能源技術與管理011年第6期d10.3969isn.1672-99432011.06041資源綜合利用煤泥水煤漿技術研究進展梁霏飛,吳國光,孟獻梁,張玉良,云增杰,羅曉強,張靜(中國礦業(yè)大學化工學院,江蘇徐州221116)[摘要]隨著選煤技術的發(fā)展,煤泥產(chǎn)量日益上升。選煤廠煤泥粒度細、灰分高、含水量大不經(jīng)適當處理難以有效利用。煤泥水煤漿是一種高灰水煤漿,是依托水煤漿技術而發(fā)展的一種新型燃料,有廣泛的應用前景。針對煤泥水煤漿工藝、添加劑和成漿特性進行闡述,分析了發(fā)展煤泥水煤漿技術的意義,展望了發(fā)展前景和發(fā)展方向。[關鍵詞]煤泥;水煤漿;添加劑;成漿特性;發(fā)展前景[中圖分類號]TQ536[文獻標識碼]B[文章編號]1672-9943(2011)06-0984020引言粒及雜物外排。優(yōu)點是濃度較易控制,制漿能力較大;缺點是如果干煤粉量太大就很難被水迅速潤煤泥是由微細粒煤、粉化矸石和水組成的粘濕,要求入料濃度不能變動太大,對入料中的大顆稠物,具有粒度細、微粒含量多、水分和灰分髙、熱粒及雜物較難控制,環(huán)境污染嚴重。值低、粘結(jié)性較強、內(nèi)聚力大等特點。隨著選煤技兗州礦業(yè)集團根據(jù)經(jīng)驗將煤泥干燥后篩分后術的進步,副產(chǎn)品煤泥的發(fā)熱量越來越低,大部分確定級配方案制漿,通過煤質(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)缺乏對煤試驗,選出了效果好、價格便宜、使用方便的添加泥的綜合治理,導致煤泥泛濫,選煤生產(chǎn)受到制劑,還找出了不同時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選煤漿條件企業(yè)意義重大1。煤泥水煤漿技術利用煤泥作為12濕法制漿工藝原料,是在水煤漿技術基礎上發(fā)展起來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、浮選以及真空過濾等環(huán)產(chǎn)品經(jīng)過濾、攪拌調(diào)漿。優(yōu)點是不需增加太多的設節(jié),生產(chǎn)成本低,簡化了選煤廠的煤泥水處理系備,工藝簡單、操作方便,不改變原煤泥粒度分布統(tǒng),是國家鼓勵發(fā)展的資源綜合利用項目2。可制得性能良好的漿體,環(huán)境污染小;缺點是難以1煤泥水煤漿工藝研究進展制得較高濃度的水煤漿,對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、高濃度濃縮機底流受壓力作用從而給入旋流器。底流和煤漿管道遠距離輸送等技術,是在現(xiàn)有資源和技溢流分別給亼制漿桶和煤泥沉淀池,制漿桶中漿術前提下的創(chuàng)新。缺陷是選用設備數(shù)量多、項目投體泵送至篩子去除大顆粒和雜物,之后給入儲漿資大,制約了產(chǎn)業(yè)化進程,沒有專用制漿設備,代桶制得的煤泥水煤漿由曲桿泵送到爐前;邢臺礦用設備效率低、能耗大,影響經(jīng)濟效益和市場推務局東龐煤礦采用濃縮機濕法制漿系統(tǒng),選煤近年來,依托水煤漿技術開發(fā)出的煤泥水煤漿濃縮機底流經(jīng)過泵進入二次濃縮機中,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。水煤漿工藝有待于進一步研究。13中國煤化工1.1千法制漿工藝CNMH或7Ma的中灰煤煤泥干法制漿工藝是將烘娂干的煤泥用輸送機泥水煤漿生產(chǎn)線,利用煤泥制備高濃度水煤漿技運至制漿桶后加水攪拌,經(jīng)泵送到篩子上去除粗術把中灰煤泥制備成水煤漿。工藝為煤泥經(jīng)濃縮粒和雜物,篩下物進儲漿桶供鍋爐燃燒,篩上大顆過濾脫水后,經(jīng)運輸系統(tǒng)運至攪拌機,同時加入活2011年第6期梁霏飛,等煤泥水煤漿技術研究進展化劑和少量水,煤餅經(jīng)雙軸攪拌機的攪拌捏混,形發(fā)分含量,揮發(fā)分越高越容易點燃,火焰穩(wěn)定性越成具有一定流動性的水煤漿。經(jīng)攪拌后,小部分水好。從燃燒角度來看,制漿用煤的揮發(fā)分含量不能煤漿返回攪拌機,大部分水煤漿送至球磨機,產(chǎn)品太低,通常鍋爐要求>25%,爐窯要求>15%。從經(jīng)濾漿器過濾后,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100s1時粘度不高于1.0~1.2Pa·s兗礦集團八一水煤漿公司用1臺400mm穩(wěn)定性:表示顆?？钩两档哪芰?決定能否穩(wěn)8500mm的球磨機,并應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15000υ月。系統(tǒng)至今運行正常,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)廣場范圍內(nèi)建設煤泥降低了漿體中水分,同時煤中的高價金屬離子溶水煤漿制備廠,許多設施和選煤廠共用,節(jié)約了大出后吸附在煤表面使親水性增強,穩(wěn)定性提高;煤量資金。漿濃度越高穩(wěn)定性越好,因為固體含量增加使煤兗州礦業(yè)集團對煤泥制水煤漿、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。通過對煤泥水煤流變特性:即粘性,表示受剪切力作用的漿體漿制漿工藝、級配技術、添加劑等試驗,找到了最產(chǎn)生的變形與所受剪切力之間的關系。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穩(wěn)定性、流動性、可霧化性及可燃性等有影響,標,發(fā)現(xiàn)加入鈣系助熔劑解決了高灰熔點煤泥的因而對水煤漿的噴射、管道運輸、鍋爐燃燒等產(chǎn)生氣化技術難題。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)問世。該產(chǎn)品具水溶4煤泥水煤漿發(fā)展前景性,使用時既可經(jīng)加水攪拌、過濾得到液態(tài)煤漿供4.1煤泥水煤漿技術發(fā)展的意義燃燒,也可直接噴吹燃用。貯存時像固態(tài)散料一樣戰(zhàn)略意義:我國煤炭資源豐富而石油資源短簡易袋裝即可,運輸時可采用固態(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對應對石2煤泥水煤漿添加劑研究進展油危機具有戰(zhàn)略意義。目前我國鐵路運輸能力有限,影響了煤泥的流通和應用,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,提高流動性。分散劑按離解程度分為離子型經(jīng)濟意義:成本較高的煤炭氣化、液化產(chǎn)品由非離子型。不同類型分散劑對成漿性有不同程度于多種因素制約目前較難大規(guī)模應用,重油直接的影響。燃燒導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,與重油相比燃燒負強度的三維空間結(jié)構(gòu)的作用,對顆粒沉淀產(chǎn)生的荷更易調(diào)節(jié),具有明顯節(jié)能效果,經(jīng)濟效益顯著。機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:煤泥水煤漿技術的發(fā)展,解決了選性的。煤廠煤泥堆積污染問題,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,增加了我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的彈性對進一步開發(fā)煤類的細胞結(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的弱堿性環(huán)境和穩(wěn)定體系的pH值。3煤泥水煤漿特性研究進展安,煤泥水煤山中國煤化工漿燃料的應性,拓寬CNMHG燃料向更深更寬層次發(fā)展具有明顯促進作用,促進了水煤燃燒性:與煤階、灰分、濃度等有關,煤階越高漿制漿技術、燃燒發(fā)電技術的發(fā)展和提高。煤泥水灰分越低,熱值就越大煤漿的燃點主要取決于揮煤漿技術和煤泥干燥燃燒、成型(下轉(zhuǎn)第103頁)2011年第6期曹云虹某污水廠 Pasveer氧化溝工藝生物泡形成機理及控制實例分析103效地減少泡沫的形成。防線菌、線狀菌的生化對等)有關。每年比較嚴重的泡沫,都出現(xiàn)在春夏、秋pH值極敏感,最適當?shù)膒H值為78冬換季時節(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菌屬都有各他時節(jié)即使出現(xiàn)都不太嚴重,較容易控制。在泡沫自適宜的生化溫度和最佳溫度。當環(huán)境和溫度有出現(xiàn)初期,污水廠曾通過多種辦法,如噴灑水、人利于它的生化時,就可能產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。中心區(qū)污工和機械清理、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。這兩個時間都是水溫高于氣溫終通過一段時間的實踐和摸索,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MISs,由以前的40006000mg變水溫高于氣溫。這兩個時間,生物泡的形成比較降至2000~3000mg/L,在春夏和秋冬之交時降至集中而且嚴重。2000~2500mg/L,即污泥負荷Ns由004-0.05L(4)憎水性物質(zhì)。隨著居民生活水平的提高至0.07~0.11L,降低氧化溝內(nèi)的污泥濃度MLSS和洗滌類用品用量的增加,污水廠進水中憎水性物能夠較快地消除生物泡的生長。質(zhì)(如奶油、脂類等)增加,有利于放線菌的生化。通過提高氧化溝的污泥負荷,降低污泥的泥生物泡控制辦法齡,縮短污泥停留時間達一倍以上,能有效抑制生物泡沫的生長,避免產(chǎn)生泡沫的問題。從2010年對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、有化學的、有生物的辦法。通過對污水廠氧化[作者簡介溝的觀察,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、大氣壓集團大屯公司。[收稿日期:2011-08-26](上接第99頁)燃燒技術相比,經(jīng)濟、環(huán)境效益等性的研究進展以及應用現(xiàn)狀進行了介紹,分析了綜合指標更好。目前煤泥水煤漿漿技術的優(yōu)缺點,探討了其發(fā)展另外,煤泥水煤漿技術還促進了鍋爐制造、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)、流體杋械、分析化學、自動化控議。采用水煤漿技術加工的煤泥水煤漿的利用不制等相關產(chǎn)業(yè)和學科發(fā)展。僅提高了資源的利用率,還提高了資源的利用量,今后,煤泥水煤漿技術應向以下方向發(fā)展:①煤泥水煤漿技術為我國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、性價比高的分散劑。煤泥水煤漿的穩(wěn)定性偏[參考文獻]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用[J].選煤技術,2003前存在分散劑與煤泥匹配性差的問題。②尋求盡(1):34-36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門選煤技術,較難制得高濃度的水煤漿,要在保持煤泥漿適當2008(4):20-23流動性的前提下改進工藝。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,2003(3):54-56低,水分、灰分含量高,燃燒溫度相對較低容易影4愛珍,鄭化安,煤泥水媒漿制漿工藝研究.煤化響鍋爐的燃燒效率,對燃燒設備和燃燒條件等有工,1992(4):8-12特殊要求,因而要改進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展[J].2008,37(1):l01-10數(shù)和操作參數(shù)提高其利用效率。④研究如何減小[6]王勇衛(wèi),刑學法,王成杰.煤泥制漿工藝的改進及分析煤泥水煤漿利用時所造成環(huán)境污染。由于有些鍋[J].煤炭技爐排煙量增加,飛灰含量也相應增加,容易造成環(huán)中國煤化工境污染,需完善和充分利用鍋爐除塵設備能力6[作者簡介CNMHG梁霏飛(1985-),女,中國礦業(yè)大學化工學院碩士研究5結(jié)語生,從事潔凈煤技術和煤化工方面的研究。[收稿日期:2011-06-27]對煤泥水煤漿的制備工藝、添加劑和成漿特