水煤浆制备技术参数
水煤浆技术及其利用
水煤浆技术及其利用1 水煤浆技术及其利用水煤浆是由65％～70％的煤粉和29％～34％的水及1％左右的微量化学添加剂制备而成的浆体。
水煤浆是新型洁净环保燃料。
它的雾化性能好，可以稳定着火燃烧；和煤相比，它的燃烧效率高（一般均在98%以上），污染物排放低，储存运输方便且无污染,无自燃及火灾危险。
它既保留了煤的燃烧特性，又具备了类似重油的液态燃烧特点。
根据当前国家“煤代油”的能源发展战略，化工企业正在加快利用先进.环保的替代技术淘汰落后产能。
我国一些企业全套引进德士古技术，费用高达1.5亿元。
针对当前引进水煤浆技术投资费用高,而国内尚没有将油品为原料的装置改造为水煤浆生产装置的现状,一些企业开展了煤基多元料浆替代重油制合成气的工业化技术，实现了原料替代.1）水煤浆制备主要技术研究由于煤炭性质的特殊，给煤炭成浆性能的研究带来了一定的难度.当前国内外对水煤浆的研究大部分都是集中在应用方面，理论上还有待于深入。
为此，兖日水煤浆有限公司开展了“水煤浆制备主要技术”的研究.高质量的水煤浆要求浓度高、流变性好、稳定期长。
水煤浆技术是一个包括制备、储运、装卸、燃烧等项技术在内的系统技术.制备水煤浆的关键在于煤炭选择、磨矿粒度级配技术、添加剂的合理使用及适当的生产工艺.煤炭中的有机质是以多种复杂高分子化合物的混合物形式存在的,所以不能够客观地确定其化学结构。
煤种不同，即煤的体相、表面组成、表面形貌、内水含量、矿物质种类和含量均不同，制浆的难易程度也有很大的差异。
煤炭的灰分、挥发分、固定碳、内在水分、可磨性指数、氧碳比、氢碳比与燃料比等9个因数对于成浆浓度均有比较大的影响。
另外,煤炭中的无机质特别是水溶性无机盐对于制浆也有显著的影响。
制浆的时候,应当尽可能地选择煤化程度高、内在水分低、可磨性指数高的煤炭。
在制浆的过程中,煤炭的粒度分布是决定水煤浆浓度和流动性的重要因素.好的粒度级配可以使得添加剂与煤炭表面很好地吸附，从而提高煤炭的稳定性.添加剂的性能直接影响到水煤浆的浓度、粘度、稳定性等技术参数,而且如何选择添加剂对于制浆厂的生产和经济效益有着很大的影响,必须从经济性、适应性、安全性和广泛性几个方面综合予以考虑。
水煤浆
水煤浆定义
• 水煤浆具有良好的稳定性及流变性，可 广泛用于工业锅炉，电站锅炉，工业窑 炉代油燃烧，亦可作为气化原料，用于 合成氨，合成甲醇，合成尿素等化工项 目中。 • 以煤代油是国家的一项基本能源政策。 2001年7月27日经国务院批准，明确列 出了“水煤浆技术开发”为国家重点鼓 励和发展的技术和产业。
• （6）煤岩显微组分 煤中极性官能团主要 分布在镜质组中，因此，镜质组分高的煤 成浆性差。另外，丝质组分含碳高，一般 是多孔结构，孔隙大，导致煤的比表面积 大，最高内在水分含量高。
• （7）煤化程度 煤阶越低，孔隙率和比表 面积越大，内在水分越高，煤中氧碳比增 大，亲水官能团越多，HGI值减小，煤中可 溶性高价金属离子越多，煤的成浆性越差。 随着煤化程度的增加，煤的成浆性逐渐提 高。中等变质程度煤的理论成浆性好。 • 煤炭的成浆性还与制浆过程中添加剂的种 类及用量，制备方法（湿法或干法），级 配工艺（双峰级配，多峰级配或自然级配） 等都有关系。
水煤浆的燃烧性
• 1 煤质对水煤浆燃烧性的影响 • 2.流变性对水煤浆燃烧性的影响
1 煤质对水煤浆燃烧性的影响
• 水煤浆作为代油燃料，首先要具有高的热值，容易点火， 便于排渣，污染小。水煤浆的热值与煤阶，灰分，浓度有 关。煤阶越高，灰分越低，热值就越大。煤浆的高位发热 量与浓度的关系如下式所示 Qgr，ar=Qgr.d×c∕100－6（9×Wd（H）•c／100＋ 100－c） 式中Qgr，d——煤炭干燥基高位发热量，kJ/kg C——水煤浆质量分数，% Wd（H）煤炭干燥基氢含量，% 在水煤浆开发初期，由于考虑追求高热值和解决环保问题， 要求煤炭灰分为6%~10%,硫分低于1%。随着对煤浆性演 剧的深入，对此已有不同的见解。
2.流变性对水煤浆燃烧性的影响
水煤浆技术背景及应用介绍
水煤浆技术背景及应用介绍1.水煤浆概述水煤浆(CWM-Coal Water Mixture)代油燃烧技术,是20世纪70年代石油危机期间由煤炭洗选加工、管道输送普通浓度水煤浆和油煤浆加工技术的基础上发展起来的一项煤炭加工新技术。
水煤浆是由62-70%的煤粉、30-38%的水和少量添加剂混合的非均相液固悬浮液体，属于典型的非牛顿流体。
它是一种液态燃料，进入炉膛的燃烧方式和燃料油相似，即通过喷嘴将其雾化成液滴，液滴在高温烟气中蒸发水分，然后像煤粉燃烧那样，析出挥发分、燃烧和燃烬。
当用水煤浆作为燃料时，具有许多的优点，例如它具有很好的流动性、低污染、可以提高煤炭利用率等。
2.水煤浆的性质水煤浆和一般的煤泥水不同，它是一种燃料，必须具备下述性质：（1）为利于燃烧，水煤浆的含煤浓度要高，通常煤的质量分数为62-70%，水份为30-38%，体积质量为1.18-1.24 g/ml；（2）为便于泵送和雾化，粘度要低，通常要求在100s-1剪切率及常温下，表观粘度不高于1000-1200mPa.s，流速在40-80m/s；（3）为防止在贮运过程中产生沉淀，应有良好的稳定性，一般要求能静置存放30d不产生不可恢复的硬沉淀；（4）为提高煤炭的燃烧效率，其中煤粒应达到一定的韧度，一般要求粒度上限为300μm，其中小于μm（200网目）的质量不少于75%。
使水煤浆能满足其中单项性能并不难，但要同时满足各项要求有许多困难，因为有些性能间是相互制约的，例如，要使水煤浆中含煤浓度高，就不能多用水；水少了，又会引起粘度高，流动性差；要流动性好，粘度就应低，但粘度低又会使稳定性变差。
所以它的制备技术难度大，涉及煤化学、颗粒学、胶体学、有机化学及流变学等学科技术。
3.水煤浆制备及技术难点制浆方法有干法和湿法两种，目前主要用湿法。
湿法制浆工艺从原料上分为末精煤和浮选精煤制浆工艺两种；从制浆浓度上为高浓度湿法制浆、中浓度湿法制浆以及高中浓度两磨机级配制浆。
水煤浆制备工艺
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。
水煤浆添加剂开发方案
水煤浆添加剂开发方案水煤浆添加剂开发方案水煤浆水煤浆（CWS coal water slurry）是20世纪80年代初开发的一种煤基流体燃料，特点是污染低、效率高、流动性强，像油一样易于装卸储存及直接雾化燃烧。
它由质量分数为70％的干煤、29％的水和1％的化学添加剂构成，这种产品可以替代油、气等燃料，直接用于锅炉和工业窑炉，有关资料显示，2吨水煤浆可代替1吨的燃料油。
我国目前制备的水煤浆按制备水煤浆原料的性质约分为6种，如表1，水煤浆的主要技术指标如下：浓度，65%~70%；粘度，1000±200cP；煤炭最大颗粒粒径小于0.3mm，平均粒度，38～45μm；硫分< 0.5 %；灰分< 9.0 % ; 挥发分，28.02 %～34.53 % ；发热量, 18.84～19.26MJ/kg；稳定性，静止存放三个月不发生硬沉淀。
表1 水煤浆品质特性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%粘度：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%粘度：＜300cp细度：＜10μ作为内燃机、燃气透平燃料m经济型水煤浆原生煤泥灰分：15%～25%浓度：65%～68%，稳定性：＞15天作链条锅炉燃料浮选尾煤灰分：＞25%浓度：50%～65%，稳定性：3～5天作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，粘度：1000cp，流动性较好，粒度＜200目占60%左右作德士古炉气化造气用原料环保型水煤浆制浆过程中加入脱硫剂浓度：＞65%，粘度：1000cp±200 cp可提高脱硫率10%～20%加入碱性有机废液浓度：50%～55%，粘度：＜1200cp，稳定性：30天适合高硫煤地区锅炉燃用，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天作工业窑炉燃料水煤浆相对于油品的优势水煤浆作为一种代油燃料可以代替重油和原油用于锅炉和各种窑炉燃烧。
水煤浆制备技术
• 选煤 (脱灰、脱硫) • 破碎与磨矿（可用干法，亦可用湿法。） • 捏混与搅拌（捏混只是在干磨与中浓度湿磨工
艺中才采用） • 滤浆 （筛网）
工艺 • 干法制浆工艺 • 干、湿法联合制浆工艺 • 高浓度磨矿制浆工艺 • 中浓度磨矿制浆工艺 • 高、中浓度磨矿级配制浆工艺 • 浮选精煤或煤泥制浆 • 浮选精煤、水洗精煤联合制浆 • 超净煤精细高热值水煤浆 • 褐煤水煤浆
2、影响水煤浆稳定性的因素 • 煤质 • 浓度 • 流变特性和温度(流变参数：表观黏度、屈服
应力、触变性)
四、制浆用煤的选择
• 炼焦煤 • 低阶动力煤（三低、两高）
五、难制浆煤种成浆性的提高途径
1、配煤制浆 • 低阶动力煤成浆性差，水分高，发热量低，但
挥发分高，易点火燃烧，高阶动力煤则相反。 为获得浓度高、黏度低、稳定性好和易点火燃 烧的优质煤浆，将两种煤按一定比例混合起来
2、表面改性
• 加入一种提高煤表面疏水性的处理剂，同时还 起着封孔作用，降低低阶煤的比表面积。
3、添加剂的复配
• 添加剂的选择是水煤浆技术的关键。将几种添 加剂按一定比例配合，可提高水煤浆的性态均 匀，大大改善水煤浆的流动性和稳定性。
4、热处理
• 包括用过热水、热烟道气和直接烘烤等 方法对煤进行预处理。 通过热力作用使 煤的结构、组成和表面性质都发生有利 的变化
二、水煤浆的燃烧性
1、煤质对水煤浆燃烧性的影响
• 水煤浆作为代油燃料，首先要具有高的热值， 容易点火，便于排渣，污染小。
• 水煤浆的热值与煤阶、灰分、浓度有关。煤阶 越高，灰分越低，热值就越大。对于指定的煤 种， 水煤浆浓度是影响热值的主要因素 。
• 灰成分也是燃烧中一个主要问题，它直接关系 到灰熔点的高低，决定燃烧后灰渣排放 方式的 选择。炉渣的排放有固态排渣和液态排渣两种。
水煤浆工艺技术要求
水煤浆工艺技术要求水煤浆是一种将煤进行细碎、干燥、磨制和水分散后所得到的高浓度悬浮体，广泛应用于燃烧、发电、炼铁、化工等领域。
水煤浆工艺技术是指将煤炭加工成水煤浆所需要的各种工艺流程和技术要求。
水煤浆工艺技术的要求主要包括以下几个方面：1. 煤炭处理要求：煤炭需进行细碎、干燥和磨制处理，确保煤炭颗粒尺寸适中，水分含量适当，煤炭粉末细度满足要求。
煤炭的品质也需要符合相关标准。
2. 水煤浆配制要求：水煤浆的配制需要根据实际需要调整煤浆的含固率、细度和黏度等参数。
一般来说，水煤浆的含固率可控制在40%~70%之间，细度要求在20μm以下，黏度需要在1000~3000cp之间。
3. 水煤浆搅拌要求：搅拌是制备水煤浆的关键步骤，搅拌过程需要充分混合，确保煤粉和水分均匀分散，并且控制搅拌的时间和速度，避免煤浆产生泡沫和结块。
4. 水煤浆稳定要求：稳定性是水煤浆的重要指标，稳定的水煤浆可以长久保存和输送。
稳定性要求水煤浆具有较好的抗沉降、抗离析和抗絮凝性能。
5. 水煤浆输送要求：水煤浆需要通过管路输送到相应的使用地点，输送过程中要求煤浆保持稳定，防止沉降、离析和泄漏等现象发生。
输送管道的材质和布置也需要符合要求。
6. 水煤浆燃烧要求：水煤浆作为一种燃料，在燃烧过程中需要满足一定的燃烧性能指标，如燃烧稳定性、燃烧效率和环境排放等。
燃烧设备的选择和调整也需要根据水煤浆的特性进行相应的优化。
7. 煤炭质量控制要求：水煤浆生产过程中需要对原料煤炭进行质量控制，确保水煤浆的质量稳定可靠。
质量控制包括煤炭的选择、质检、配煤等环节。
8. 安全和环保要求：水煤浆工艺技术要求必须符合相关的安全和环保标准，避免对人员和环境造成潜在的危害。
总之，水煤浆工艺技术要求涉及煤炭处理、水煤浆配制、搅拌、稳定性、输送、燃烧、质量控制、安全和环保等方面。
这些要求旨在确保水煤浆的性能稳定可靠，达到预期的燃烧效果，并保证生产和使用过程中的安全和环保要求。
水煤浆制备技术
2.3 水煤浆制浆工艺
2.3.1 制浆工艺的主要环节及功能 水煤浆制浆工艺通常包括选煤、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。 （1）选煤 目的：满足用户对水煤浆灰分、硫分与热值 目的 的要求。
方法： ①普通水煤浆，是在制浆前采用一般的 选煤方法，制浆原料煤的灰分一般在９％左 右。 ②精细水煤浆，一般要经过两次选煤， 第一次是常规的选煤方法，把灰分降到９％ 左右，然后再超细粉碎，使煤中矿物质和可 燃体充分解离，再用特殊的方法使煤的灰分 降到１％左右。 ③高灰水煤浆，制浆原料本身就是经 过洗选的尾煤，不用洗选。
二、水煤浆的燃烧性 1、煤质影响 、 灰分：6%~10%，硫分<1%，挥发分：30%以上
2、流变性影响 、 黏度随流动速度和温度而变化 流变性用于描述非均质流体的流动特性，它是影响水煤 流变性用于描述非均质流体的流动特性， 浆储存的稳定性、输运的流动性、 浆储存的稳定性、输运的流动性、雾化及燃烧效果的重 要因素，一般用剪切应力-切变率关系来表示 切变率关系来表示， 要因素，一般用剪切应力 切变率关系来表示，常用参数 为黏度。 为黏度。 水煤浆属于非牛顿流体， 水煤浆属于非牛顿流体，它的黏度随流动时的速度梯度 (即剪切速率 的大小而变。 即剪切速率)的大小而变 即剪切速率 的大小而变。 为了便于利用，在不同的剪切速率或温度下， 为了便于利用，在不同的剪切速率或温度下，要求水煤 浆能表现出不同的黏度值。 浆能表现出不同的黏度值。 当其静止时，要求其表现出高黏度，以利于存放； 当其静止时，要求其表现出高黏度，以利于存放； 当其受到外力，则能迅速降低黏度， 当其受到外力，则能迅速降低黏度，体现出良好的流动 也就是具有良好的触变性，或者说是“剪切变稀” 性，也就是具有良好的触变性，或者说是“剪切变稀” 的特性。 的特性。 水煤浆还需要类似于油的黏温特性，升温后， 水煤浆还需要类似于油的黏温特性，升温后，黏度明显 降低，易于雾化，可以提高燃烧效率。 降低，易于雾化，可以提高燃烧效率。
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水煤浆制备技术参数
一、热风炉制浆的煤质指标：
煤种热值挥发份灰份含硫量灰熔点
烟煤>5800大卡/kg >28 <10 <0.5 >1300℃
二、成浆指标：
粒度：200目筛余10-20%
浓度：50%-60%
流动性：<120S
稳定性：放置48小时无硬沉淀
三、产量计算：
泥浆含水率为33%-38%，以35%计算，粉料含水率5%-8%。
以6%计算。
标准煤的热值约为5000～7000大卡/公斤，水煤浆浓度按55%计算，喷干塔单位热耗850大卡/公斤水：
1*（35%-6%）*850*1000=246500kcal/kg
1吨泥浆需：5500*55% =81.5公斤（水煤浆）1吨粉料需：81.5/（65%+6%）=114.8公斤（水煤浆）
SD8000喷干塔2台，粉料产量20T/H
二台喷干燥塔每天产粉量为：
40*24=960吨。
二台喷干燥塔每天共需水煤浆：
114.8×960=110.2吨。
选用40T球磨机,球磨时间8小时，装卸料时间2小时，实际每球装煤量为20吨，需球磨机数量为:
110.2×0.55÷20×10÷24=1.26台,
圆整取2台,设备利用系数为63%。
选用直径为6米的浆池容积为100m3,需数量为:
110.2÷1.15=95.8m3，煤浆池储存量为二天，选直径为6米的浆池2个。
选用10立方喂料机1台，每次喂料时间为40～60min。
佛山市卓达豪机械有限公司 2012-11-6。