水煤漿制備技術及水煤漿檢測設備

文章出處:中國水煤漿工程技術研究中心
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水煤漿是一種新型煤基流體潔凈環保燃料，既保留了煤的燃燒特性，又具備了類似重油的液態燃燒用特點，是目前我國一項現實的潔凈煤技術。它由65～70％的煤、29～34％的水和小于1％的，化學添加劑，經過一定的加工工藝制成。它外觀象油，流動性好，儲存穩定（一般3～6個月不沉淀），運輸方便（火車或汽車罐車、管道、船舶），燃燒效率高，污染物（SO2、Nox）排放低，2t水煤漿可以替代1t燃油，可在工業鍋爐、電站鍋爐和工業窯爐等代油或煤、氣燃用。水煤漿的制備技術主要包括制漿煤種選擇、級配技術、制備工藝、制漿設備及添加劑等。

1． 制漿煤種選擇

根據煤的煤質指標和實驗室成漿性試驗可以判定煤炭成漿的難易程度。對制備水煤漿的原料煤要求：成漿性好，燃燒性能好。研究表明，中國有豐富的制漿原料煤。

2.級配技術

級配技術是水煤漿制備的關鍵技術之一。制備高濃度水煤漿，要求水煤漿中大小煤顆粒相互充填，達到較高的堆積密實度，這就要求水煤漿中煤顆粒分布是有講究的。 

3．制漿工藝

水煤漿制漿工藝通常包括破碎、磨礦、攪拌與剪切，以及為剔除終產品中的超粒與雜物的濾漿等環節。

磨礦是水煤漿制備過程中的關鍵環節，與其他工業中磨礦不同的是，不但要求產品達到一定的細度，更重要的是產品應有較好的粒度分布。磨礦可用干法，亦可用濕法。但干法磨礦制漿存在許多缺點，制漿廠很難滿足干磨時入料水分不高于5%的要求，磨礦功耗大約比濕法高30%，干磨時新生表面容易被氧化，增加制漿的難度，安全與環境條件也不及濕法磨礦。目前制漿主要是采用濕法磨礦制漿工藝，濕法磨礦又有高濃度磨礦與中濃度磨礦兩種方式。磨礦產品的細度和粒度分布與給料的粒度分布、煤炭的物理性質、磨機的類型與結構、磨機運行工況等因素密切相關。 

4．制漿設備

制漿設備主要包括球磨機、輸漿泵、攪拌器等。我國已開發出多種類型的水煤漿專用磨機（球磨機、振動磨機），基本可以滿足水煤漿制備的要求。我國的水煤漿專用磨機大的處理量為15萬噸/年。隨著制漿規模的擴大，需要進一步開發大型、高效的球磨機，以降低制漿成本。結合選煤廠建制漿廠是中國在發展水煤漿工業中創造的一個寶貴的經驗，至今在其他國家中尚未見采用。結合選煤廠建制漿廠時可盡可能利用選煤廠的細粒煤炭產品，還可以與選煤廠共用受煤、貯煤、鐵路專用線及水、電供應等許多公用設施，從而減少基建投資。 

5．水煤漿添加劑技術

水煤漿添加劑有多種，不可缺少的是降粘分散劑與穩定劑。其中分散劑為重要，它直接影響著水煤漿的質量和制備成本。1） 分散劑：煤炭的表面具有強烈的疏水性，與水不能密切結合成為一種漿體，在較高濃度時只會形成一種濕的泥團。在制漿中加入少量的分散劑改變煤粒的表面性質，使煤粒表面緊緊地為添加劑分子和水化膜包圍，讓煤粒均勻地分散水中，并提高水煤漿的流動性，用量約為煤的1%。由于各地煤炭的性質千差萬別，適用的添加劑配方亦各異。一般來說，分散劑是一種表面活性劑。

2） 穩定劑：水煤漿畢竟是一種由固、液兩相粗分散體系，煤粒又很容易自發地彼此聚結。在重力或其他外加質量力作用下，發生沉淀是不可避免的。為防止發生硬沉淀，必需加入少量的穩定劑。穩定劑有兩方面的作用，一方面使水煤漿具有剪切變稀的流變特性，即當水煤漿靜置存放時有較高的粘度，開始流動后粘度又可迅速降下來；另一方面使沉淀物具有松軟的結構，防止產生不可恢復的硬沉淀。

我國開發了腐植酸類、木質素類、萘系及高分子等種類的添加劑，可以替代進口。目前，噸漿添加劑的成本在20~40元之間，并仍有下降空間。

檢測設備中水煤漿熱值檢測，硫份檢測，灰分揮發份檢測可參靠煤的檢測設備。