煤气化联产合成氨工艺废水制备水煤浆

用煤气化联产合成氨工艺中产生的各种废水制备水煤浆,研究成浆性、流变性及稳定性,并在水煤浆气化炉上应用。结果表明:煤气化联产合成氨工艺中产生的洗气水、硫磺水及外来工业废水均对成浆有促进作用,而碳化水不利于成浆;洗气水的假塑性流体特征最明显,硫磺水及工业废水次之,碳化水流变性较差;几种废水在静置1个月后均未产生硬沉淀,具有良好的稳定性;废水水煤浆气化联产合成氨具有良好的环境效益和经济效益。     

焦化废水制备水煤浆的成浆性能

焦化废水是一种典型的成分复杂、污染严重、处理难度大的工业废水。本文将焦化废水作为原料制备水煤浆,研究了温度、煤粉粒度对成浆性能的影响,通过扫描电镜照片与红外光谱探讨了对成浆的影响。结果表明,焦化废水的最大成浆浓度比去离子水稍低;在一定温度范围内,焦化废水水煤浆表观黏度随温度升高而降低,浓度越高黏度变化越明显;细煤粉的成浆性较差,粗煤粉占70%时,成浆性最好;扫描电镜和红外光谱的结果显示,焦化废水中的金属离子会吸附在煤粉表面,影响分散剂吸附,使浆体黏度上升。利用水煤浆技术处理焦化废水,可以通过简单的工艺和较低的成本,实现焦化废水无害化、资源化利用,具有良好的经济效益与环保效益。     

半焦煤样成浆性研究

为高效利用半焦,增加煤气化原料来源,采用剪切和球磨的方法,对榆神能化半焦煤样进行成浆试验,研究添加剂种类、用量、水煤浆浓度对水煤浆黏度和稳定性的影响。通过半焦和褐煤配煤成浆试验,验证配煤制浆应用于实际生产的可行性。结果表明,半焦单独成浆,添加剂选用MX,添加量为0.2%,入料浓度为69%时,理想黏度为800~1 200 m Pa·s,浆体抗剪切性能较好、稳定性佳,适合做锅炉用水煤浆。配煤成浆时,文玉褐煤与榆神能化半焦质量比为3∶7或2∶8时,可使用添加剂FX和MX,添加剂量为0.3%,成浆浓度61%左右,水煤浆黏度为(1 000±200)m Pa·s,稳定性72 h析水率7%,无硬沉淀,均可达到实际生产需要,适合做气化用水煤浆。在选择合适添加剂的基础上,半焦单独成浆,半焦与褐煤配煤成浆均可达到实际生产要求。     

煤转化废水制备水煤浆技术的研究

为资源化利用煤转化废水,将固定床气化、气流床气化和煤焦化3种不同煤转化工艺产生的废水与神华煤掺混制备水煤浆,分析了废水制备水煤浆的成浆性、流变性和稳定性。结果表明:固定床气化废水与焦化废水对水煤浆成浆性能影响较大,会使成浆浓度下降、黏度上升,但可以制出符合要求的水煤浆;气流床气化废水有利于改善水煤浆成浆性能,与常规水煤浆相比,气流床气化废水水煤浆成浆浓度上升、黏度下降。3种煤转化废水水煤浆都具有良好的屈服假塑性流体特性和较好的稳定性,便于水煤浆的存储和运输。     

工业废水和煤液化残渣制取水煤浆的研究

对工业废水和煤液化残渣制备水煤浆的特性进行了实验研究,在选取5#添加剂和添加剂加入量为0.4%的条件下,废水煤浆浓度、黏度、析水率、流动性均符合湿法气流床加压气化生产的要求。随着废水配入比例的增加,浆体黏度逐渐增大,煤浆稳定性得到改善。随着废水稀释比例的增加,最高成浆浓度逐渐升高。利用工业废水和煤液化残渣制取水煤浆,减轻了对环保的负担。     

甲醇厂废水制水煤浆的工业运行分析

基于湿式溢流型棒磨机制备工艺,采用华亭煤和甲醇厂废水制备水煤浆,分析了废水水煤浆与原水水煤浆的性能差异,研究了粒度分布和添加剂用量对废水水煤浆性能的影响。结果表明:废水水煤浆具有较高的p H值,表观黏度有所降低,稳定性较好;适宜的粒度分布可以提高水煤浆浓度,改善煤浆稳定性;适宜的添加剂用量可以明显降低煤浆的表观黏度,提高煤浆的稳定性;通过工业试验,获得了煤浆性能最佳时的磨机钢棒填充量为80 t和添加剂用量为1.24‰。     

两种褐煤成浆特性的实验研究

利用4种阴离子型添加剂对神华6号褐煤和印尼褐煤所制水煤浆的成浆浓度和流变特性的影响研究表明,添加不同添加剂后,两种褐煤的最大成浆浓度仍较低,且浆体表观粘度随浆体浓度增大而增大。当表观粘度为1 000 mPa·s时,印尼褐煤最大成浆浓度为51.76%,神华6号褐煤最大成浆浓度为57.51%。     

工业污泥废水水煤浆成浆性的研究

采用工业污泥、印染废水和神华集团的神华配煤制备工业污泥废水水煤浆,研究其成浆性能,结果表明:在污泥水煤浆添加剂添加量为0.8%,污泥添加剂量为10%,能够制备出浓度合理、表观黏度小于1200 m Pa·s的水煤浆,且浆体流动性和稳定性好;工业污泥废水水煤浆为工业污泥和印染废水的资源化利用提供了一条切实可行的新途径,真正实现了节能减排的目的。     

掺加采油含聚废水对水煤浆制备及性能的影响

聚合物驱油技术的发展和应用大大提高了油田原油的采出率,同时产生大量含聚废水,造成环境污染。用工业废水制备水煤浆是处理工业废水的有效途径之一,但鲜见利用采油含聚废水制浆的相关研究。为了研究采油含聚废水对水煤浆制备及性能的影响,以神木烟煤为原料、萘磺酸盐甲醛缩聚物为分散剂,掺加含有阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)的采油含聚废水制备水煤浆。在研究确定分散剂用量及水煤浆浓度的基础上,重点考察了含聚废水掺加量对制备水煤浆的流变性和稳定性的影响。结果表明,利用含聚废水直接制备水煤浆,成浆性能良好,其表观黏度随分散剂用量的增加呈先减小后增大的规律,且随成浆浓度的增大而增大,分散剂用量为0.8%时最大制浆浓度可达56.6%,表观黏度为1 183 m Pa·s;含聚废水的掺入影响了水煤浆的流变特性,随着含聚废水掺入比例的增加,水煤浆的流动性先变差后逐渐变好,废水掺混比例为20%时,水煤浆具有较低的表观黏度,流动性良好且具有更明显的假塑性流体特征;含聚废水的掺入对水煤浆的稳定性也有较大影响,随着掺混比例的增大,水煤浆的稳定性先增加后降低,掺混较低比例(40%)的废水可以改善浆体结构,使水煤浆不易形成硬沉淀,从而提高水煤浆的稳定性。     

工业废水制备水煤浆的性能研究

针对腈纶生产企业外排污水处理过程存在的问题,采用腈纶废水和神华煤制备水煤浆,分析了腈纶废水以及模拟丙烯腈废水制备水煤浆的性能,考察了水煤浆的浆体质量浓度、稳定性及流变特性等性能。试验结果表明:利用有机废水制备的水煤浆质量分数最高可达60%,表观黏度小于1 000mPa·s,析水率低于10%,浆体稳定性好,相同条件下与原水制备的水煤浆浓度一致,表明腈纶废水可以完全替代并优于原水制浆。验证了腈纶废水替代原水制备水煤浆的可行性,为同类型废水资源化利用提供了依据,具有良好的工业化应用前景。     

费托合成废催化剂蜡渣掺混对工业水煤浆成浆特性的影响

将蜡渣以不同比例掺入工业水煤浆中制备环保型水煤浆,可实现费托合成废催化剂蜡渣资源化、无害化处理。利用旋转流变仪测定浆体的最大成浆浓度、流变性等,借助Zeta电位仪定量分析添加蜡渣对于水煤浆稳定性的影响,使用FTIR表征煤、蜡渣颗粒表面的官能团,利用SEM和接触角测量仪对煤和蜡渣表面形貌和接触角进行分析,通过绘制蜡渣水煤浆的稳定分散图,探究蜡渣的掺混对成浆特性的影响机制。结果表明：随着蜡渣添加量的增加,浆体表观黏度增大,最大成浆浓度降低,水煤浆和蜡渣水煤浆都表现出剪切变稀的假塑性特征;加入蜡渣后,浆体的Zeta电位有所增大,蜡渣水煤浆的析水率与相同浓度的工业水煤浆的析水率相比区别不大;通过红外光谱仪及接触角分析仪分析可知,蜡渣表面活性差,疏水性强,进入水煤浆后,水会在蜡渣颗粒表面聚结,造成浆体中自由水损失,从而造成黏度增加,最大成浆浓度降低;同时由于煤表面形成了水化膜,其表面亲水,蜡渣表面疏水,在体系中二者不会发生团聚,所以蜡渣的加入对浆体的稳定性起到了一定的积极作用。     

掺混城市污泥对神木煤成浆特性的影响

将城市污泥以不同质量比掺入神木煤制备污泥煤浆，利用安东帕C-LTD80/QC型旋转流变仪考察了污泥掺混质量比(α)对污泥煤浆的最大成浆浓度、流变性、触变性和稳定性等成浆特性的影响。借助FTIR和SEM表征煤、污泥及水煤浆，探讨掺混城市污泥影响神木煤成浆性能机制。结果表明：水煤浆及污泥煤浆流变特性均符合幂定律模型τ=Kγⁿ,随着α的增大，污泥煤浆表观黏度增大，最大成浆浓度降低，浆体流变性指数n减小，剪切稀化特性明显，浆体更加趋向于假塑性流体；同时，α的增大也会使得浆体触变环面积增大，进一步导致浆体触变性增强；此外，加入污泥制备的污泥煤浆，浆体产生沉淀时间明显延长，其析水率与相同成浆浓度下的水煤浆的析水率相比明显降低，说明适当的污泥掺混量有利于改善浆体的稳定性。通过FTIR及SEM分析可知，污泥填充了煤粉颗粒之间的空隙，在浆体内部形成较强的空间结构，这种作用是导致掺混污泥后浆体的表观黏度增大、最大成浆浓度降低、稳定性提高的主要原因。在尽可能提高污泥掺混比例的条件下，当α为0.12,污泥煤浆的最大成浆浓度为60.42%时，浆体的成浆性能良好，满足工业要求。     

粒度级配对神府煤成浆性能的影响

为提高神府煤制备水煤浆的成浆性能,分析了神府煤的原煤性质,说明神府煤的成浆指标为11.55,属于很难成浆煤种。对不同粒度级配的干基煤样进行粒度分析,通过粗、细煤粉单独制浆实验和不同粒度级配煤粉的成浆性实验,研究了不同粒度级配对水煤浆成浆性的影响。结果表明:经过级配的干基煤样具有双峰粒度分布特征,适宜制浆;粗煤粉不能单独成浆,细煤粉单独制浆的最大成浆浓度为61%;粗细煤粉质量比约为1∶2时,水煤浆具有较好的流动性和稳定性,最大成浆浓度可达63.8%,此时水煤浆黏度为1000 mPa·s,符合工业水煤浆制备标准,说明合理的粒度级配可降低水煤浆黏度,增强流动性及稳定性。     

利用煤泥与焦化废水制备煤泥浆的试验研究

洗煤厂排放的煤泥由于其粒度细且均一(小于75μm粒度占90%以上)、灰分含量高、含水量大、燃烧热值低等特性。该实验通过煤泥与焦化废水共制水煤浆并对其成浆性进行研究,研究结果表明浆体的成浆浓度高达72%,稳定性至少大于10d,具有明显的宾汉塑性体特性,抗老化和抗温变性能都比较好。     

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。     

活性污泥掺混水煤浆的成浆性能实验研究

将活性污泥(干基)以不同的比例与煤粉掺混,制备污泥水煤浆,研究污泥掺混量、添加剂用量、温度以及剪切速率对污泥水煤浆成浆特性的影响,并对掺混活性污泥煤浆进行流变特性和黏温特性分析研究。结果表明:污泥掺混量增加时,污泥水煤浆的最大成浆浓度有下降趋势,添加剂用量可提高污泥掺混水煤浆的整体性能;浆体温度在20℃~60℃时,水煤浆表观黏度降低,整体煤浆性能提升;掺混污泥水煤浆呈假塑性流体特征,污泥掺混量增大,浆体的假塑性特征变化并不明显;污泥添加量1%以下时,活性污泥加入对原煤黏温特性无影响。     

重庆煤制备高质量分数水煤浆的工艺条件

高质量分数水煤浆的制备是水煤浆加压气化工艺的基础,而水煤浆的制备条件受原料煤的性质影响较大。文中探索了重庆万盛油坊煤矿煤源制备高质量分数水煤浆的工艺条件,首先通过煤的工业分析和元素分析明确重庆煤质特点。在此基础上,考察了不同添加剂种类、添加剂质量、pH值对煤粉成浆性能的影响。结果表明该煤源的成浆性能较好,使用3种添加剂的最大成浆质量分数都可达到72%,均满足于德士古加压气化工艺中水煤浆质量分数方面的需求。3种添加剂比较,萘系添加剂A与重庆煤的匹配性最好,成浆质量分数最高,流动性最好,但稳定性介于添加剂B,C之间,其最佳添加质量分数为0.35%。使用萘系添加剂A该煤源的最佳成浆pH值为8—9,最佳粒度级配为100—200目与大于200目的煤粉质量比值控制在1∶3。     

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。     

宽沟煤热解半焦成浆性研究

为制备高浓度水煤浆,使用宽沟煤为原料,在气体热载体移动床反应器中制备了不同热解条件下的半焦,并考察了半焦的成浆特性。结果表明,热解半焦的成浆浓度高于宽沟煤,半焦浆体的表观黏度随着热解温度和热解停留时间的增加而降低。通过热解可将原煤的定黏浓度从61.15%提高到67.78%,并且提高了浆体的流变特性,屈服应力和稠度系数降低,说明热解改性是提高宽沟原煤成浆性的有效方法。热解提高了半焦的变质程度,降低了挥发分和含氧官能团含量,是半焦成浆性提高的主要原因。但热解降低了半焦的固水能力和浆体中颗粒间自由水的含量,使半焦水煤浆的稳定性有所下降,在成浆浓度66%时,原煤水煤浆的析水率为4.0%,640℃热解半焦水煤浆的析水率为14.0%。     

印染废水制备水煤浆试验研究

为了利用印染废水代替水煤浆制浆用水和分散剂,采用印染废水和煤样制备水煤浆,并与常规水煤浆成浆性能相比较,结果表明:当改性木质素分散剂质量分数为0.5%时,能够制备出质量分数为60%的常规水煤浆,水煤浆在剪切速率为100 s~(-1)时的表观黏度小于1 200 m Pa·s,且浆体流动性和稳定性好,为屈服假塑性流体;在不添加任何分散剂的情况下,印染废水能与煤样直接制得质量分数为60%的水煤浆,印染废水水煤浆在剪切速率为100 s~(-1)时的表观黏度小于1 200 m Pa·s,仍为屈服假塑性流体;对于采用印染废水制备的水煤浆,可以通过加入少量改性木质素分散剂提高水煤浆浓度;印染废水还能起到一定的固硫作用。