4-水煤浆技术.ppt

1、第四章 水煤浆技术,主要内容,水煤浆技术的主要内容及工业应用范围 国内外水煤浆技术发展的历史和现状（了解） 水煤浆技术的基本原理和关键技术 水煤浆技术的初步评价（了解）,1、水煤浆技术的基本内容和工业应用范围,定义 水煤浆： 用一定级配细度的煤粉与水混合成的，具有一定稳定性和流动性，可以长距离泵送的浆状煤炭产品。 高浓度水煤浆：用一定级配细度的煤粉（平均粒径为0.06mm以下）与水混合成的，浓度在60以上，粘度在1500cp以下，稳定性在一个月内，可长距离泵送、雾化直接燃烧的浆状煤炭产品。,1、水煤浆技术的基本内容和工业应用范围,定义 普通浓度水煤浆： 用一定级配细度的煤粉（平均粒径在0.3m

2、m以下）与水混合成的，具有较好的定稳定性和流动性，可以长距离泵送的浆状煤炭产品。煤水比为1：1左右，又称中浓度水煤浆。 煤泥浆：采用选煤厂生产过程中产生的煤泥保持一定浓度（55左右）的浆状煤炭燃料。 精细水煤浆：用超低灰精煤经过超细磨碎制成的水煤浆，是重柴油的一种替代燃料。要求原料煤的灰分小于1，粒度上限在44，平均粒度10。精细水煤浆的浓度约为50。,1、水煤浆技术的基本内容和工业应用范围,不同水煤浆在工业上的应用 高浓度水煤浆： 是低灰分优质水煤浆。主要应用于冶金、化工、发电行业。 中浓度水煤浆：一般不加添加剂，按一定级配粒度制成。发电行业。 煤泥水煤浆：一般是利用矿区或选煤厂产品就地制浆

3、就地应用。发电行业。 超低灰水煤浆：一般要求灰分在1左右；浓度50以上。主要用于燃气轮机、慢速柴油机，直接代油使用。,1、水煤浆技术的基本内容和工业应用范围,水煤浆系统技术的主要内容,1、水煤浆技术的基本内容和工业应用范围,水煤浆系统技术的主要内容,2、国内外水煤浆技术发展的历史和现状（了解）,我国高浓度水煤浆技术发展情况 第一阶段：技术开发攻关 1983年受国家科委委托，由煤炭部牵头，组织了以中国矿业大学北京研究生部，浙江大学，“五二”所和北京造纸一厂，使用抚顺胜利和枣庄八一制浆厂的水煤浆进行了长时间工业应用试验，取得突破性进展。 第二阶段：生产工艺研究 北京造纸一厂是国家计委指定的工业应用

4、示范点，在该厂进行整个系统燃用水煤浆试验，是国家计委和国务院煤代油专用资金办公室的要求该厂在20th锅炉燃用水煤浆工业应用实验成功，并通过了国家级鉴定的基础上，对60th锅炉也进行了多次燃烧试验。对全厂进行了改烧水煤浆的工程系统改造，60th锅炉经改造后全部燃用水煤浆，带3台1500kw背压发电机组并供应全厂用汽汽压由原来的低压(13)提高到中压(25)。 桂林钢厂轧钢加热炉、莱芜钢厂大型锻造加热炉是冶金系统水煤浆燃烧示范工程试烧结果表明：水煤浆燃烧完全可以满足轧钢加热炉的加热温度和加热工艺要求，水煤浆系统操作方便，运行可靠，燃烧e8结构简单，调节灵活，雾化及燃烧效果良好，水煤浆燃烧可以实现快

5、速冷炉点火、温升快，水煤浆燃烧效率98.5以上，大大降低了能耗：水煤浆燃烧可以控制环境污染，改善工人的劳动环境,第三阶段：大型化、系列化、示范推广阶段,3、水煤浆技术的基本原理和关键技术,工业用水煤浆制备的基本要求： 1良好的流变特性，适应不同运输和燃烧情况要求： (1)在储存时，能形成一定的结构化，表现为高粘度，以防止沉淀 (2)在流动输送时，其粘度能迅速降低，有良好的流动性。长输管送时，要求浆的表观粘度在1001秒切变率时，不高于800MPas(厘泊) (3)在燃烧时，其粘度能迅速降低，易雾化，以利于提高效率，水煤浆有类似水一样的粘温特性，温升后，其粘度明显降低。作为燃烧用浆，要求在100

6、 1秒切变率时表观粘度不高于1000MPas 2良好的稳定性和触变性， 以保证大规模生产将储存运输需要： (1)稳定性好：即指在水煤浆体中固体煤炭颗粒保持均匀分散悬浮状态的性质。稳定性好的水煤浆在储存时不会发生硬沉淀，在运送过程中，不发生沉淀。当发生软沉淀时，沉淀物经搅拌即可恢复原态。工业应用上要求不许出现板结状硬沉淀， (2)触变性好：水煤浆在储存时有良好的结构化特性，但给以外力产生剪切或被搅拌、泵送、触动时，能迅速降低粘度而具有良好的流动性一旦剪切或外力消除或减小，流体本身即开始恢复原有的结构。 3具有合理粒度分布特性：保持水煤浆不同可怜粒径的比例与分布达到较高的堆积效率和浓度。,3、水煤

7、浆技术的基本原理和关键技术,水煤浆制备的通用原则流程,添加水和 药剂,洗选将压,装罐、储存,捏泥搅拌,原煤准备,熟化加工,磨碎级配,分级破碎,外运、加工,3、水煤浆技术的基本原理和关键技术,几种主要制浆工艺 根据上述原则流程，按照不同煤种，不同用户及添加剂性能要求，可以组合成下列主要制浆工艺： 干法制浆、湿法制浆、干湿混合制浆、 高浓度磨矿、中浓度磨矿、高中浓度混合 磨矿,3、水煤浆技术的基本原理和关键技术,水煤浆制备的关键技术 原料煤成浆及煤种选择技术 磨矿级配技术 制浆用添加剂技术,3、水煤浆技术的基本原理和关键技术,水煤浆燃烧应用的基本原理 水煤浆燃烧不同于煤或煤粉及石油、天然气的燃烧，

8、而是煤水混合物的雾化燃烧，是一种特殊的燃烧方式，其燃烧过程可分为五个阶段： 第一阶段：蒸发水分预热及雾化； 第二阶段：快速加热水分完全蒸发，煤浆颗粒结团； 第三阶段：水煤浆的挥发分气化开始点火，及一般的形成火焰阶段； 第四阶段：强力燃烧阶段，水煤浆的煤颗粒内水和附着水份发生水爆现象并伴有水煤气反应； 第五阶段：燃尽阶段,3、水煤浆技术的基本原理和关键技术,水煤浆燃烧应用的相关技术 喷嘴与雾化技术 锅炉本体改造技术 卫燃带技术、提高空气预热稳定、炉低风特殊清灰射流技术、预燃室燃烧技术、前置燃烧室、液态排渣技术、反吹风技术等 冶金窑炉燃用水煤浆技术,3、水煤浆技术的基本原理和关键技术,水煤浆技术的

9、环境效益分析 在煤的洗选降灰过程中，进行了分级磨碎，为选出煤中SO2、硫铁矿及其他有害杂质成分颗粒，提供了条件； 水煤浆在运输与储存过程中都采用密闭罐装，减少了在装储过程中的损失和污染； 水煤浆燃烧应用过程中，炉膛燃烧温度比烧油和烧煤粉的燃烧温度低（100左右），这可以大大减少 SO2分离析出。其燃烧方式还有利于对NOX生成量的控制。 由于水煤浆煤颗粒都属于细颗粒，在使用石灰石等固硫剂时，可以提高固硫效果。,3、水煤浆技术的基本原理和关键技术,水煤浆装储技术的要求 在容器内设有搅拌器，以保证其触变性。 避免混入其他任何水，以防破坏添加剂与煤颗粒表面的离子亲合作用，而产生沉淀。 各种不同煤种、不

10、同规格煤浆（浓度级配要接近），一般情况下可以混装，但对水煤浆使用的药剂和水质要进行试验分析，以避免破坏浆体中药剂与煤表面间的物理化学性质变化。,3、水煤浆技术的基本原理和关键技术,水煤浆运输（3种形式） 罐车运输 水上运输 管道运输 管道运输的应用范围：适合高浓度和中浓度水煤浆。上述两类煤浆性质不同，相应的管道输送工艺有一定差别。 管道运输的优点：运量大、管道埋设在地下占地少、不受气候条件影响、对复杂地形适应性强、密闭输送不污染环境、长距离输送运费低及易于实现全线自动控制。20世纪50年代，长距离煤浆管道运输实现了商业化。 管道运输系统：主要由泵站和管线组成，通过加压泵站将水煤浆输送一定距离。对长距离管线，中间要设