提高内蒙古低阶煤气化水煤浆浓度的实验研究

低阶煤的内水高、含氧官能团多、可磨性差等特点导致其成浆浓度低,不利于后续以低阶煤水煤浆为原料的气化。为了解决上述问题,以内蒙古1号,2号煤样为研究对象,对比了采用普通制浆工艺与分级研磨制浆工艺制备的水煤浆的各种性能。结果表明:分级研磨制浆工艺不仅显著提高了2种煤浆-0.075 mm粒级含量。且当固定浆体表观黏度为1200 mPa.s、粗粉与细粉质量比为70∶30时,2种煤样所制水煤浆的最高成浆浓度分别为61.39%和58.52%,比普通制浆工艺所制水煤浆的最高成浆浓度分别提高了3.92%和3.94%,成浆浓度的显著提高有利于后续的水煤浆气化。     

半焦制备气化水煤浆试验研究

为提高半焦的成浆浓度,以半焦与褐煤为原料,采用传统工艺,分级研磨工艺和间断级配工艺进行成浆性试验,并进行了半焦与褐煤的配煤制浆试验。结果表明,半焦和褐煤在传统工艺下的最高成浆浓度分别为55.58%、47.38%。采用分级研磨制浆工艺,在粗细粉质量比为85∶15的条件下,半焦和褐煤的最高成浆浓度分别为58.13%、51.59%。采用间断级配制浆工艺,对半焦和褐煤以7∶3进行配煤制浆试验,在半焦的粗细粉质量比为6∶4条件下,配煤制浆的最高成浆浓度为61.36%,浓度满足设计要求,所制煤浆的流动性和稳定性都明显变好。     

低阶煤制备高浓度水煤浆技术现状及发展趋势

为提高低阶煤制备水煤浆浓度,实现低阶煤的高效合理利用,介绍了低阶煤制备高浓度水煤浆技术研究进展,对水煤浆制备工艺从单磨机制备工艺到分级研磨连续级配制浆工艺及间断粒度级配制浆工艺的研发历程、工艺特点、提浓效果、应用现状等进行分析,最后论述了水煤浆制备及应用存在问题及未来发展方向。与常规单磨机制浆工艺相比,分级研磨制浆工艺的水煤浆浓度提高3%左右,而间断级配制浆工艺的水煤浆浓度提高6%～8%,因此,间断级配制浆工艺是低阶煤制备高浓度水煤浆的首选技术。未来水煤浆制备工艺应进一步创新、拓展制浆原料,如低阶煤和低挥发分煤、工业废水、污泥、工业残渣等作为制浆原料;推动水煤浆燃烧应用向工业园区和热电联产方向发展,实现煤炭高效、节能、环保利用。     

低挥发分煤制备气化水煤浆的可行性研究

介绍了国内外水煤浆气化技术的发展历程,研究了国家水煤浆工程技术研究中心研发的“分级研磨高浓度制浆工艺”的提浓效果及其对气化水煤浆技术发展的推动作用。选取了一种无烟煤进行成浆性试验。结果表明：在传统制浆工艺下,该煤样的制浆浓度即可达到62％,若采用分级研磨制浆工艺,可使制浆浓度提高至65％,可作为气化水煤浆的制浆用煤。进行了不同粒度条件和加入催化剂情况下煤浆的热天平试验,分析了不同试验条件下样品的失重与失重速率数据。试验证明了该煤样的气化反应活性可通过一定手段提高,结合工业实践,分析了低挥发分煤制备气化水煤浆的可行性。     

高浓度气化水煤浆制备技术

水煤浆气化有效气含量与粉煤气化相比,有一定差距,主要原因是水煤浆浓度偏低,气化时带进多余的水而造成。提高水煤浆浓度是提高水煤浆气化有效气含量的关键。介绍了近年来国家水煤浆工程技术研究中心开发的气化水煤浆提浓新技术,包括分级研磨制浆技术和间断粒度级配制浆技术。介绍了两种制浆技术的原理及工艺流程,工业应用及中石化联合会的科技成果鉴定表明,与常规制浆工艺采用同种煤制备的煤浆浓度相比,分级研磨制浆技术煤浆质量分数提高3个百分点左右;间断粒度级配制浆技术煤浆质量分数提高6~8个百分点。     

间断级配工艺制备气化水煤浆试验研究

为提高褐煤成浆浓度,以褐煤和精煤为原料,采用间断级配制浆工艺,分别对2个单种煤样和配煤进行成浆性试验,研究不同混煤方法对制浆浓度、黏度、流动性的影响,并确定最佳混配制浆方案。结果表明,褐煤具有高水分、高挥发分、低热值、反应活性好、制浆浓度低的特点;精煤具有低水分、高热值、反应活性差、制浆浓度高等特点。褐煤、精煤单种煤的最高成浆浓度分别为51.89%、73.75%。褐煤与精煤以质量比6∶4均匀混配,粗细粉配比为7∶3,添加剂用量为0.3%(干基/干粉)条件下,制取的水煤浆最高浓度为61.24%,表观黏度为1 298 mPa·s,流动性目测为B级,浆体流动摊开面积为192 cm~2时,且浆体流动性、稳定性都较好,满足水煤浆气化设计要求。     

三峰分形级配水煤浆提浓技术研究

为提高煤炭气化转化效率,论述了三峰分形级配制浆技术原理和技术特点,通过实验室研究,对单磨机制浆工艺和三峰分形级配制浆工艺进行对比,分析不同工艺下制取的水煤浆成浆性能;在中煤陕西榆林能源化工有限公司原有单磨机制浆单元基础上采用三峰分形级配提浓技术进行工业示范,通过分析项目可行性、技术方案等,对比投产前后的运行效果。实验室研究表明,在单棒磨机制浆工艺条件下,添加0.18%的ZM型添加剂时,水煤浆浓度仅为61.4%,水煤浆粒度级配不合理、流动性和稳定性差。而在三峰级配工艺最佳配比85∶10∶5条件下,水煤浆浓度能提高至65.5%,与单棒磨机制浆工艺相比,浓度提高4.1%,且水煤浆流动性和稳定性显著改善。工业运行结果表明,相同条件下,水煤浆槽水煤浆浓度由改造前的61.7%提高至目前的65.5%,1 000 Nm~3CO+H_2比煤耗降低了40.76 kg;1 000 Nm~3CO+H_2比氧耗降低了33.44 Nm~3,有效合成气含量提高1.48%。采用三峰分形级配提浓技术后,气化水煤浆的煤浆质量及气化效率有显著改善。     

新疆混煤制气化水煤浆的成浆性试验研究

为提高新疆混煤成浆质量分数,以红沙泉和黑山混煤为原料,采用传统制浆工艺、分级研磨工艺和间断级配工艺进行成浆试验。结果表明:采用传统制浆工艺,新疆混煤的成浆质量分数最高为56.39%;采用分级研磨制浆工艺,在粗细粉质量比为85∶15的条件下,新疆混煤的成浆质量分数最高为59.26%;采用间断级配制浆工艺,在粗细粉质量比为70∶30的条件下,新疆混煤的成浆质量分数最高为61.38%,比传统工艺和分级研磨工艺分别提高4.99和2.12个百分点,质量分数达到设计要求,所制煤浆的流动性和稳定性均较好。     

分级研磨制浆工艺应用于水煤浆气化的工程分析

对低阶煤制浆和传统制浆工艺进行了技术分析,并介绍了分级研磨制浆工艺。通过建立AspenPlus水煤浆气化模型,考察了神华煤在不同煤浆浓度(质量分数58%～65%)下的气化指标,得出了采用分级研磨制浆工艺,气化的比煤耗可降低2.57%～2.14%,比氧耗可降低5.76%～5.05%。结合超细磨机系统的电耗,得出1 000 m(3 CO+H2)可节省能耗553.7 MJ～438.2 MJ。     

粒度级配对新疆低阶煤成浆性影响的研究

针对传统制浆工艺所制煤浆质量分数偏低,不利于后续气化反应的问题,以两种新疆低阶煤为原料,采用国家水煤浆工程技术研究中心自主研发的分级研磨制浆工艺技术,考察了粒度级配对新疆低阶煤成浆性的影响。结果表明:两种煤采用分级研磨制浆工艺后,煤浆粒度0.075 mm的粒级质量分数较传统制浆工艺均提高了13%左右,煤浆最高质量分数较传统工艺分别提高了3.14%、3.12%,煤浆流动性及稳定性有较大改善。     

无烟煤水煤浆燃烧特性和气化特性研究

为了提高水煤浆成浆浓度,选取一种无烟煤作为研究对象,分别利用常规研磨工艺和分级研磨工艺进行制浆实验考察其成浆性能。结果表明：利用分级研磨工艺优化粒度后,水煤浆浓度能达到67.3%,成浆性良好。选取2种工艺制得的样品进行了燃烧特性实验,发现采用分级研磨工艺制得的样品的燃点和燃烬温度有一定程度的降低,燃烬指数增大,加入助燃剂后该特性更加明显,这是由于分级研磨工艺所制水煤浆中细颗粒含量增加,反应活性变好。重点考察了不同催化剂加入量对煤样气化反应活性的影响。随着催化剂加入量的增加,气化反应活性有不同程度提高,实验样品的催化剂的最佳加入量为0.2%。     

低阶煤水煤浆制备技术与工艺研究现状及前景

针对中国储量丰富的低阶煤难以制备高浓度水煤浆的问题,介绍了国内先进的低阶煤制浆技术。制备高品质低阶煤水煤浆,应结合煤质特性,选择适宜的磨矿技术、提质改性工艺、配煤技术或添加剂,制备符合工业化应用的高性能低阶煤水煤浆。同时指出,低阶煤制备水煤浆技术是适合中国国情的洁净煤技术,是目前国内对低阶煤合理利用的一条新途径,低阶煤水煤浆的研究和发展为解决中国环境污染问题和能源合理利用问题提供了广阔的前景。针对目前中国低阶煤水煤浆的发展状况,对中国低阶煤制备水煤浆技术发展前景进行了展望。     

改性木质素磺酸盐水煤浆添加剂对神华煤制浆性能的影响

针对神华煤难以制成高浓度水煤浆的现状,采用Haake RV-Ⅰ流变仪等研究了改性木质素磺酸盐水煤浆添加剂(GCL3S)对神华煤水煤浆制浆性能的影响,GCL3S的质量分数为0.8%、制得的煤浆中煤质量分数达到62.63%,黏度可低至896 mPa.s,优于同等条件下萘系添加剂(FDN)的降黏效果,在接近中性条件下GCL3S的制浆性能最好,升高温度可以提高浆中煤的质量分数,对于用GCL3S制得的浆体,最佳搅拌时间是20~40 m in,其抗剪切性能明显优于FDN,GCL3S对煤浆的稳定时间为10 d,优于萘系添加剂。     

分级研磨工艺制高浓度油煤浆的试验研究

以内蒙古吉林郭勒地区的褐煤为试验原料,分别采用直接液化常规的油煤浆制备工艺和分级研磨制浆工艺进行成浆性试验,并对试验得到的油煤浆的粘温特性进行对比研究。结果表明：与常规制浆工艺相比,分级研磨制浆工艺可使油煤浆浓度提高4%,且煤浆的流变性和稳定性均有明显改善;油煤浆的粘度随温度的升高呈现出先降低后升高的趋势,分级研磨工艺制得的油煤浆发生明显溶胀作用的温度较常规工艺高20℃。     

复配分散剂与不同煤化程度煤成浆性能的研究

为了考察复配分散剂对不同煤化程度煤的成浆性能的影响,以木质素磺酸钠与萘磺酸钠复配分散剂对山西王坡煤(WP)、淮北朱仙庄煤(ZXZ)、内蒙古上湾煤(SW)3种不同煤化程度的煤样进行了制浆试验。结果表明:复配分散剂对上湾煤样所成浆的流动性和稳定性产生较大影响,但成浆浓度不高;对较高煤化程度煤样的成浆性提高效果明显,选用3号分散剂王坡煤的成浆浓度达到最大66.8%;朱仙庄煤选用4号分散剂可以制成流动性和稳定性较好的煤浆,其煤浆浓度达67.0%。木质素磺酸钠及萘磺酸复配分散剂的协同作用对不同煤化程度煤样成浆性的影响与煤的结构有关,此复配分散剂对煤化程度较高煤的成浆性提高较有利。     

伊泰煤、神府煤及其配煤的水煤浆成浆性比较与分析

通过伊泰煤、神府煤及其配煤的成浆性试验,在煤浆浓度、黏度和目测流动性等方面进行了比较与分析,并讨论了粒度级配对煤浆浓度的影响。结果表明,伊泰煤可以制得浓度和流动性均较好的水煤浆,制得的水煤浆粒度呈双峰分布,煤浆浓度较神府煤水煤浆略高。随着煤浆中粗粒子(8目~40目)的增加,煤浆浓度增加,但对水煤浆气化过程中大颗粒煤粉的碳转化率也有影响。     

低阶煤煤泥和浮选精煤制备水煤浆的影响机制研究

以低阶煤煤泥(LS)和浮选精煤煤泥(LF)为原料,通过成浆性实验并结合两种煤泥煤样的粒度分布、表面特性、灰分特征、润湿特性及对分散剂吸附性的测试结果,对LS和LF制备水煤浆的影响机制进行研究。结果表明:分别使用LS和LF作为原料制备水煤浆,当分散剂添加量(干基分散剂与干基原料的质量比)从0%增加至0.7%时,LS的最高成浆浓度(干基煤粉与煤浆的质量比)从58%提高至59%;LF的最高成浆浓度从51%提高至57%;LF与LS相比,灰分质量分数从37.05%降低至13.62%,有机组成无变化,无机矿物中石英含量降低显著,粒度分布范围较窄,对分散剂的饱和吸附量降低;LS和LF煤样中颗粒的径距分别为2.22和1.51,LF中颗粒的堆积效率较低,粒度分布是造成LS和LF成浆性差异显著的主要因素,LF的颗粒较细且尺寸较为接近,煤样颗粒表面的静电力使LF颗粒容易团聚在一起,分散剂作用于粒度较细且粒径相近的LF时,主要用于抵抗分子间的作用力,从而造成LF分散剂消耗量大,采用LF制备水煤浆,需充分考虑粒度分布的影响,选用分散性能较优的水煤浆分散剂。     

低变质程度煤制浆中试试验研究

为研究适合宁东煤制备水煤浆的工艺条件,以水煤浆制备中试装置为基础,通过调整磨机装球比例、添加剂加量试验、可制浆浓度试验、磨机负荷试验,得出了钢球最佳装填量为40%。在此条件下,添加剂加量在0.45%~0.50%,该煤可制取质量分数为62%~63%的煤浆,并能保证较高的磨机生产负荷。     

提高新疆准东露天煤成浆性的实验研究

为提高准东露天煤的成浆性能,利用宽沟煤、乌东煤、北山煤、黑山煤、红沙泉煤5种煤与准东露天煤进行了混合制浆实验,考察了各单种煤的成浆性能以及单种煤最高成浆浓度条件下混合制浆的煤浆性能。单一准东露天煤浆的成浆性研究表明:准东露天煤单独制浆时,在添加剂添加率3‰下,煤浆最高质量分数为47%,黏度650 mPa·s,但煤浆流动性和稳定性一般。与不同种煤混合制浆研究表明:准东露天煤与宽沟煤、黑山煤容易混合成浆,煤浆的浓度、流动性、稳定性均有明显提高;在准东露天煤与宽沟煤、黑山煤质量比5∶5时,煤浆质量分数可达57%,可满足水煤浆气化炉生产对煤浆的要求。