能源技術(shù)與管理2011年第6期doi:10.3969isn.1672-99432011.06041資源綜合利用煤泥水煤漿技術(shù)研究進(jìn)展梁霏飛,吳國(guó)光,孟獻(xiàn)梁,張玉良,云增杰,羅曉強(qiáng),張靜(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院,江蘇徐州221116)[摘要]隨著選煤技術(shù)的發(fā)展,煤泥產(chǎn)量日益上升。選煤廠煤泥粒度細(xì)、灰分高、含水量大,不經(jīng)適當(dāng)處理難以有效利用。煤泥水煤漿是一種高灰水煤漿,是依托水煤漿技術(shù)而發(fā)展的一種新型燃料,有廣泛的應(yīng)用前景。針對(duì)煤泥水煤漿工藝、添加劑和成漿特性進(jìn)行闡述,分析了發(fā)展煤泥水煤漿技術(shù)的意義,展望了發(fā)展前景和發(fā)展方向。[關(guān)鍵詞]煤泥;水煤漿;添加劑;成漿特性;發(fā)展前景[中圖分類號(hào)]TQ536[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號(hào)]1672-9943(2011)060984020引言粒及雜物外排。優(yōu)點(diǎn)是濃度較易控制,制漿能力較大;缺點(diǎn)是如果干煤粉量太大就很難被水迅速潤(rùn)煤泥是由微細(xì)粒煤、粉化矸石和水組成的粘濕,要求入料濃度不能變動(dòng)太大,對(duì)人料中的大顆稠物,具有粒度細(xì)、微粒含量多、水分和灰分髙、熱粒及雜物較難控制,環(huán)境污染嚴(yán)重。值低、粘結(jié)性較強(qiáng)、內(nèi)聚力大等特點(diǎn)。隨著選煤技兗州礦業(yè)集團(tuán)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)將煤泥干燥后篩分后術(shù)的進(jìn)步,副產(chǎn)品煤泥的發(fā)熱量越來(lái)越低,大部分確定級(jí)配方案制漿,通過(guò)煤質(zhì)分析和煤漿穩(wěn)定性作為廢料遺棄,占用土地資源。有的礦區(qū)缺乏對(duì)煤試驗(yàn),選出了效果好、價(jià)格便宜、使用方便的添加泥的綜合治理,導(dǎo)致煤泥泛濫,選煤生產(chǎn)受到制劑,還找出了不同時(shí)間取樣的煤泥試樣的最佳制約,甚至影響礦井生產(chǎn),合理利用煤泥資源對(duì)選煤漿條件。企業(yè)意義重大。煤泥水煤漿技術(shù)利用煤泥作為12濕法制漿工藝原料,是在水煤漿技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新煤泥濕法制漿工藝是將煤泥直接磨漿,磨后的制漿工藝,減少了濃縮、浮選以及真空過(guò)濾等環(huán)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾、攪拌調(diào)漿。優(yōu)點(diǎn)是不需增加太多的設(shè)節(jié),生產(chǎn)成本低,簡(jiǎn)化了選煤廠的煤泥水處理系備,工藝簡(jiǎn)單、操作方便,不改變?cè)耗嗔６确植?統(tǒng),是國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的資源綜合利用項(xiàng)目2?？芍频眯阅芰己玫臐{體,環(huán)境污染小;缺點(diǎn)是難以1煤泥水煤漿工藝研究進(jìn)展制得較高濃度的水煤漿,對(duì)入料中的大顆粒及雜物也較難控制。傳統(tǒng)的煤泥制漿工藝優(yōu)勢(shì)是集成了煤泥制開灤呂家沱礦采用旋流器組濕法制漿系統(tǒng)漿、污水處理、型煤型焦生產(chǎn)及煤漿氣化、高濃度濃縮機(jī)底流受壓力作用從而給入旋流器。底流和煤漿管道遠(yuǎn)距離輸送等技術(shù),是在現(xiàn)有資源和技溢流分別給入制漿桶和煤泥沉淀池,制漿桶中漿術(shù)前提下的創(chuàng)新。缺陷是選用設(shè)備數(shù)量多、項(xiàng)目投體泵送至篩子去除大顆粒和雜物,之后給入儲(chǔ)漿資大,制約了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,沒(méi)有專用制漿設(shè)備,代桶,制得的煤泥水煤漿由曲桿泵送到爐前;邢臺(tái)礦用設(shè)備效率低、能耗大,影響經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)推務(wù)局東龐煤礦采用濃縮機(jī)濕法制漿系統(tǒng),選煤廠近年來(lái),依托水煤漿技術(shù)開發(fā)出的煤泥水煤漿濃縮機(jī)底流經(jīng)過(guò)泵進(jìn)入二次濃縮機(jī)中,二次濃縮工藝主要包括濕法制漿工藝和干法制漿工藝,合機(jī)溢流給入煤泥沉淀池,底流去除雜物之后給入理的制漿工藝有利于提高質(zhì)量和降低成本,煤泥攪拌池,攪拌池中的物料泵送到鍋爐1。水煤漿工藝有待于進(jìn)一步研究。1.3煤泥水煤漿工藝最新進(jìn)展干法制漿工藝棗莊礦業(yè)集團(tuán)高莊煤礦建成7Mta的中灰煤煤泥干法制漿工藝是將烘干的煤泥用輸送機(jī)泥水煤漿生產(chǎn)線,利用煤泥制備高濃度水煤漿技運(yùn)至制漿桶后加水?dāng)嚢?經(jīng)泵送到篩子上去除粗術(shù)把中灰煤泥制備成水煤漿。工藝為煤泥經(jīng)濃縮2011年第6期梁霏飛,等煤泥水煤漿技術(shù)研究進(jìn)展化劑和少量水,煤餅經(jīng)雙軸攪拌機(jī)的攪拌捏混,形發(fā)分含量,揮發(fā)分越高越容易點(diǎn)燃,火焰穩(wěn)定性越成具有一定流動(dòng)性的水煤漿。經(jīng)攪拌后,小部分水好。從燃燒角度來(lái)看,制漿用煤的揮發(fā)分含量不能煤漿返回?cái)嚢铏C(jī),大部分水煤漿送至球磨機(jī),產(chǎn)品太低,通常鍋爐要求>25%,爐窯要求>15%。從經(jīng)濾漿器過(guò)濾后,加入穩(wěn)定劑并攪拌均勻泵送至泵送和霧化的角度來(lái)看,要保證漿體在常溫和剪膠體磨,經(jīng)剪切、乳化作用形成成品。切率為100s4時(shí)粘度不高于10~12Pas兗礦集團(tuán)八一水煤漿公司用1臺(tái)400mm穩(wěn)定性:表示顆?？钩两档哪芰?決定能否穩(wěn)8500mm的球磨機(jī),并應(yīng)用徐州礦源濃漿泵供料定存放、輸送。影響穩(wěn)定性的因素有煤的變質(zhì)程系統(tǒng),將高莊煤礦煤泥直接制漿供給八一熱電廠,度、礦物組成、煤漿濃度、添加劑等。低變質(zhì)程度的生產(chǎn)能力15000v月。系統(tǒng)至今運(yùn)行正常,產(chǎn)品質(zhì)煤漿穩(wěn)定性通常比高變質(zhì)程度的好;礦物質(zhì)吸水量穩(wěn)定。另外,在高莊礦工業(yè)廣場(chǎng)范圍內(nèi)建設(shè)煤泥降低了漿體中水分,同時(shí)煤中的高價(jià)金屬離子溶水煤漿制備廠,許多設(shè)施和選煤廠共用,節(jié)約了大出后吸附在煤表面使親水性增強(qiáng),穩(wěn)定性提高;煤量資金。漿濃度越高穩(wěn)定性越好,因?yàn)楣腆w含量增加使煤兗州礦業(yè)集團(tuán)對(duì)煤泥制水煤漿、煤泥水煤漿粒間作用力增大,空隙的減少降低了顆粒沉降速加壓氣化制合成氣的試驗(yàn)表明,煤泥制漿作為水度。煤漿加壓氣化的原料是可行的。通過(guò)對(duì)煤泥水煤流變特性:即粘性,表示受剪切力作用的漿體漿制漿工藝、級(jí)配技術(shù)、添加劑等試驗(yàn),找到了最產(chǎn)生的變形與所受剪切力之間的關(guān)系。流變特性佳制漿條件和加壓氣化的較優(yōu)操作條件和工藝指對(duì)穩(wěn)定性、流動(dòng)性、可霧化性及可燃性等有影響,標(biāo),發(fā)現(xiàn)加入鈣系助熔劑解決了高灰熔點(diǎn)煤泥的因而對(duì)水煤漿的噴射、管道運(yùn)輸、鍋爐燃燒等產(chǎn)生氣化技術(shù)難題。影響。以煤泥為原料采用霧化造粒和熱力干燥工藝加工得到顆粒狀固態(tài)漿已經(jīng)問(wèn)世。該產(chǎn)品具水溶4煤泥水煤漿發(fā)展前景性,使用時(shí)既可經(jīng)加水?dāng)嚢琛⑦^(guò)濾得到液態(tài)煤漿供4.1煤泥水煤漿技術(shù)發(fā)展的意義燃燒,也可直接噴吹燃用。貯存時(shí)像固態(tài)散料一樣戰(zhàn)略意義:我國(guó)煤炭資源豐富而石油資源短簡(jiǎn)易袋裝即可,運(yùn)輸時(shí)可采用固態(tài)產(chǎn)品常規(guī)模式。缺,發(fā)展以煤為原料的煤泥水煤漿技術(shù)對(duì)應(yīng)對(duì)石2煤泥水煤漿添加劑研究進(jìn)展油危機(jī)具有戰(zhàn)略意義。目前我國(guó)鐵路運(yùn)輸能力有限,影響了煤泥的流通和應(yīng)用,因而就地處理煤分散劑:是一種表面活性劑,可降低漿體粘泥,是一條合理發(fā)展途徑度,提高流動(dòng)性。分散劑按離解程度分為離子型、經(jīng)濟(jì)意義:成本較高的煤炭氣化、液化產(chǎn)品由非離子型。不同類型分散劑對(duì)成漿性有不同程度于多種因素制約目前較難大規(guī)模應(yīng)用,重油直接的影響。燃燒導(dǎo)致了重油深加工效益的損失。而以成本較穩(wěn)定劑:具有使煤漿中已分散的顆粒能與周低的煤泥水煤漿作為燃料燃燒具有較好的經(jīng)濟(jì)效圍的其他顆粒及水結(jié)合成為一種較弱但又有一定益,再加上煤泥水煤漿粘度低,與重油相比燃燒負(fù)強(qiáng)度的三維空間結(jié)構(gòu)的作用,對(duì)顆粒沉淀產(chǎn)生的荷更易調(diào)節(jié),具有明顯節(jié)能效果,經(jīng)濟(jì)效益顯著。機(jī)械阻力可起到阻止顆粒沉淀并提高水煤漿穩(wěn)定環(huán)保意義:煤泥水煤漿技術(shù)的發(fā)展,解決了選性的。煤廠煤泥堆積污染問(wèn)題,減少了工業(yè)廢水的排放其它輔助添加劑:包括消泡劑、殺菌劑、促進(jìn)體現(xiàn)了煤泥的潔凈利用及其下游能源產(chǎn)品的多樣劑、乳化劑以及pH調(diào)整劑等。其中殺菌劑破壞菌性,增加了我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的彈性對(duì)進(jìn)一步開發(fā)煤類的細(xì)胞結(jié)構(gòu)線粒體、核內(nèi)代謝等,起到殺菌作炭潔凈的研究有參考價(jià)值。用。pH調(diào)整劑可調(diào)節(jié)煤泥水煤漿的酸堿度,維持4.2煤泥水煤漿發(fā)展前景及方向制漿時(shí)的弱堿性環(huán)境和穩(wěn)定體系的pH值煤泥水煤漿技術(shù)提高了鍋爐對(duì)水煤漿燃料的3煤泥水煤漿特性研究進(jìn)展適應(yīng)性,拓寬了燃料可選范圍,對(duì)水煤漿燃料向更深更寬層次發(fā)展具有明顯促進(jìn)作用,促進(jìn)了水煤燃燒性:與煤階、灰分、濃度等有關(guān),煤階越高漿制漿技術(shù)、燃燒發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和提高。煤泥水2011年第6期曹云虹某污水廠 Pasveer氧化溝工藝生物泡形成機(jī)理及控制實(shí)例分析103效地減少泡沫的形成。防線菌、線狀菌的生化對(duì)等)有關(guān)。每年比較嚴(yán)重的泡沫,都出現(xiàn)在春夏、秋pH值極敏感,最適當(dāng)?shù)膒H值為78。冬換季時(shí)節(jié),即上述的45月份和10、11月份,其3)溫度。與生物泡形成的有關(guān)菌屬都有各他時(shí)節(jié)即使出現(xiàn)都不太嚴(yán)重,較容易控制。在泡沫自適宜的生化溫度和最佳溫度。當(dāng)環(huán)境和溫度有出現(xiàn)初期,污水廠曾通過(guò)多種辦法,如噴灑水、人利于它的生化時(shí),就可能產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。中心區(qū)污工和機(jī)械清理、刮出,但效果均不太理想,這些都水廠發(fā)生生物泡的時(shí)間基本上都是每年的4~5月不能消除泡沫的生化,絲狀菌仍存在混合液中,最份和10~11月份。這兩個(gè)時(shí)間都是水溫高于氣溫終通過(guò)一段時(shí)間的實(shí)踐和摸索,發(fā)現(xiàn)采用降低氧而交變到水溫低于氣溫和由于水溫低于氣溫而交化溝污泥濃度MIS,由以前的40006000mg/1變水溫高于氣溫。這兩個(gè)時(shí)間,生物泡的形成比較降至2000-3000mg/L,在春夏和秋冬之交時(shí)降至集中而且嚴(yán)重。2000-2500mg/L,即污泥負(fù)荷Ns由004-0.05L(4)憎水性物質(zhì)。隨著居民生活水平的提高至007~0.11L,降低氧化溝內(nèi)的污泥濃度MLS和洗滌類用品用量的增加,污水廠進(jìn)水中憎水性物能夠較快地消除生物泡的生長(zhǎng)質(zhì)(如奶油、脂類等)增加,有利于放線菌的生化。通過(guò)提高氧化溝的污泥負(fù)荷,降低污泥的泥4生物泡控制辦法齡,縮短污泥停留時(shí)間達(dá)一倍以上,能有效抑制生物泡沫的生長(zhǎng),避免產(chǎn)生泡沫的問(wèn)題。從200年對(duì)污水廠生物泡的控制辦法有多種,有物理下半年開始,污水廠再未出現(xiàn)大規(guī)模的生物泡。的有化學(xué)的、有生物的辦法。通過(guò)對(duì)污水廠氧化[作者簡(jiǎn)介溝的觀察,總結(jié)其泡沫現(xiàn)象的規(guī)律,雖然泡沫主要曹云虹(1968-),女,工程師,大專學(xué)歷,現(xiàn)工作于中煤是由生物引起但主要與氣候(氣溫、水溫、大氣壓集團(tuán)大屯公司。[收稿日期:2011-08-26](上接第99頁(yè)〕燃燒技術(shù)相比,經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益等性的研究進(jìn)展以及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹,分析了綜合指標(biāo)更好。目前煤泥水煤漿漿技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),探討了其發(fā)展另外,煤泥水煤漿技術(shù)還促進(jìn)了鍋爐制造、耐意義,并展望了發(fā)展前景,提出了發(fā)展方向的建磨材料、環(huán)保產(chǎn)業(yè)、流體機(jī)械、分析化學(xué)、自動(dòng)化控議。采用水煤漿技術(shù)加工的煤泥水煤漿的利用不制等相關(guān)產(chǎn)業(yè)和學(xué)科發(fā)展。僅提高了資源的利用率,還提高了資源的利用量,今后,煤泥水煤漿技術(shù)應(yīng)向以下方向發(fā)展:①煤泥水煤漿技術(shù)為我國(guó)煤炭綜合利用開拓出了研究煤泥與分散劑的匹配性,開發(fā)適合多種煤泥條新的道路。制漿、性價(jià)比高的分散劑。煤泥水煤漿的穩(wěn)定性偏參考文獻(xiàn)]低,粘度偏大,而適宜的分散劑可改善其性質(zhì),目[1]曲劍午.煤泥水煤漿的制備和應(yīng)用[J].選煤技術(shù)2003前存在分散劑與煤泥匹配性差的問(wèn)題。②尋求盡量提高其濃度的制漿工藝。目前的煤泥制漿工藝[2]盧安民.煤泥水煤漿的制備與燃燒技術(shù)[J].選煤技術(shù),較難制得高濃度的水煤漿,要在保持煤泥漿適當(dāng)2008(4):20-23流動(dòng)性的前提下改進(jìn)工藝。③研究提高煤泥水煤[3]趙鳴,劉炯天,煤泥水煤漿的制備和應(yīng)用[J].能源環(huán)漿利用效率的方法。由于煤泥水煤漿濃度低,熱值境保護(hù),2003(3):54-56低,水分、灰分含量高燃燒溫度相對(duì)較低,容易影[4]闞愛(ài)珍,鄭化安,煤泥水煤漿制漿工藝研究[J.煤化響鍋爐的燃燒效率,對(duì)燃燒設(shè)備和燃燒條件等有工,1992(4):8-12特殊要求,因而要改進(jìn)煤泥水煤漿鍋爐的結(jié)構(gòu)參[5]劉曉霞,屈睿,黃文紅,等.水煤漿添加劑的研究進(jìn)展數(shù)和操作參數(shù)提高其利用效率。④研究如何減小[J].200837(1):101-103[6]王勇衛(wèi),刑學(xué)法,王成杰.煤泥制漿工藝的改進(jìn)及分析煤泥水煤漿利用時(shí)所造成環(huán)境污染。由于有些鍋[J].煤炭技術(shù),2008(6):114-115爐排煙量增加,飛灰含量也相應(yīng)增加,容易造成環(huán)[作者簡(jiǎn)介]境污染,需完善和充分利用鍋爐除塵設(shè)備能力6。梁霏飛(1985-),女,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院碩士研究5結(jié)語(yǔ)生,從事潔凈煤技術(shù)和煤化工方面的研究。收稿日期:2011-06-27