制备水煤浆的工艺过程
水煤浆气化工艺原理
热效率是评价整个煤气化过程能量利用的经济技术指标。气化效率侧重于评价能 量的转移程度，即煤中的能量有多少转移到煤气中; 而热效率则侧重于反映能量 的利用程度。
比煤耗
比煤耗=单位时间内消耗的干煤量/单位时间生产（CO+H2）量，单位kg/km3(标态) 比氧耗
比 氧耗 = 单 位 时 间内 消 耗 的 氧气 量 /单 位 时间 生 产 （CO+H2 ） 量 ， 单位 m3( 标 态)/km3(标态)
➢二次反应：
C+ CO2→2CO 2CO + O2→2CO2 CO+ H2O→H2 + CO2 CO+3H2→CH4 + H2O 3C+2H2O→CH4 + 2CO 2C+ 2H2O→CH4 + CO2
Q = -173.3kJ/mol Q= 566.6kJ/mol Q= 38.4kJ/mol Q= 219.3kJ/mol Q = -185.6kJ/mol Q= -12.2kJ/mol
（三）、煤气化过程的主要评价指标
反映煤气化过程经济性的主要评价指标有气化强度、单炉生产能力、气 化效率、热效率、比煤耗、比氧耗等。 气化强度
所谓气化强度，即单位时间、单位气化炉截面积上处理的原料煤质量或 产生的煤气量。
一般常用处理煤量来表示。气化强度越大，炉子的生产能力越大。气化 强度与煤的性质、气化剂供给量、气化炉炉型结构及气化操作条件有关。
二、气化工艺原理
（四）、气化炉主要操作参数
煤浆浓度的影响
水煤浆的浓度及成浆性能，对气化率、煤气质量、原料消耗、煤浆的输送 及雾化等有很大的影响。如果水煤浆浓度太低，则进入气化炉的水分增加， 水分在蒸发时要消耗大量的热量，为了维持炉温，势必要增加氧量，比氧 耗增加，有效气体成分CO+H2的含量和气化效率都会降低。 氧/煤配比的影响
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
6.5 MPa水煤浆气化工艺特点及运行
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。
水煤浆技术在陶瓷工业中的应用
水煤浆技术在陶瓷工业中的应用贾玉宝（广东佛山博德精工建材有限公司，528139）在陶瓷生产中，很多企业以轻柴、重油、蜡油等作为喷雾干燥塔的燃料，燃油技术成熟，调节方便，设备易操作。
但燃油成本高，利润空间小，而且石油资源非常有限，这就迫切需要寻找新的能源。
我国是世界上煤炭储量非常丰富的国家，已探明的储量预计可使用500~700年。
有些企业采用燃煤粉技术，因操作复杂，稳定性差，污染严重而停止使用。
水煤浆有投资少，占地面积小，施工期间不影响生产，成本低等优点得到陶瓷企业的青睐，已应用于山东、广东等省市，且取得了满意的效果。
水煤浆是一种清洁代油的高技术液体燃料，它由55%~60%的煤、40%~45%的水和1%的化工添加剂经深加工而成。
该液体燃料具有流动性好，象柴油一样可泵送、雾化、存储和运输，燃烧效率高，除尘效率达98%以上，烟尘排放达环保指标要求，是一种新型能源技术产品。
1、水煤浆的制备1）对煤质的要求：应选用热量在（2.71-2.927）×107J/kg，杂质在10%以下，挥发分在30%以上的精洗煤（精洗煤的灰和硫成分大为降低）。
2）对添加剂的要求：选用苯磺酸钠、木质素、纤维素等化学原料制成的化工添加剂，其作用是解凝作用。
水煤浆静止24h有少许沉淀。
3）对水质的要求：宜选用中性水，硬度不可太大。
4)水煤浆的制备过程：将煤、水、添加剂以60%、40%、1%的比例加入6t的球磨机中，运转6-8小时，测定其性能，其性能见表1。
表1 水煤浆性能流速(s) 水分(%) 容重(g/ml) 细度（万孔筛余）（%）40-80 39-41 1.18-1.24 ＜52、水煤浆的工艺流程及工艺布置1）水煤浆工艺流程见表2。
2）水煤浆工艺布置如图1所示。
3、水煤浆旋风燃烧炉简介水煤浆旋风燃烧炉有32型、50型。
32型主要为3200型喷雾干燥塔配备，50型主要为4000型以上喷雾干燥塔配备。
3.1水煤浆旋风燃烧炉的组成水煤浆旋风燃烧炉是水煤浆的燃烧设备，其结构由烟道、配风器、除尘室、燃烧室、除渣器5部分组成（见图2）。
水煤浆及其技术特点介绍
水煤浆技术水煤浆是20世纪70年代世界范围内的石油危机中产生的一种煤代油的煤炭利用新技术，特点是将煤、水、少量的添加剂经研磨、细化，并充分与水混和均匀，在化学添加剂的作用下，后成为一种类似石油的可以流动的煤基流体燃料，其浓度一般为60～70％，粘度为1±0.2Pa。
s，平均粒度50μm，发热量为18.8～20.1MJ/kg。
水煤浆具有良好的流动性和稳定性，可以象石油一样储存、运输，并且具有安全、不污染等优良特性，是目前最符合我国国情的洁净煤代油燃料。
水煤浆特性参数水煤浆的技术特点（1）浓度高、流变性好、长期储存不沉淀，能象燃油一样泵送、雾化，完全能够代替燃油在工业锅炉、窑炉、电站锅炉上燃烧，其综合经济成本比燃油大大降低。
（2）燃尽率由烧煤的60～70％提高到98％以上，锅炉热效率83%以上，炉渣中的含碳量降到2％以下，充分体现了环保、节能的特点。
（3）水煤浆与燃油类似，用储罐运输及储存，减少了运输过程中的污染和储存的占地面积。
（4）由于较高的燃尽率，炉渣排放量明显减少，既减少煤厂、渣厂占地面积，又改善了周边的环境。
（5）由于是系统内液体自动化燃烧，与燃煤锅炉相比，大大改善了工作环境和条件。
应用水煤浆的优越性一）水煤浆的节能功效由于水煤浆改变了煤的形态，由固体煤块，转化为微小颗粒的煤基流体燃料，像油一样流动，粒度又微小，从而可以进行雾化燃烧。
煤块与氧接触面小，难予混合，燃烧速度慢，水煤浆可雾化成微小颗粒，表面积增大，与空气混合容易，燃烧速度加快。
因而燃烧效率从烧原煤80%左右提高到96-98%，锅炉热效率从60-65%提高到83%以上，其节能的道理就在于此。
此外，由于煤的形态不同，燃烧所需要的空气量不一样，烧水煤浆空气系数可相对减小，因而减少了烟气量，能热损失下降，热效率提高；同时，烧原煤灰渣含碳量很高，一般15-20%，而水煤浆灰渣含碳量很低，因而能热损失很小，便可节能。
二）水煤浆的减排功效（1）水煤浆选用低硫低灰份煤制浆。
水煤浆制备工艺流程
水煤浆制备工艺流程一、前言水煤浆是一种由煤粉和水混合而成的燃料，通常用于工业和能源生产中。
它具有高效、清洁的特点，成为现代能源领域中不可或缺的重要燃料。
本文将介绍水煤浆的制备工艺流程，包括原料准备、煤粉研磨、混合制备、煤化工处理等过程。
二、原料准备1. 煤炭水煤浆制备的关键原料是煤炭，选择适合用于制备水煤浆的煤炭是制备工艺中的首要环节。
根据煤炭的种类和性质，可选取适合制备水煤浆的煤种。
一般来说，低灰、低硫、低挥发和高热值的煤炭更适合制备水煤浆，但也可根据具体需要进行调整。
2. 水水是制备水煤浆的另一个重要原料，水的质量和用量影响着最终水煤浆的品质。
在选择水质时，需要考虑水的PH值、硬度、杂质等因素，尽量选择纯净的水，以保证水煤浆的质量。
三、煤粉研磨1. 煤炭破碎首先将原煤破碎成适合制备水煤浆的颗粒大小。
煤炭破碎的方式可以采用颚式破碎机、圆锥式破碎机、冲击式破碎机等设备，确保煤炭颗粒的大小适中，易于煤粉的后续研磨。
2. 煤粉研磨煤粉研磨是将破碎后的煤炭颗粒进一步磨成细小的煤粉，以提高其表面积和活性。
通常使用煤磨机进行煤粉的研磨，将破碎后的煤炭送入磨机中，通过摩擦和磨损作用，将煤炭研磨成细小的颗粒。
四、混合制备1. 煤粉和水的配比根据水煤浆的配方要求，将适量的煤粉和水进行混合。
一般来说，采用一定比例的煤粉和水进行混合，以确保煤粉能够被充分溶解和分散在水中。
2. 搅拌混合将煤粉和水进行搅拌混合，以确保煤粉能够充分分散在水中，形成均匀的水煤浆。
通常采用搅拌设备进行混合，搅拌速度和时间需要根据具体原料和工艺要求进行调整。
五、煤化工处理1. 煤化学处理水煤浆的制备过程中，还需要进行一些煤化学处理，以改善水煤浆的燃烧特性和稳定性。
主要包括添加分散剂、表面活性剂等处理剂，以提高水煤浆的分散性和稳定性，减少水煤浆在输送和燃烧过程中的堵塞和积灰现象。
2. 煤化工设备在煤化学处理过程中，需要配备一些煤化工设备，如分散剂添加器、搅拌器、分散剂喷雾器等，以确保煤化学处理能够充分进行，煤粉能够被均匀分散在水中。
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水煤浆制备
水煤浆是由65～70％不同粒度分布的煤炭，30～35％的水及约1％的添加剂制成的煤水混合物，它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动特性和稳定性，可以像石油一样易于管道输送和喷雾高效燃烧，被称为液态煤炭制品。
制备水煤浆的原料
（1）洗精煤制造水煤浆用煤炭应是低灰分、低硫分、高挥发分、高灰熔点、高热值的优质动力煤－洗精煤。
洗精煤要求如下：热值（低位发热量）≥6000kcal/kg可磨指数50～100
挥发分≥30％灰熔点（T2）动力型≥1250℃
灰分≤10％气化型≥1180℃
硫分≤1％
2008年上半年对GB/T18855水煤浆技术条件进行了修订，对原料的指标重新进行了调整。
(我们所用的煤样是现成的，所以不存在选煤问题，但是可能需要进行筛选。
)
（2）添加剂制造水煤浆用添加剂，应具有活性好、反应快、添加量少、制浆成本低、对煤炭灰熔点降低小的特性。
在动力水煤浆制备过程中，添加剂可采用下列化合物：木质素磺酸盐，腐植酸盐，亚
甲基苯磺酸盐，聚苯乙烯磺酸盐，聚脂肪族二烯烃磺酸盐，聚甲基丙烯酸盐等。
这些添加剂各具利弊。
（添加剂的选择需要考虑）（3）水制备水煤浆用水，呈中性或微碱性，浊度低，研磨不产生有害气体。
目前，国内外水煤浆厂采用的制浆工艺过程有三种：高浓度磨矿制浆工艺过程；中浓度磨矿制浆工艺过程；高、中浓度磨矿制浆工艺过程。
高浓度磨矿制浆工艺过程的特点是：将洗精煤、水和添加剂一起加入球磨机，在高浓度（略高于成品水煤浆的浓度）条件下进行磨制，磨矿产品就是高浓度水煤浆的初级产品，再经过搅拌、稳定性处理及隔渣，就可获得成品水煤浆。
我国自己建设的水煤浆厂也大多采用这种工艺过程。
（实验室做法？）
三种不同制浆工艺过程各有其优缺点。
我国水煤浆专家研究分析它们的优缺点后，确定以下制浆原则：
（1）选用高浓度磨矿工艺过程；
（2）添加剂分段加入，可提高制浆效果，降低添加剂的使用；
（3）对水煤浆进行高剪切处理，可提高水煤浆的屈服应力，增强水煤浆的触变性，加速水煤浆的熟化，改善水煤浆的稳定性；
（4）减少磨矿产品平均粒度，为了提高水煤浆的稳定性，可适当减少磨矿产品的平均粒度，磨矿产品的平均粒度应控制在40 μm 左右。
制备水煤浆的主要设备制备水煤浆的主要设备有：破碎机、水煤浆专用球磨机、搅拌器和调浆桶、强化泵和螺杆泵、储浆罐及供应设备。
其中，强化泵为对水煤浆进行高剪切处理的设备，以提高水煤浆的稳定性、屈服应力和触变性等；而螺杆泵是在水煤浆制备过程中用来输送水煤浆的泵。