利等发达国家已经开始进入大型化和商业化应用阶段。我国从20世纪80年代开始进行水煤浆技术的研究和开发，现已形成了一套完整的研究开发体系，取得了大量研究成果和可以推广的成套技术。从最初的小型燃油锅炉和燃煤锅炉改造到目前在工业窑炉的成功应用和大型水煤浆电站锅炉的投产使用，水煤浆技术已经进入了全面推广时期。二、水煤浆的特点及分类水煤浆是由60%~70%的煤与39%~29%的水及少量添加剂经过磨碎和强力搅拌而成的两相流浆体。水煤浆的特点这种煤基流体燃料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，可以雾化燃烧，具备了类似重油的液态燃烧应用特点，可在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉上代油或煤、气燃用。二、水煤浆的特点及分类水煤浆作为固液两相流态燃料，在特性上既不同于固态的粉煤，也不同于作为纯流体的石油。1.主要特点水煤浆作为一种两相流态燃料，虽然具有流体的些特征，但在本质上和燃料油有着较大的区别。其流变特性受煤的表面性质、煤粉粒度分布、分散介质种类、可溶性矿物质离子、固体含量和添加剂等诸多因素的影响。一般情况下水煤浆表现为包括宾汉塑性体、胀性体、屈服假塑性体、假塑性体等多种特性的非牛顿流体，具有较高的表观黏度和较为稳定的剪切应力。水煤浆的流变性对其储存、运输、雾化以及燃烧性能都有较大的影响。流变性二、水煤浆的特点及分类水煤浆具有“剪切变稀”的特性，即在静止状态下具有，较高的表观黏度，有利于保持浆体的稳定，但在剪切作用下，表观黏度降低，有利于流动和雾化。这是因为剪切作用可以破坏水煤浆的网状结构体系，使得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。触变性二、水煤浆的特点及分类高浓度水煤浆在静止状态下表现出高黏度，但是受剪切作用后，则可变稀并具有良好的可雾化性。水煤浆雾化后的液滴不可能小于用于制浆的煤粒粒径，因此，制备水煤浆的煤粉粒度越细，则雾化性能越好。另一方面，水煤浆的雾化特性还受喷嘴结构的影响。喷嘴设计越合理，同样的水煤浆其雾化性能会越好。雾化性二、水煤浆的特点及分类水煤浆可以雾化燃烧，但由于其实质上是固液两相态流体，而可燃物质只是其中的固体煤炭颗粒，其雾化后的“液滴”实际上是固体煤炭颗粒表面附着一定水分的复合体，因此其燃烧特性既不同于煤粉燃烧，也不同于燃油雾化后液滴的燃烧。就水煤浆雾化后的单个“液滴”来讲，其燃烧过程要经过不等温加热、水分蒸发、挥发分析出和燃烧以及碳粒燃烧和燃尽四个阶段。由于水煤浆含有较多水分，水分的汽化导致水煤浆着火时间比煤粉燃烧要长，燃烧温度和烟气温度比煤粉燃烧要低。燃烧特性二、水煤浆的特点及分类水煤浆和煤粉燃烧一样，也会产生烟尘、SO2、NOx和CO2。烟尘主要包括灰渣和未燃尽的残炭。其特点是烟气里面有大量的水蒸气。水蒸气的存在通过对燃烧温度的影响继而可以影响NOx的生成，还可以通过其还原性气氛影响脱硫效果。环境特性二、水煤浆的特点及分类2.水煤浆的分类用途燃料水煤浆气化水煤浆精煤水煤浆精细水煤浆经济型水煤浆环保水煤浆原煤水煤浆原料煤的种类和制浆工艺二、水煤浆的特点及分类品种选用原料煤水煤浆特性用途精煤水煤浆洗精煤,灰分:<10%浓度:>65%;黏度:1000cP;稳定性:>3个月;发热量:18.8~20.9MJ/kg作为锅炉代油燃料精细水煤浆超低灰精煤,灰分:1%~2%浓度:50%~55%;黏度:<300cP;细度:<10μm作为内燃机、燃气透平燃料经济型水煤浆原生煤泥,灰分:15%~25%浓度:65%~68%;稳定性:>15天作为链条锅炉燃料浮选尾煤,灰分:>25%浓度:50%~65%;稳定性:3~5天作为沸腾炉或链条炉燃料气化水煤浆普通原煤,灰分:<25%浓度:58%~65%;稳定性:1~2天;黏度:1000cP;流动性较好;粒度偏粗,<200网目占60%左右作为德士古炉气化造气原料环保水煤浆制浆过程中加入脱硫剂浓度:>65%;黏度:(1000±200)cP可提高脱硫率10%~20%加入碱性有机废液浓度:50%~55%;黏度:<1200cP;稳定性:30天适合高硫煤地区锅炉用,脱硫效果好原煤水煤浆原煤,灰分:>20%,炉前制浆浓度:60%左右;稳定性:1天作为工业窑炉燃料水煤浆种类及品质特性三、水煤浆的制备及使用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。三、水煤浆的制备及使用从水煤浆的使用考虑，希望制得的水煤浆既要具有较高的浓度，又要有良好的燃烧特性、流动性和稳定性。但是，这些要求之间有些是相互制约和矛盾的。如粒度越细，雾化燃烧性能越好，但磨矿成本增加，堆积效率降低。提高浓度可以增加水煤浆热值和有利于水煤浆的稳定,但会引起黏度增大，流动性变差等。水煤浆制备关键技术有制浆用煤的选择、煤的粒度级配和添加剂。MEIKUANGKAICAI&QINGJIELIYONGGAILUN三、水煤浆的制备及使用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