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公司基本資料信息
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水煤漿是八十年代初出現(xiàn)的一種新型煤基流體燃料,國際上稱為CWM(Coal Water Mixture)或CWF(Coal Water Fuel),它含煤約66%,化學(xué)添加劑約1%,其余為水。其中的水并不能提供熱量,在燃燒過程中還會因蒸發(fā)造成熱損失,不過這種損失并不大。以含煤66%的水煤漿為例,1公斤水煤漿中含水0.33公斤,水的氣化潛熱不到600大卡/公斤,故燃燒1公斤水煤漿因其中水造成的熱損失不到198大卡,約占水煤漿熱值的4%?墒撬鼌s使煤炭從傳統(tǒng)的固體燃料轉(zhuǎn)化為一種流體燃料,從而帶來很多優(yōu)點。水煤漿像油一樣,可以泵送、霧化、貯存與穩(wěn)定著火燃燒。兩噸水煤漿可代一噸油。由于水煤漿與燃油在相同熱值下相比,其價格僅為重油的1/3左右,以水煤漿代油具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益,因此是目前企業(yè)通過技術(shù)改造解困的有效途徑之一。燃用水煤漿與直接燒煤相比,具有燃燒效率高、負(fù)荷易調(diào)控、節(jié)能和環(huán)境效益好等顯著優(yōu)點。水煤漿經(jīng)長距離管道輸送到終端后可直接燃用,儲運過程全封閉,既減少損失又不污染環(huán)境,是解決我國煤炭運力不足的重要運輸方式之一。
石油是重要的戰(zhàn)略物資,我國每年燒油量仍在三千萬噸以上,占石油產(chǎn)量的五分之一。我國煤多油少、并致力于控制燃煤污染,所以水煤漿技術(shù)在我國受到政府的特別重視,國家領(lǐng)導(dǎo)人多次親臨考察。1996年初江澤民總書記在中國礦業(yè)大學(xué)北京校區(qū)等考察煤炭科技工作時,對水煤漿技術(shù)給予了高度評價,并指出“從戰(zhàn)略上看,中國煤炭資源豐富,要充分發(fā)揮煤的作用。中國的燃料在相當(dāng)長的時期要依靠煤,要把水煤漿作為一個戰(zhàn)略問題來考慮,這是一件十分重要的工作。”
一、水煤漿的質(zhì)量特征與制漿技術(shù)簡介
水煤漿和一般的煤泥水不同,因為它是一種燃料,所以必須具備某些便于燃燒、使用的性質(zhì),主要有:
1.為利于燃燒,水煤漿的含煤濃度要高。通常要求在62%~70% 左右;
2.為便于泵送和霧化,粘度要低。通常要求在100(1/秒)剪切率及常溫下,表觀黏度不高于1000~1200毫帕秒;
3.為防止在貯運過程中產(chǎn)生沉淀,應(yīng)有良好的穩(wěn)定性。一般要求能靜置存放二個月不產(chǎn)生不可恢復(fù)的硬沉淀;
4.為提高煤炭的燃燒效率,其中煤粒應(yīng)達(dá)到一定的細(xì)度。一般要求粒度上限為300微米,其中小于200網(wǎng)目(74微米)的含量不少于75%。使水煤漿能滿足其中單項性能并不難,但要同時滿足各項要求就會遇到許多困難,因為有些性能間是相互制約的。例如,要使水煤漿中含煤濃度高,就不能多用水;水少了,又會引起粘度高,流動性差;要流動性好,粘度就應(yīng)低,但粘度低又會使穩(wěn)定性變差。所以它的制備技術(shù)難度大,涉及煤化學(xué)、顆粒學(xué)、膠體與有機化學(xué)及流變學(xué)等多學(xué)科技術(shù)。高濃度水煤漿的制備技術(shù),在八十年代初期只有瑞典和美國掌握,并嚴(yán)加保密。引進(jìn)技術(shù)代價太高,1982年我國開始自主研制。 要做出符合上述性能要求的高濃度水煤漿,單用細(xì)煤粉與水簡單混合起來是無法實現(xiàn)的,還必須采取一些特殊的技術(shù)措施,主要有:
1.要使煤與水能混為一體,至少必須使煤粒能全部為水所浸沒。通常情況下,煤粉中顆粒間往往存有較多的空隙,水首先要將這些空隙充滿才可浸沒全部煤粒,所以耗水量大,難以做成高濃度水煤漿。為了提高制漿濃度,必需使煤的粒度分布具有較高的堆積效率,即顆粒間空隙要少。使空隙最少的技術(shù)稱“級配”,是制漿的關(guān)鍵技術(shù)之一。其中涉及兩項技術(shù),首先是要能判定什么樣的粒度分布才具有較高的堆積效率;更重要的是如何根據(jù)給定的煤炭性質(zhì)與粒度組成,制定合理的制漿工藝、選擇磨碎設(shè)備的類型、設(shè)計磨機的結(jié)構(gòu)與運行參數(shù),使產(chǎn)品能達(dá)到具有較高堆積效率的粒度分布。
2.煤炭的主體是有機質(zhì),它是結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的大分子碳?xì)浠衔。這些有機質(zhì)的表面具有強烈的疏水性,不易為水所潤濕。細(xì)煤粉又具有極大的比表面積,在水中很容易自發(fā)地彼此聚結(jié),這就使煤粒與水不能密切結(jié)合成為一種漿體,在較高濃度時只會形成一種濕的泥團(tuán)。所以制漿中必需加入少量的化學(xué)添加劑,即分散劑,以改變煤粒的表面性質(zhì),使煤粒表面緊緊地為添加劑分子和水化膜包圍,讓煤粒均勻地分散在水中,防止煤粒聚結(jié),并提高水煤漿的流動性。由于各地煤炭的性質(zhì)千差萬別,適用的添加劑會因煤而異,不是一成不變的。
3.煤漿畢競是一種固、液兩相粗分散體系,煤粒又很容易自發(fā)地彼此聚結(jié)。在重力或其他外力作用下,很容易發(fā)生沉淀。為防止發(fā)生硬沉淀,必需加入少量的化學(xué)添加劑,即穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑有兩種作用,一方面使水煤漿具有剪切變稀的流變特性,即當(dāng)靜置存放時水煤漿有較高的粘度,開始流動后粘度又可迅速降下來;另一方面是使沉淀物具有松軟的結(jié)構(gòu),防止產(chǎn)生不可恢復(fù)的硬沉淀。
從以上可以看出,煤炭的制漿效果與煤炭本身的理化性質(zhì)有著密切關(guān)系,制漿用原料的性質(zhì)直接影響到水煤漿的質(zhì)量與生產(chǎn)成本。所以,建設(shè)制漿廠時,根據(jù)用戶對煤漿質(zhì)量的需求,以及煤炭成漿性規(guī)律,合理選擇制漿用煤是十分重要的從燃燒角度出發(fā),制漿用煤的揮發(fā)分含量不能太低,鍋爐用水煤漿時,通常要求>28%,否則煤漿不易穩(wěn)定著火燃燒。此外,為防止?fàn)t內(nèi)結(jié)渣,對于大多數(shù)采用固態(tài)排渣的爐子,要求煤炭的灰熔點(T2)高于1250℃。至于煤炭的發(fā)熱量、灰分與硫分指標(biāo),則應(yīng)根據(jù)用戶的需求而定。至于煤炭的成漿性,則需要對有代表性的煤樣進(jìn)行專門的試驗研究后才能判定。一般地說,煤炭的內(nèi)在水分越低、可磨性越好、煤中氧含量越低,則成漿性越佳。