2004年12月水力釆煤與管道運輸水煤槊的儲存呂杰(神華集團海勃灣驢業(yè)有限任公司,內蒙烏海市016000[摘要]敘述了水煤漿的儲存在漿體制備、運輸和燃燒應用中的重要地位和作用。介紹分析了水煤漿穩(wěn)定性概念及其影響因素。水煤漿儲存期問必保指標是漿體的穩(wěn)定性。為滿足儲存要求,儲儲罐必須有良妤的封閉性,要配裝攪拌設備和防凍設施。[關鍵詞]水煤漿儲存穩(wěn)定性攪拌器[中圖分類號]TD9287[文獻標識碼]A[文章編號]1006-0898(2004)04-0007-031前言分散藥劑加入,這種煤水混合物根本不能成漿,沒有流動性。為了使水煤漿流動性較好而水煤漿是20世紀70年代開發(fā)出的一種又有較高濃度,在制漿時加入一定比例的分煤基流體燃料。它可以方便地進行運輸、儲存散劑。在水煤漿中煤炭顆粒的真密度不但高和泵送,并可直接燃燒,是一種理想的代油燃于水,而且也比漿體的密度大,在重力作用下料。我國對水煤漿技術高度重視,投入了大量具有自然沉淀趨勢。人力、物力和財力,使研究工作走在了世界前2.1固體顆粒的不沉粒徑列。有多項成果居國際領先水平。目前,我國前已述及,密度較大的煤粒在漿中具有水煤漿技術已經成熟,并進入較大規(guī)模工業(yè)自然沉降趨勢。由于水和漿體具有一定粘性,應用階段。極小的顆粒有可能在其中懸浮不沉,因為固水煤漿是煤與水的混合漿體,和其他液粒的沉降特性取決于固體和水的密度、漿體態(tài)介質一樣,需要在容器中儲存儲存是水煤密度和粘度,固體物質表面性質和固粒的幾漿系統(tǒng)工程的一個重要環(huán)節(jié),水煤漿的制備、何形狀等多種因素。對于細粒煤漿來說濃度運輸和燃用都離不開它在實際工業(yè)生產中,較低時是牛頓流體,固體顆粒在其中按斯托水煤漿產品需要的儲存時間長短不一,短的克斯定律自由沉降。高濃度水煤漿可能具有只有幾個小時,有的則長達數月。水煤漿中煤屈服應力的非牛頓流體,則固粒下沉受屈服的顆粒很細,一般不超過03mm,其中小于應力的影響,沉降速度將減少。當屈服應力使0.074mm的約占80%。盡管如此,若長時間某種粒徑的固粒沉速接近于零時,這一粒徑儲存,總會有沉淀層產生。因此,對水煤漿儲稱在該流體中的不沉粒徑,即這種粒徑的固存的要求,是保持它的穩(wěn)定性,不允許有硬沉體顆粒能在流體中保持懸浮狀態(tài)。淀出現。為了保持漿體穩(wěn)定,漿體儲存設施和較粗顆粒在有屈服應力的非牛頓流體中儲存工藝必須滿足一定的要求自然沉降時,有下列受力平衡關系式:2水煤漿的穩(wěn)定性ed(p,-pm)g=C4+krotz水煤漿中煤和水的比例為2:1,其重量(1)濃度接近70%,屬于高濃度漿體。因為其中中國煤化工煤炭顆粒較細,如果沒有令其分散開的化學CNMHG丌(P,-Pm)g(2)2004年12月水煤漿的儲存第4期上兩式中,d和d為固粒粒徑,其中d0關鍵設備。目前,工業(yè)應用的水煤漿儲罐已實為不沉粒徑;、φ灬分別為固體和漿體密度;ω現了大型化,國外儲罐容積已達20000m3為固粒沉速;K為經驗系數,由試驗得到。國內10000m3的儲罐也已建成應用。儲罐所由式(2)可得到確定的水煤漿的沉粒徑。具有的封閉、攪拌和防凍保溫功能,保障了在2.2水煤漿的穩(wěn)定性各種條件下水煤漿儲存的安全性。根據前面分析,如果水煤漿的煤炭顆粒3.1封閉粒徑都小于不沉粒徑,則水煤漿在靜止儲存水煤漿儲存期,要防止水份蒸發(fā)。水煤漿時不會產生沉淀。毫無疑問,這樣的水煤漿是的煤水含量是根據煤的成漿性確定的,比如穩(wěn)定漿體。然而,當有部分固體顆粒粒徑超過神木煤的內水含量高,用它制成水煤漿的濃do時,即使在有屈服應力的漿體中,也會有度受到限制。如果減少水的比例,人為提高漿較粗顆粒發(fā)生沉淀。實際上,水煤漿濃度高,體濃度,則水煤漿粘度急劇增加,導致泵送和許多固體顆粒的沉降非常復雜,它們之間互燃燒時的困難,甚至難以使用。另外,當儲罐相影響,形成所謂干擾沉降。這類沉降的顆粒放空時,罐壁殘留煤漿因水份蒸發(fā)而結塊。再還可能互相吸附成絮團,引起附加阻力而使次儲漿時,硬塊可能影響水煤漿的質量,有時沉降減緩。這時,內絮凝物在容器底部形成的還可能在運輸和燃燒過程中引發(fā)事故因此,沉淀層會比較松散,稱作“軟沉淀”軟沉淀層防止水煤漿儲存中水份的散失是很重要的?？梢院苋菀淄ㄟ^不同形式的攪拌而重新分散目前,對水煤漿儲罐都采取了密封措施,在罐懸浮,漿體能重新均勻化。這樣的漿體算作穩(wěn)口加裝了可以啟閉的封堵罐蓋。定性好的漿體。如果有的漿體的固體顆粒間3.2攪拌的吸附力強,不能形成群體沉降,各種顆粒在根據煤漿的不同性質,采用定時攪拌是重力作用下分別下沉,沉降速度取決于顆粒防止其產生硬沉淀的最有效的方法。因此,所的粒徑和密度。于是,顆粒粗、密度大的顆粒有水煤漿儲罐都應裝設攪拌裝置。通常采用沉速大,先到達容器底部,形成密實的硬沉淀的攪拌方式有自循環(huán)回流攪拌,壓氣射流攪層,這種硬沉淀很難通過正常的攪拌重新分拌和機械攪拌等,如圖1所示。散。如發(fā)生這種現象,則認為漿體喪失了穩(wěn)定性3水煤漿儲存設施水煤漿屬于流體,沒有固定形狀,只能儲存在容器中,目前,多用圓筒形儲罐儲存水煤漿。水煤漿的儲存設施除了儲漿罐這一主要壓縮空氣O設備外,還包括管道、閥門及用于裝卸漿體的專用漿體泵等輔助設備°在水煤漿儲存中,人們最關注的問題是漿體的硬沉淀。對難以避免的軟沉淀,只要配b有使?jié){體重新均勻化的攪拌設備,已不存在中國煤化工值得耽心的問題。多年來,國內外有關人員對CNMHG水煤漿的儲存進行了大量試驗研究,開發(fā)出許多行之有效的實用設備,其中,儲漿罐是最機械攪拌的主要設備是攪拌器,攪拌器2004年12月水力釆煤與管遺運輸第4期的關鍵部件就是攪拌葉輪,它的結構和尺寸以提高攪拌效果。決定攪拌效果和能耗的高低。葉輪的形式主3.3防凍保溫要有葉槳式、渦輪式和螺旋推進式等。在我國北方寒冷地區(qū),必須注意水煤漿攪拌器的形式有很多種,它們分別適用的冬季防凍。儲缸上敷設隔熱保護層和加熱于不同儲罐的攪拌。就安裝形式而論,攪拌器裝置。一般情況下無須啟動加熱裝置,因為水有立式攪拌和側向攪拌之分。立式攪拌器的煤漿生產過程中強力研磨,產品溫度很高,如攪拌軸與儲罐中心線重合的為中心攪拌,多果儲罐保溫效果好,數日內不會凍結。只有在用于中小型儲罐;大型儲罐直徑大,中心布置天氣寒冷而又長時間儲存的情況下,才需要個攪拌器時,由于葉片長度不宜過大,攪拌加熱保溫。中存在死區(qū),往往要多加裝多個立式攪拌器。4結語如果儲罐過高,還要將攪拌器分層布置,以保證攪拌效果。側向攪拌是將攪拌器裝于儲罐水煤漿是一種新型潔凈燃料,有廣闊的下部罐壁上,攪拌軸成水平或傾斜安裝,推動發(fā)展前景。水煤漿的儲存是整個水煤漿技術罐下部濃度較高漿體與上部漿體摻混,達到的一個重要組成部分。這里只對儲存中可能罐內漿體均化目的。側向攪拌器多用于較大發(fā)生的問題及解決辦法進行了初步分析,今儲罐,由于多靠近儲罐底部安裝,當罐體高度后,應當做進一步的深入探討。神木礦區(qū)煤炭過大時,攪拌效果不甚理想資源豐富,煤質優(yōu)良,開采容易。為了進一步(2)自循環(huán)回流攪拌發(fā)揮這一資源優(yōu)勢,需要對煤炭進行深加工,儲罐都配備有漿體泵,以利于裝卸作業(yè),提高技術含量,提高經濟效益。水煤漿技術的因此,只要合理布置管道系統(tǒng),即可實現儲罐應用就是實現這一日標的途徑之一,這也是的水煤漿自循環(huán)回流攪拌。圖1(a)給出了這寫這篇文章的用意所在。種攪拌方式的示意圖。由于不需要增加攪拌參考文獻設備,這種方式簡便易行,在漿體儲存中容易被采用,至少可作為漿體儲存攪拌的輔助裝〔1〕貴樣俊,漿體與粒狀物杵輸送水力學,北京,清華大學出版社,1994年置〔2〕張榮曾,水煤漿制漿技術,科學出版社,1996年10(3)壓氣射流攪拌壓氣射流攪拌是在儲罐底部和側壁下部〔3〕郝風印等,新型燃杵一水煤漿,經濟蕾理出版社,1992布置壓氣管路,管路上開有若干個噴氣孔,利年12月。用從氣孔向罐內噴射壓縮空氣,沖擊漿體翻動。這種方法對于促進儲罐內漿體的攙混有[作者簡介]呂杰(1969-),男,畢業(yè)于內蒙古師范大學函投學院(本定效果,其作用大小與噴射氣體流量、噴氣科),助理工租師孔位置和噴射方向等有關。現實生產中很多儲罐都布設了壓氣射流裝置,需要時可以進收稿日期]2004行漿體攪拌。也可與其他攪拌方式聯合使用,中國煤化工CNMHG9