轉(zhuǎn)化利用中國(guó)科技核心期刊礦業(yè)類(lèi)核心期刊提高內(nèi)蒙古低階煤氣化水煤漿濃度的實(shí)驗(yàn)研究張桂玲123,杜麗偉…23,劉燁煒13(1.煤炭科學(xué)研究總院節(jié)能工程技術(shù)研究分院,北京100013;2.煤炭資源開(kāi)采與環(huán)境保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100013;3.國(guó)家能源煤炭高效利用與節(jié)能減排技術(shù)裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100013)摘要:低階煤的內(nèi)水高、含氧官能團(tuán)多、可磨性差等特點(diǎn)導(dǎo)致其成漿濃度低,不利于后續(xù)以低階煤水煤漿為原料的氣化。為了解決上述問(wèn)題,以內(nèi)蒙古Ⅰ號(hào),2號(hào)煤樣為研究對(duì)象,對(duì)比了采用普通制漿工藝與分級(jí)研磨制漿工藝制備的水煤漿的各種性能。結(jié)果表明:分級(jí)研磨制漿工藝不僅顯著提高了2種煤漿-0.075mm粒級(jí)含量。且當(dāng)固定漿體表觀黏度為1200mPa·s、粗粉與細(xì)粉質(zhì)量比為陽(yáng)0:30時(shí),2種煤樣所制水煤漿的最高成漿濃度分別為61.39%和58.52%,比普通制漿工藝所制水煤漿的最高成漿濃度分別提高了3.92%和3.94%成漿濃度的顯著提高有利于后續(xù)的水煤漿氣化關(guān)鍵詞:低階煤;分級(jí)研磨;水煤漿;氣化;制漿工藝中圖分類(lèi)號(hào):TQ536;TD849文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-6772(2013)04-0055-0Improvement on coal water slurry concentration prepared fromInner Mongolia low-rank coalZHANG Guiling,2, 3, DU Liwei,2, 3, LIU Yewei.2.31. Energy Conservation and Engineering Technology Research Institute, China Coal Research Institute, Beying 100013, China2. State Key Laboratory of Coal Mining and Clean Utilization( China Coal Research Institute), Beiing 100013, China;3. National Energy Technology equipment Laboratory of Coal Utilization and Emission ControlChina Coal Research Institute), Beying 100013, China)Abstract: High inherent moisture, lots of oxygen-containing functional groups and poor grindability of low-rank coallead to lower coal water slurry( CwS)concentration, which limit the subsequent gasification. To resolve theseproblems, taking Inner Mongolia NO. 1 and NO. 2 coal as research objects, compare the characteristics of two kindsof coal water slurry which are prepared by traditional CWS preparation method and preliminary grindirespectively. The results show that, the latter method can dramatically improve the content of -0 075 mm sizefraction Stabilize the apparent viscosity at 1200 mPa.s, when the mass ratio of middings and fines is 70 to 30, thehighest CWS concentration of these two coals is 61. 39 percent and 58 52 percent respectively, improved by 3. 92percent and 3. 94 percent respectively compared with traditional CWS preparation method. The improvement of CWSconcentration is beneficial for the subsequent gasificationKey words: low-rank coal; preliminary grinding; coal water slurry; gasification; coal water slurry preparation method收稿日期:2013-03-12責(zé)任編輯:宮在芹V凵中國(guó)煤化工作者簡(jiǎn)介:張桂玲(1975-),女,山西大同人,主變從事水煤漿制備技術(shù)研究。CNMHG引用格式:張桂玲,杜麗偉,劉燁煒提高內(nèi)蒙古低階煤氣化水媒漿濃度的實(shí)驗(yàn)研究[門(mén)潔凈煤技術(shù),2013,19(4):55-58張桂玲等:提高內(nèi)蒙古低階煤氣化水煤漿濃度的實(shí)驗(yàn)研究轉(zhuǎn)化利用中國(guó)低階煤(長(zhǎng)焰煤、弱黏煤、不黏煤、褐煤等)為此,國(guó)家水煤漿工程技術(shù)研究中心開(kāi)發(fā)了工資源豐富,用低階煤制漿不僅能以較低的價(jià)格保證藝流程簡(jiǎn)單,不需對(duì)低階煤進(jìn)行改性,磨機(jī)能耗低制漿用煤的供應(yīng),提高水煤漿的經(jīng)濟(jì)性,而且符合的分級(jí)研磨制漿工藝,該工藝不僅可以提高低階煤國(guó)家合理利用煤炭資源的政策,是近年來(lái)制漿用煤水煤漿濃度,還可以改善低階煤的流動(dòng)性和穩(wěn)定的主要研究方向。但由于低階煤具有內(nèi)水高、含氧性目前該工藝已在中國(guó)東部沿海城市的燃官能團(tuán)多、可磨性差等特點(diǎn),導(dǎo)致用常規(guī)制漿工藝料水煤漿廠以及北方的氣化行業(yè)得到應(yīng)用2。制備的水煤漿濃度偏低。由于低濃度煤漿粒度偏由于不同低階煤種具有不同的研磨特性,因此粗且分布不合理,漿體流變性及霧化性能差,致使必須針對(duì)實(shí)驗(yàn)用煤進(jìn)行分級(jí)研磨制漿工藝研究,以煤漿管道、泵、閥門(mén)、氣化爐噴嘴等磨損嚴(yán)重,氣化確定獲得最高制漿濃度的最佳粒度級(jí)配及粒度分煤耗和氧耗偏高,氣化效率降低,氣化運(yùn)行成本布。為此,對(duì)2種內(nèi)蒙古低階煤進(jìn)行了分級(jí)研磨制增加。備高濃度氣化水煤漿的實(shí)驗(yàn)研究為了提高低階煤水煤漿濃度,常釆用低階煤改性制漿工藝但該工藝需要在制漿前對(duì)低階煤進(jìn)行1實(shí)驗(yàn)熱力脫水提質(zhì)改性,以降低內(nèi)水及含氧官能團(tuán)含1.1原料煤性質(zhì)量,使低階煤的成漿性提高9,這不僅增加了改性表1為2種內(nèi)蒙古低階煤的工業(yè)分析和元素裝置的投資和熱能消耗,還使工藝變得復(fù)雜。分析。表1內(nèi)蒙古低階煤的工業(yè)分析和元素分析工業(yè)分析/%元素分析/%煤種Moo(s,d)(C。)(Had)d(0)o(n內(nèi)蒙古1號(hào)15.6014.2628.3126.450.289.87內(nèi)蒙古2號(hào)20.3320.3315.7730.020.3010.16由表1可以看出,2種煤均屬于低硫、高內(nèi)水、實(shí)驗(yàn)采用干法制漿。將磨好的煤粉、定量添加高氧含量、高揮發(fā)分的低階煤,O/C比都較高,分別劑和水加入燒杯中,用J-1型定時(shí)電動(dòng)攪拌器攪拌為0.23和0.21,因而用常規(guī)制漿工藝很難制備高6min即得水煤漿。將制備好的水煤漿進(jìn)行表觀黏濃度水煤漿度、濃度測(cè)試,并妥善保存,之后進(jìn)行流變性、流動(dòng)1.2實(shí)驗(yàn)儀器和方法性、穩(wěn)定性測(cè)試。水煤漿濃度、黏度的測(cè)定分別按表2為實(shí)驗(yàn)用儀器。照GBT18856.2-2008《水煤漿試驗(yàn)方法第2部表2實(shí)驗(yàn)用儀器分濃度測(cè)定》和GB/T18856.42008《水煤漿試驗(yàn)名稱(chēng)型號(hào)方法第4部分:表觀黏度測(cè)定》進(jìn)行顎式破碎機(jī)2結(jié)果與討論電動(dòng)振動(dòng)篩2.1常規(guī)工藝成漿性實(shí)驗(yàn)電子天平(00001g)MDI1O-2中國(guó)氣化水煤漿制備多為單磨機(jī)制漿工藝,磨電熱鼓風(fēng)干燥箱水煤漿黏度儀NXS-4C機(jī)出口的煤漿即為氣化原料,存在水煤漿粒度級(jí)配定時(shí)電動(dòng)攪拌器不合理、濃度偏低等問(wèn)題,使水煤漿氣化系統(tǒng)有效棒磨機(jī)XMB-Φ240×300合成氣所需的氧耗和煤耗偏高。為了比較分級(jí)研磨工藝與傳統(tǒng)工藝的區(qū)別,實(shí)驗(yàn)首先采用干法制漿攪拌細(xì)磨機(jī)QHJM-3的方式對(duì)其進(jìn)行常規(guī)工藝的成漿性實(shí)驗(yàn),添加劑為電子天平(0.01g)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中國(guó)煤化工量為干煤粉質(zhì)多功能紅外水分測(cè)定儀DHS16-A量的0.5%CNMHG件下2種煤樣激光粒度分布儀BT-2002的成漿性?！稘崈裘杭夹g(shù)》2013年第19卷第4期轉(zhuǎn)化利用中國(guó)科技核心期刊礦業(yè)類(lèi)核心期刊表3常規(guī)制漿工藝條件下煤樣的成漿性2)在煤漿表觀黏度<1200mPa·s時(shí),綜合考慮煤樣成漿濃度/表觀黏度/24h后流動(dòng)性等因素,內(nèi)蒙古1號(hào)和內(nèi)蒙古2號(hào)煤樣的最流動(dòng)性穩(wěn)定性高成漿濃度分別為5747%和54.58%。較低的水煤漿濃度會(huì)降低后續(xù)氣化過(guò)程的氣化效率,增加生產(chǎn)成本。因此,提高2種煤樣的成漿濃度對(duì)氣化爐內(nèi)蒙古1號(hào)57.47的運(yùn)行極為重要。1275C2.2分級(jí)研磨工藝成漿性實(shí)驗(yàn)52.5153.691025DDCDDDCD2.2.1最佳粒度級(jí)配確定優(yōu)化煤漿的粒度級(jí)配,提高煤漿的堆積效率內(nèi)蒙古2號(hào)s.581140是提高低階煤水煤漿濃度的主要方法。實(shí)驗(yàn)主要1253采用干法成漿性研究,分別用粗磨機(jī)和細(xì)磨機(jī)制備粗粉和細(xì)粉,然后將制備好的粗粉、細(xì)粉分別按照注:在剪切速率為100s,溫度為25℃時(shí)測(cè)定表觀黏度質(zhì)量比為90:10,80:20,70:30,60:40的比例混合制由表3可知,在常規(guī)制漿工藝條件下,2種煤樣漿,并對(duì)制得的煤漿進(jìn)行濃度、黏度、穩(wěn)定性流動(dòng)的成漿性具有如下規(guī)律性等性能測(cè)試。其中,內(nèi)蒙古1號(hào)、2號(hào)2種煤樣的1)隨著成漿濃度的提高煤漿的表觀黏度逐步煤漿設(shè)計(jì)濃度分別為61%,58%,添加劑添加量為增高,流動(dòng)性明顯變差,穩(wěn)定性在各種濃度時(shí)均干基煤粉質(zhì)量的0.3%。表4為最佳粒度級(jí)配的實(shí)較差。驗(yàn)結(jié)果。表4最佳粒度級(jí)配的確定煤樣m(粗粉)m(細(xì)粉)實(shí)際濃度/表觀黏度(ma·s)流動(dòng)性4h后粒度分布(累積含量)/%<1.000mm<0.450mm61.5l97097.7840.8161.24B88.2143.40內(nèi)蒙古180:2099.1070:3061.4646.5461.32A99.7049.0158.3797.1487.1780:2058.291097B內(nèi)蒙古2號(hào)58.98.4687.8946.7458.451228B99.05由表4可以看出,2種煤樣的表觀黏度隨著細(xì)表5常規(guī)工藝和分級(jí)研磨制漿工藝粒度分布對(duì)比粉添加量的增大而增大,流動(dòng)性及穩(wěn)定性都逐漸粒度分布(累積含量)/%變好;但當(dāng)細(xì)粉加入量達(dá)到40%時(shí),漿體粒度偏煤樣工藝類(lèi)型<1.000mm<0.450mm<0.075mm細(xì),導(dǎo)致煤漿表觀黏度最高;當(dāng)細(xì)粉添加量為30%常規(guī)工藝97.6286.8432.90時(shí),煤漿的性能及粒度均完全符合氣化用漿的要內(nèi)蒙古1號(hào)分級(jí)研磨99.3846.54求,因此,分級(jí)研磨制漿工藝的最佳粒度級(jí)配確定常規(guī)工藝9731.21為m(粗粉):m(細(xì)粉)=70:30。內(nèi)蒙古2號(hào)分級(jí)研磨984687.8946.74表5為常規(guī)工藝和分級(jí)研磨制漿工藝的粒度分布對(duì)比。由表5可以看出,常規(guī)制漿工藝的煤漿粒2.2.2分級(jí)研磨制漿工藝成漿性實(shí)驗(yàn)度較粗,2種煤樣的-0.075mm細(xì)顆粒含量?jī)H為采用分級(jí)研磨制漿工藝,固定漿體表觀黏度為32.90%和31.21%,分級(jí)研磨工藝使-0.075mm的1200mPa·s時(shí),進(jìn)行水煤漿所能達(dá)到的最高成漿含量提高到了46、54%和4674%,明顯降低了煤漿濃度實(shí)驗(yàn),凵中國(guó)煤化工干基煤粉質(zhì)量的平均粒徑且有效拓寬了粒度分布范圍,使煤漿粒的05%CNMH⑦):m(細(xì)粉)=度級(jí)配趨于合理,因此水煤漿濃度能夠顯著提高。70:30。表6為不同濃度時(shí)的水煤漿性能。張桂玲等:提高內(nèi)蒙古低階煤氣化水煤漿濃度的實(shí)驗(yàn)研究轉(zhuǎn)化列用彎表6不同濃度時(shí)的水煤漿性能含的煤種多、性質(zhì)差別大,成漿性也有很大差異。煤樣成漿濃度/表觀黏度24h后因此還需對(duì)其它低階煤種進(jìn)行分級(jí)研磨制漿的流動(dòng)性(mPa.s)穩(wěn)定性研究。59.41C內(nèi)蒙古1號(hào)60.2參考文獻(xiàn):l1341247BBBCBBBC[1]宋彬彬褐煤低溫?zé)岣馁|(zhì)及成漿性能研究[D].大連:大連理工大學(xué),200856.3357.46DDBB2]周夏,劉長(zhǎng)輝褐煤氣化前的預(yù)處理技術(shù)[J.煤炭加內(nèi)蒙古2號(hào)工與綜合利用,2008(4):32-3659.381268[3]白向飛中國(guó)褐煤及低階煙煤利用及提質(zhì)技術(shù)開(kāi)發(fā)由表6可以看出,隨著成漿濃度的增大,水煤漿].煤質(zhì)技術(shù),2010(6):9-11的表觀黏度也明顯升高內(nèi)蒙古1號(hào)和內(nèi)蒙古2號(hào)媒4]吳國(guó)光郭照冰水煤漿制漿試驗(yàn)研究與制備因素分樣所制水煤漿的最高成漿濃度為61.39%,58.52%,析[J.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001(7):543-546比普通制漿工藝所制水煤漿的最高成漿濃度的[5]段清兵,王國(guó)房,張貴等熱力改性對(duì)低階煤種成漿57.47%和54.58%分別提高了3.92%和3.94%,充性影響的研究[J]潔凈煤技術(shù),2007,13(3):41-43.分說(shuō)明分級(jí)研磨制漿工藝可以較大幅度提高低階[6]趙衛(wèi)東低階煤水熱改性制漿的微觀機(jī)理及燃燒特性煤制漿濃度。研究[D].杭州:浙江大學(xué),200[7]張鏡呂玉庭.熱水干燥技術(shù)處理舒蘭褐煤的研究3結(jié)論J].煤炭加工與綜合利用,2011(5):47-49[8]龔志華,顧兆云徐志強(qiáng)提高印尼褐煤成漿性的試驗(yàn)1)對(duì)2種內(nèi)蒙古煤進(jìn)行的磨礦實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明研究[J]煤炭加工與綜合利用,2008(1):26-28采用分級(jí)研磨制漿工藝,使煤漿粒度中-0.075mm的含量比常規(guī)制漿工藝分別提高了13.64%和[9]張鴻林氣流床氣化低階煤的脫水提質(zhì)預(yù)處理[J]煤化工,2011,39(6):l15.53%,降低了煤漿的平均粒徑,提高了堆積效率。[10]賀鑫平,余濤周敬林分級(jí)研磨制漿工藝應(yīng)用于水煤2)采用分級(jí)研磨制漿工藝制備的內(nèi)蒙古氣化漿氣化的工程分析[J].煤化工,2012,40(5):19-23.煤漿濃度比常規(guī)制漿工藝提高4%左右,這為低成[1]段清兵梁興張勝局等提高神華煤氣化水煤漿粘本、高濃度制備低階煤氣化煤漿及大規(guī)模合理有效度的可行性研究[J].潔凈煤技術(shù),2009,15(2):49利用低階煤提供了科學(xué)依據(jù)。3)本研究?jī)H得到內(nèi)蒙古低階煤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并[12]孫海勇何國(guó)鋒,段清兵,等分級(jí)研磨工藝制備油煤不能涵蓋所有低階煤的成漿特性。由于低階煤包漿的實(shí)驗(yàn)研究[J].潔凈煤技術(shù),2011,17(6):58-60。*當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)與與與當(dāng)與郜加當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)與《煤礦礦長(zhǎng)保護(hù)礦工生命安全七條規(guī)定》公布國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第58號(hào)《煤礦礦長(zhǎng)保護(hù)礦工生命安全七條規(guī)定》已于2013年1月15日國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局局長(zhǎng)辦公會(huì)議審議通過(guò),并于公布之日起施行。具體規(guī)定如下必須證照齊全,嚴(yán)禁無(wú)證照或者證照失效非法生產(chǎn)。必須在批準(zhǔn)區(qū)域正規(guī)開(kāi)采,嚴(yán)禁超層越界或者巷道式采煤、空頂作業(yè)三、必須確保通風(fēng)系統(tǒng)可靠,嚴(yán)禁無(wú)風(fēng)、微風(fēng)、循環(huán)風(fēng)冒險(xiǎn)作業(yè)四、必須做到瓦斯抽采達(dá)標(biāo),防突措施到位,監(jiān)控系統(tǒng)有效,瓦斯超限立即撤人,嚴(yán)禁違規(guī)作業(yè)五、必須落實(shí)井下探放水規(guī)定,嚴(yán)禁開(kāi)采防隔水煤柱。六、必須保證井下機(jī)電和所有提升設(shè)備完好嚴(yán)禁非阻燃、非防V凵中國(guó)煤化工七、必須堅(jiān)持礦領(lǐng)導(dǎo)下井帶斑確保員工培訓(xùn)合格持證上崗嚴(yán)CNMHG(來(lái)源:國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局網(wǎng)站)《潔凈煤技術(shù)》2013年第19卷第4期