第23卷第7期煤氣與熱力Vol. 23 No. 72003年7月Gas heatJul.2003文章編號:1000-4414200307-0429-03我國水煤漿技術(shù)綜述庾晉周潔中國人民解放軍76140部隊廣西桂林541001)摘要淰論述了發(fā)展水煤漿的必要性和可行性討論了水煤漿的性質(zhì)和制備技術(shù)以及發(fā)展水煤漿產(chǎn)業(yè)化應(yīng)注意的問題關(guān)鍵詞水煤漿必要性產(chǎn)業(yè)化中圖分類號:TQ536文獻(xiàn)標(biāo)識碼:ASummarization of Coal Water Mixture Technology in ChinaYU Jin, ZHoU JieThe Chinese People's Liberation Army 76140, Guilin 541001, ChinaAbstract: This paper expounds the necessity and feasibility of development of coal water mixture discussesthe properties and manufacture of coal water mixture and sums up some problems in industrializationKey words: coal water mixture necessity i industrialization1引言(1)為利于燃燒水煤漿的含煤濃度要高通常煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為62%~70%水煤漿是20世紀(jì)80年代初開發(fā)的一種煤基流(2)為便于泵送和霧化粘度要低。通常要求體燃料特點是污染低、效率高、流動性強(qiáng)像油一樣在100s-1剪切率及常溫下表觀粘度不高于1000易于裝卸儲存及直接霧化燃燒。它由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為~1200mPas70%的干煤、29%的水和1%的化學(xué)添加劑構(gòu)成這(3)為防止在貯運(yùn)過程中產(chǎn)生沉淀應(yīng)有良好種產(chǎn)品可以替代油、氣等燃料直接用于鍋爐和工業(yè)的穩(wěn)定性。一般要求能靜置存放30d不產(chǎn)生不可窯爐。自20世紀(jì)70年代初石油危機(jī)以來,世界上恢復(fù)的硬沉淀。許多發(fā)達(dá)國家都相繼投入大量人力和財力進(jìn)行水煤4)為提高煤炭的燃燒效率其中煤粒應(yīng)達(dá)到漿技術(shù)的研究和開發(fā)目前此技術(shù)已趨成熟進(jìn)入普定的細(xì)度。一般要求粒度上限為300μm其中小遍應(yīng)用階段。發(fā)展水煤漿產(chǎn)業(yè)對煤炭產(chǎn)品的升級、于74m的質(zhì)量不少于75%。能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、節(jié)約石油具有重要意義。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有許多困難因為有些性能間是相2水煤漿的性質(zhì)與制備互制約的。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2.1水煤漿的性質(zhì)性好粘度就應(yīng)低但粘度低又會使穩(wěn)定性變差。所水煤漿和一般的煤泥水不同,它是一種燃料必以它的制備技術(shù)難度大涉及煤化學(xué)、顆粒學(xué)、膠體須具備下述性質(zhì):學(xué)、有機(jī)化學(xué)及流變學(xué)等學(xué)科技術(shù)。430煤氣與熱力2003年2.2水煤漿的制備爐子要求煤炭的灰熔點(t2)高于1250℃。至于要制岀符合上述性能要求的高濃度水煤漿單煤炭的發(fā)熱量、灰分與硫分指標(biāo)則應(yīng)根據(jù)用戶的需用細(xì)煤粉與水簡單混合是無法實現(xiàn)的還必須采取求而定。煤炭的成漿性需對有代表性的煤樣進(jìn)行專些特殊的技術(shù)措施主要有門的試驗研究后才能判定。一般地說煤炭的內(nèi)在1)要使煤與水能混為一體,至少必須使煤粒水分越低可磨性越好煤中氧含量越低則成漿性能全部為水所浸潤。通常煤顆粒間有較多空隙水越佳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3水煤漿技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用度必須使煤顆粒間空隙要少。使空隙最少的技術(shù)稱為級配″是制漿的關(guān)鍵技術(shù)之一。其中涉及兩3.1發(fā)展水煤漿技術(shù)的原因項技術(shù),是要能判定什么樣的粒度分布顆粒間空(1)煤炭資源豐富隙少仁二是如何根據(jù)給定的煤炭性質(zhì)與粒度組成制我國煤炭、水電資源十分豐富而石油、天然氣定合理的制漿工藝選擇曆碎設(shè)備的類型設(shè)計曆機(jī)資源相對不足70%以上的一次能源來自煤炭而且的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行參數(shù)使之能達(dá)到顆粒間空隙少的粒在相當(dāng)長的時期內(nèi)這種能源構(gòu)成狀況不會發(fā)生大度分布。的變化。但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高2)煤炭的主體是有機(jī)質(zhì),它是結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜石油、天然氣需求大幅度增加到2020年左右石油的大分子碳?xì)浠衔铩＿@些有機(jī)質(zhì)的表面具有強(qiáng)烈缺口將超過消費(fèi)總量的50%。石油資源的日趨減的疏水性不易為水所潤濕。細(xì)煤粉又具有極大的少價格的上下波動使中國的能源安全問題日益突比表面積在水中很容易自發(fā)地彼此聚結(jié)這就使煤出因而水煤漿是一種具有戰(zhàn)略意義的潔凈能源。粒與水不能密切結(jié)合成為一種漿體在較高濃度時(2)節(jié)能與環(huán)保效果好只會形成一種濕的泥團(tuán)。所以制漿中必需加入少量作為現(xiàn)實的潔凈煤技術(shù)水煤漿技術(shù)給我們帶的化學(xué)添加劑,即分散劑,以改變煤粒的表面性質(zhì),來了清潔、廉價的新型能源既保護(hù)了環(huán)境又充分利使煤粒表面緊緊地被添加劑分子和水化膜包圍,讓用了我國的煤炭資源。該技術(shù)通過將原煤研成粉煤粒均勻地分散在水中防止煤粒聚結(jié)并提高水煤末使用特殊技術(shù)脫去原煤中產(chǎn)生污染的部分從而漿的流動性。由于各地煤炭的性質(zhì)千差萬別適用制成液態(tài)的水煤漿。與原煤相比水煤漿大大降低的添加劑會因煤而異不是一成不變的了損耗和污染提高了燃燒效率而且還可以利用工3)煤漿畢竟是一種固、液兩相粗分散體系煤業(yè)廢水制漿。實踐證明水煤漿在鍋爐和窯爐中的粒又很容易自發(fā)地彼此聚結(jié)在重力或其他外力作燃燒效率可高達(dá)99%。用下很容易發(fā)生沉淀。為防止發(fā)生硬沉淀必需加3)經(jīng)濟(jì)效益可觀入少量的化學(xué)添加劑,即穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑有兩種作使用水煤漿所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也引起了人們的用,一方面使水煤漿具有剪切變稀的流變特性即當(dāng)關(guān)注它的價格大大低于液化石油氣、天然氣、人工靜置存放時水煤漿有較高的粘度開始流動后粘度煤氣和重油其直接的經(jīng)濟(jì)效益顯而易見。以同樣又可迅速降下來咼一方面是使沉淀物具有松軟的的熱量計算如果我囯現(xiàn)在有旳燃油鍋爐改燒水煤結(jié)構(gòu)防止產(chǎn)生不可恢復(fù)的硬沉淀。漿每年可節(jié)約160億元人民幣從以上可以看出煤炭的制漿效果與煤炭本身我國現(xiàn)有鍋爐約70萬臺而因煙塵排放不符合的理化性質(zhì)有著密切關(guān)系制漿用原料的性質(zhì)直接環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行效率低下將停用、更換和改造的鍋影響到水煤漿的質(zhì)量與生產(chǎn)成本。所以,建設(shè)制漿爐高達(dá)50%以上。若以現(xiàn)有鍋爐本體不變的情況廠時要根據(jù)用戶對煤漿質(zhì)量的需求以及煤炭成漿下改燃水煤漿,為國家節(jié)約數(shù)百億元固定資產(chǎn)投性規(guī)律合理選擇制漿用煤是十分重要的。從燃燒資角度考慮制漿用煤的揮發(fā)分不能太低鍋爐用水煤3.2水煤漿的應(yīng)用第7期庾晉等我國水煤漿技術(shù)綜述431用并逐漸進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段完成了水煤漿在電站各項指標(biāo)均優(yōu)于國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。鍋爐、動力鍋爐、集中供熱鍋爐、軋鋼加熱爐、熱處理爐、干燥爐等10余種爐窯燃燒應(yīng)用的工程試驗和建4水煤漿產(chǎn)業(yè)化的建議1設(shè)山東白楊河電廠燃用水煤漿代油在該廠3號(1)加強(qiáng)用戶市場的開發(fā)機(jī)組(50MW、230th鍋爐)經(jīng)過通4000h安全運(yùn)不能盲目上水煤漿生產(chǎn)廠水煤漿市場開發(fā)是行199年通過了國家鑒定燃燒效率達(dá)99%接近水煤漿產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。建水煤漿廠的條件為①要燃油水平鍋爐效率達(dá)到90%負(fù)荷在40%~100%有足夠的適合制漿原料煤要達(dá)一定規(guī)模如500(20~50ww)間變動均能穩(wěn)燃達(dá)到了國際先進(jìn)萬∽a),以便用管道輸送保證水煤漿的大量穩(wěn)定供水平。經(jīng)檢測煙塵排放質(zhì)量濃度為1352mg/dm3,給并降低運(yùn)輸成本:3水煤漿產(chǎn)業(yè)要有市場基礎(chǔ);SO2排放質(zhì)量濃度為627.4mg/dm3,NO排放質(zhì)量④要有水煤漿的價格優(yōu)勢要比用戶自建水煤漿廠濃度為495.1mg/dm3均符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。在燃成本低或者持平。油價格1450元∧的情況下燃用水煤漿與燃油相(2)水煤漿技術(shù)開發(fā)配套保證比發(fā)電變動成本可降低0.182元(kWh)由于水煤漿技術(shù)包括水煤漿制備技術(shù)、水煤漿儲運(yùn)經(jīng)濟(jì)效益顯著該廠又僅用52d時間將1號機(jī)組技術(shù)和水煤漿燃燒技術(shù)等是一項涉及多學(xué)科的技規(guī)模同3號機(jī)組敚為燒水煤漿并已于2000年1術(shù)。因此進(jìn)行水煤漿工程開發(fā)應(yīng)選擇有能力的單月投漿并列、接帶負(fù)荷一次成功。位作為技術(shù)保障以保證水煤漿工程的順利實施。以水煤漿代煤用于軋鋼加熱爐最早在桂林鋼(3)建水煤漿廠要因地制宜廠后來為紹興軋鋼廠采用連續(xù)運(yùn)行了9年。燃燒水煤漿廠按位置可分為礦區(qū)水煤漿廠、用戶水效率由85%提高到98.5%以上節(jié)煤30%由于負(fù)煤漿廠和中央水煤漿廠3類。小型用戶(如用漿量荷和爐溫便于調(diào)控爐內(nèi)火焰充滿度好沿爐長溫度低于2~3萬∽a),在水煤漿價格適宜時,不必建梯度符合鋼坯加熱工藝要求鋼坯氧化燒損率由水煤漿廠。大型用戶如電廠考慮到水煤漿運(yùn)輸?shù)?.8%降至1.5%鋼坯加熱質(zhì)量有明顯提高加熱可靠性和成本自己建一定規(guī)模水煤漿廠是必需的爐能力也由原來的30t/h提高到40t/h采用常規(guī)外來水煤漿可用來補(bǔ)充。水幕除塵顯著改善了排煙質(zhì)量。以桂林鋼廠環(huán)保檢測數(shù)據(jù)為例與原燃用粉煤相比排放的煙塵質(zhì)量參考文獻(xiàn)濃度由732mg/dm3降至240mg/dm3sO2由283.8mg/m3降至978mg/m3,NO2由14.1mgm3降低至[1]王柱勇蔣煜王忠江當(dāng)前水煤漿產(chǎn)業(yè)化中應(yīng)注意4.4mg/m3林格曼黑度由2級降為0級。煙氣排放的問題J]中國煤炭2000(9)08-112