水煤浆分级、分类
分级研磨低阶煤高浓度水煤浆制备技术分析
分级研磨低阶煤高浓度水煤浆制备技术分析低阶煤高浓度水煤浆是一种被广泛应用的燃料形式，其制备技术也是煤化学、煤炭加工、能源领域的研究热点之一。
在制备过程中，分级研磨是实现水煤浆高浓度化的重要步骤之一。
本文将从分级研磨低阶煤高浓度水煤浆制备技术方面进行相关分析。
低阶煤指的是煤质较差、含水率高的煤种，一般情况下，其含水率可达到30%以上。
而高浓度水煤浆则是指在低阶煤的基础上，通过研磨、筛分等加工工艺，将煤炭中的水分含量降至10%以下的煤浆。
高浓度水煤浆制备主要有以下几个步骤：1. 采集低阶煤，进行干燥处理，使其含水率降至20%以下；2. 初级研磨，将干燥后的煤粉进行粗磨，一般采用球磨机等设备，使煤粉的粒径大致在1mm左右；3. 分级研磨，将初级研磨后的煤粉进行二次研磨，并根据粒径分布不同，分别选取适当的筛网进行筛分；4. 选择最细的煤粉进行进一步的细磨和过筛，直至粒径达到小于10μm，制成高浓度水煤浆。
二、分级研磨工艺分级研磨是指对粉煤进行分级、筛分之后，再进行一次研磨的过程。
其目的是进一步降低煤粉的粒径，提高水煤浆浓度，同时减少能耗和磨磨损。
常用的分级研磨设备有离心磨机、气流磨机、射流磨机等。
1. 离心磨机离心磨机采用高速旋转的离心力，将煤粉在磨盘内快速研磨，达到分级研磨的效果。
该设备具有以下优点：（1）煤粉在磨盘内旋转的过程中，因离心力的作用，煤粉与磨盘产生的摩擦力、碰撞力等作用，使煤粉粒度更加细小；（2）离心磨机的工作效率高，能够一次性完成煤粉的分级以及细磨的工作，提高了生产效率；（3）离心磨机在工作过程中，能够减少磨损程度，延长磨机使用寿命。
2. 气流磨机气流磨机是以气流作为磨煤的力量，通过气流磨盘产生的高速气流，使煤粉在磨盘内迅速研磨，达到分级研磨的目的。
该设备的优点是：（1）煤粉在气流的作用下，具有比较好的流动性，能够在磨盘内均匀分布，磨磨效果更加稳定；（2）煤粉的研磨过程中，不会产生机械摩擦，对煤质造成的损伤较小；（3）气流磨机没有旋转部件，工作过程中噪音小、维护较简单。
水煤浆产品及分类
水煤浆产品及分类
一、高浓度水煤浆CWM（Coal Water Mixture）
由平均粒径小于0.06mm且有一定级配（不同粒径的配比）细度的煤粉与水混合，浓度在60%以上，黏度在1500mPa〃s以下，稳定性在一个月内不产生应沉淀（沉淀后经搅拌无法复原），可长距离泵送、雾化直接燃烧的浆状煤炭产品。
主要用于冶金、化工、发电行业的代油燃料。
需要说明的：水煤浆的浓度是指浆中含绝对干煤的质量分数。
水煤浆浓度中所指水量包括原煤的水分和制浆过程中加入的水量。
通常制浆用煤已经含有5%~8%甚至更多的水分，制浆过程中加入的水量是浆的浓度水量与原煤水分的差值。
二、中浓度水煤浆CWS（Coal Water Slurry）
由平均粒径小于0.3m m且有一定级配细度的煤粉与水混合，煤水比为1:1左右，具有
较好的流动性和一定稳定性，可远距离泵送的浆状煤炭产品。
主要适用远距离管道输送，可终端脱水浓缩燃烧。
三、精细水煤浆（UItra-CIean Micronized Coai-Watr
Fuel）
用超低灰（Ad＜1%）精煤经过超细磨碎，粒度上限在44μm以下，平均粒度小于10
μm，浓度约50%，表现黏度在剪切速率为100s-1时，小于400mPa〃s。
是重柴油的一种代替燃料，可用于低速柴油机、燃气轮机直接代油使
用。
四、利用洗煤厂生产过程中的煤泥，保持55%左右的浓度就地
应用的浆状煤炭燃料。
多
用于工业锅炉掺烧使用。
水煤浆的种类和用途见表5-1.
表5-1 水煤浆的种类和用途。
分级研磨低阶煤高浓度水煤浆制备技术分析
分级研磨低阶煤高浓度水煤浆制备技术分析分级研磨是指将原料煤炭按照粒度大小进行破碎和分级，以提高浆化性能和提高煤的利用率。
研磨过程中，会产生大量细粉，如果不进行分级处理，会导致细粉堵塞水煤浆管道、增加能耗和损耗等问题。
分级研磨是水煤浆制备中的重要环节。
分级研磨低阶煤的关键技术是选择合适的分级设备。
常用的分级设备有气流分级器、旋流分离器、离心分级器等。
气流分级器通过气流的力量将破碎的颗粒按照粒度大小进行分级，适用于颗粒粒度较小且要求较高的分级。
旋流分离器是利用涡流的力量对颗粒进行分离，适用于颗粒较大的分级。
离心分级器是利用离心力对颗粒进行分离，适用于颗粒大小和粒度分布范围较大的分级。
在分级研磨低阶煤过程中，还应注意破碎和分级的顺序。
一般来说，先进行破碎，再进行分级。
因为破碎后的颗粒大小不均匀，需要进行分级，以便获取符合要求的粒度范围。
分级研磨低阶煤之后，可以进行高浓度水煤浆的制备。
高浓度水煤浆制备技术的关键是选择合适的浆化剂和浆化过程。
常用的浆化剂有聚合物、表面活性剂等。
浆化过程包括浆化时间、浆化温度、浆化剂用量等方面的控制。
浆化剂的选择和浆化过程的控制对水煤浆的稳定性和流动性影响较大。
高浓度水煤浆的优点是煤炭资源利用率高、燃烧效率高、燃烧产生的有害气体排放量较少等。
高浓度水煤浆的制备工艺相对复杂，需要综合考虑研磨、分级、浆化等环节的影响因素，以获得稳定性好、流动性好的高浓度水煤浆。
分级研磨低阶煤高浓度水煤浆制备技术是一项技术复杂、投资大、风险较高的工艺。
通过合理选择分级设备、控制好破碎和分级顺序、选择合适的浆化剂和控制浆化过程，可以实现低阶煤高浓度水煤浆的制备，从而实现煤炭资源的高效利用。
洁净煤技术——第4章 水煤浆
煤的成浆性
❖ 超声波强化
在制浆过程中，利用超声波辐照的分散作用，可以使煤浆中的煤粒团聚状态 由大粒子簇向小粒子簇转变；利用超声波辐照的空化作用能够破碎煤浆中的 煤粒, 使其由大粒子向小粒子转变；利用超声波辐照的扩孔作用,可以使煤的 真密度的减小。因此，通过超声波处理，煤炭的成浆性能得到很大程系统工程
第一节 煤的成浆性
煤的成浆性
一、成浆性的评定
煤的成浆性是指将煤制备成水煤浆的难易程度。煤的成浆性一般 可以用所制煤浆在常温下，剪切速率为l00s-1表观黏度达l000mPa•s时 煤浆浓度来衡量，即在此条件下，煤浆的浓度越高，该煤成浆性越好。
影响煤炭成浆性的因素有：空气干燥基水分Mad，干燥基灰分Ad， 干燥无灰基挥发分Vdaf，哈氏可磨性指数HGI，空气干燥基C、H、O、N 等。张荣增教授采用逐步回归分析方法，对煤炭成浆性的影响因素进 行了研究，剔除了其中不显著因素，建立了制浆浓度C%与煤的Mad、 HGI、O（有氧数据时）的最优回归方程，以及制浆浓度C%与煤的Mad、 HGI的最优回归方程，提出了评定烟煤成浆性难易指标D（D值越大，成 浆性越差）和可制浆浓度C，并建立了成浆性难易指标D和可制浆浓度C 的经验模型。
❖ 广泛性 水煤浆适用于各种工业锅炉，电站锅炉，采暖锅炉及冶金 行业的加热炉、均热炉、炼铁高炉，建材行业的隧道窑、干燥窑、 烧结窑，化学行业的回转炉、玻璃窑等。
概论
三、国内外水煤浆技术发展简况
我国水煤浆的研究晚于发达国家。 自1981年起我国水煤浆技术的开发，连续被列为国家“六五”、 “七五”重大科技攻关项目。在“六五”实验室阶段开发研究的基础 上，“七五”、“八五”水煤浆技术开发的重点转 移 到建立相当规模 的水煤浆制备、燃烧、气化等工业应用示范工程体系上，已开始步入 工业化 实用阶段，可以大面积推广应用。 我国的水煤浆制备技术已达到国际水平，产品具有良好的稳定性 和流动性，能满足燃烧雾化的需求，到目前为止，建立了多个具有相 当规模的制浆厂，如衮州厂(中日合资)、北京厂(中瑞合作建设)、枣庄 八一厂，年生产能力均为250000t，还建立了质优价廉的添加剂厂。
水煤浆煤气化粗渣水流分级提炭分质
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 3 期水煤浆煤气化粗渣水流分级提炭分质高增林，张乾，高晨明，杨凯，高志华，黄伟（太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室，山西 太原 030024）摘要：煤气化渣提炭分质是实现其减量化、无害化、资源化利用的关键。
本文以榆林地区气化粗渣为原料，利用自研的水流分级装置，研究了粗渣直接水流分级与先湿法筛分再水流分级组合的提炭分质特性。
结果表明：水流分级能够高效实现粗渣中的炭灰分离，通过调整水流速和叶轮转速，所得浮渣烧失量最高可达43.16%，尾渣烧失量则低至6.63%。
先湿法筛分再水流分级组合能够进一步提高粗渣中炭的回收，尤其是对于0.5~0.18mm 粒级样品，其烧失量可提高至70.05%，该方法相对于直接水流分级其可燃体回收率和综合效率均显著提高。
对粗渣及水流分级所得样品微观结构分析发现，残炭颗粒多呈不规则形状，表面粗糙且孔隙发达，灰颗粒则主要为大小不一的熔融球体和不规则的表面光滑且致密的颗粒。
密度测定结果表明，分级样品的残炭含量越高，其密度越小。
关键词：煤气化渣；粗渣；水流分级；筛分；残炭；密度中图分类号：TQ530 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）03-1576-08Extraction and separation of carbon from coal water slurry gasificationcoarse slag by waterflow classifierGAO Zenglin ，ZHANG Qian ，GAO Chenming ，YANG Kai ，GAO Zhihua ，HUANG Wei(State Key Laboratory of Clean and Efficient Utilization of Coal-Based Energy, Taiyuan University of Technology, Taiyuan030024, Shanxi, China)Abstract: Extraction and separation of carbon from coal gasification slag is the key to realize its reduction, harmless and resource utilization. This paper takes Yulin gasification coarse slag as raw material and uses the self-developed waterflow classifier, to study the carbon extraction and separation from coarse slag combined with direct waterflow classification and first wet screening and then waterflow classifier. The results showed that the waterflow classifier can effectively achieve the separation of carbon and ash in the coarse slag. By adjusting the water flow velocity and impeller speed, the highest loss on ignition of the floating slag can reach 43.16%, and the loss on ignition of the tail slag can be as low as 6.63%. The combination of wet screening and waterflow classifier can further improve the recovery of carbon in coarse slag, especially for 0.5—0.18mm medium-size samples, the loss on ignition can be increased to 70.05%, this method was significantly higher than the direct waterflow classifier combustible recovery and comprehensive efficiency. The microstructure analysis of products obtained from coarse slag and waterflow classifier showed that the residual carbon particles were mostly irregular in shape, with rough surface and developed pores, while the ash particles were mainly molten spheres of different sizes研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0407收稿日期：2023-03-17；修改稿日期：2023-06-24。
水煤浆
更小的颗粒充填，以保证煤粒间应能产生较高的堆
积效率（一般>70%），以形成空隙最少的堆积。
（4）水煤浆的水分
直接影响水煤浆的发热量和流变特性；
包括制浆用煤本身的内在水分和制浆时添加 的水分； 同样浓度的水煤浆，内在水分越大，可以充 当分散介质的自由水越少，水煤浆黏度就越 大。
（5）水煤浆的稳定性
评价稳定性的方法：沉降法、粘度法和综
合法三大类，
我国主要应用探测法。探测法是沉降法的
一种。
探测法因其简便、适用，在实验室及生产
中均可采用。
简单的做法：将煤浆存放不同时间后，利
用棒或棍人工探测煤浆的状况，据此将稳 定性分为 A、B、C、D 四级。
经存放不发生硬沉淀的煤浆，其稳定性就
添加剂的分子作用于煤粒与水的界面，可
减少水煤浆流动时的内摩擦，降低粘度， 改善煤粒在水中的分散，提高水煤浆的稳 定性。
添加剂的用量通常为煤量的1%左右。
常用的添加剂有两种：分散剂和稳定剂。
水煤浆添加剂
分散剂 稳定剂
消泡剂
调整剂
（1）分散剂及其作用机理
分散剂是最重要的添加剂，其主要用途是使 CWM 具有良好的流变特性：
超细超低灰煤浆
煤粒<10μm，
灰分<10%，浓度 50%
代油做内燃机燃料
高、中灰水煤浆
超纯煤浆 原煤煤浆 脱硫型水煤浆
灰分20%~50%，
浓度50%~65% 煤浆灰分 0.1%~0.5% 原煤就地，炉前制 加脱硫剂
供燃煤锅炉
供燃油或燃气锅炉 燃煤锅炉或工业窑炉 供燃煤锅炉
水煤浆技术
——水煤浆使用性能和评价方法
非熔渣熔渣水煤浆分级气化过程中矿物质变化的研究
非熔渣熔渣水煤浆分级气化过程中矿物质变化的研究引言：水煤浆分级气化是一种重要的清洁能源技术，能够高效利用煤炭资源，减少污染物排放。
矿物质在水煤浆分级气化过程中的变化对气化反应的效率和产物的组成有着重要影响。
因此，研究非熔渣熔渣水煤浆分级气化过程中矿物质的变化，对优化气化工艺和提高能源利用效率具有重要意义。
1. 矿物质在水煤浆分级气化过程中的存在形态水煤浆分级气化是将煤炭和水混合后进行破碎、分级得到所需粒度的水煤浆，然后通过高温高压下的气化反应得到合成气。
在气化过程中，矿物质的存在形态有着重要的影响。
一般情况下，矿物质存在于煤炭中的有机结构中或以自由矿物粒子的形式存在。
在水煤浆分级气化过程中，部分矿物质会通过磨煤机的破碎作用被释放出来，并保留在水煤浆中，另一部分矿物质则以自由的形式存在于水煤浆中。
了解矿物质的存在形态，有助于进一步研究其变化规律。
2. 矿物质变化机理矿物质在气化过程中的变化主要包括物理变化和化学变化两种方式。
物理变化是指矿物质的尺寸、形貌和比表面积的改变，而化学变化则是指矿物质的元素组成和结构发生的变化。
在水煤浆分级气化过程中，煤中的矿物质首先经过破碎、分级等处理，使其尺寸降低，比表面积增大。
这种物理变化有利于气化反应的进行，因为增大的表面积有助于反应物的接触和传质。
同时，矿物质在高温高压下还会发生化学变化。
气化过程中的高温条件促使矿物质发生熔融和氧化还原反应，其中一些矿物质会被还原为金属元素或生成气体，如CO2和H2O。
这些反应进一步推动了气化反应的进行。
3. 影响矿物质变化的因素矿物质在气化过程中的变化受多种因素的影响，其中主要包括温度、压力和气氛等因素。
首先，温度对矿物质的变化起着重要作用。
高温条件下，矿物质的熔点会降低，促使其发生熔融和氧化还原反应。
适宜的温度可以提高反应速率和转化率，但过高的温度可能导致矿物质嵌入灰渣中，降低气化效率。
其次，压力对矿物质的变化也具有影响。
高压条件下，矿物质的相对稳定性增加，使得矿物质更难以发生变化。
非熔渣熔渣水煤浆分级气化反应动力学研究
非熔渣熔渣水煤浆分级气化反应动力学研究水煤浆是一种水和煤混合而成的燃料，它具有高热值、低灰分、低硫分等优点，被广泛应用于燃烧和气化领域。
其中，非熔渣熔渣水煤浆分级气化技术是一种高效的煤炭清洁利用技术。
本文将探讨该技术在反应动力学方面的研究进展，提供相关理论基础和实验结果。
在非熔渣熔渣水煤浆分级气化反应过程中，煤炭颗粒先通过分级气化装置，分成两部分：大颗粒和小颗粒。
大颗粒通过一级气化，小颗粒通过二级气化。
这种分级气化的方式利用了不同颗粒大小的煤炭在反应过程中的差异，提高了气化效率和产气质量。
研究表明，非熔渣熔渣水煤浆分级气化反应动力学受多种因素影响。
其中，温度、压力、反应时间和气化剂流速等因素对反应速率和产气组分有显著影响。
在适宜的反应温度和压力范围内，反应速率随着温度和压力的升高而增加。
反应时间的延长有利于提高气化率，但过长的反应时间会导致产物气中产生一些不稳定组分。
气化剂流速的增加可以提高反应速率和煤炭气化程度，但增加过大则容易引起反应器内的颗粒流动问题。
此外，非熔渣熔渣水煤浆的成分也对反应动力学产生影响。
研究发现，气化剂中的CO2含量增加，可以提高气化速率和产物气中氢气的比例。
而气化剂中加入水蒸气则有助于降低反应温度，提高产气质量。
为了深入了解非熔渣熔渣水煤浆分级气化反应动力学，许多研究采用了热重-质谱联用技术、等温性质测试以及动力学模型拟合等方法。
通过实验和理论模型的结合，研究人员可以获得控制反应速率和产品组成的关键参数，为优化分级气化工艺参数提供依据。
总的来说，非熔渣熔渣水煤浆分级气化反应动力学研究为清洁能源的开发和利用提供了重要的理论基础。
进一步研究该领域的反应机理、动力学特性和影响因素将为实际工程应用提供更有效的指导，推动水煤浆气化技术的发展。
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中华人民共和国水煤浆技术条件国家标准GB/T18855—2002
水煤浆的技术要求和测定方法
煤浆的种类
煤浆是70年代石油危机中发展起来的一种新型低污染代油燃料。
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。
被称为液态煤炭产品。
不同的煤浆产品是根据煤与不同流体的混合来命名的：
（1）油煤浆（coal oil mixture简称COM）——50%煤粉和50% 的油的混合物。
（2）煤油水浆（coal oil water mixture简称COW）——煤粉、油及10% 以上水的混合物。
（3）水煤浆（coal water mixture简称CWS或coal water fuel简称CWF或coal water mixture简称CWM）——60%~70%的煤粉与40%~30%的水及少量添加剂的混合物。
根据原煤的灰分高低又可分为超低灰、低灰、中灰和高灰煤浆。
其中高灰煤浆
又叫做煤泥水煤浆，它是用洗煤泥与水混合而成，可作为矿区工业锅炉替代优
质煤的代用燃料。
（4）煤-甲醇混合物（coal methanol mixture简称CMM）——60%的煤粉和40%甲醇或甲醇水的混合物。
此外，还有石油焦浆（石油焦为低灰高热值的石油残渣），石油焦浆又可分为石油焦浆油混合的油焦浆和水与石油焦混合的水焦浆。