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。     

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。     

褐煤制气化水煤浆实验研究

为提高褐煤制气化水煤浆的制浆浓度,采用传统制浆工艺与分级研磨制浆工艺分别对某化工企业提供的3种煤样进行水煤浆成浆性实验,并在此基础上进行配煤制浆实验。结果表明:东明煤、扎赉诺尔煤、宝矿提质煤传统制浆工艺的最高浓度分别为48.54%、51.76%、56.08%,分级研磨制浆最高浓度分别为51.72%、54.82%、59.21%,3种煤样分级研磨制浆工艺水煤浆浓度提高3%以上。按照东明煤、扎赉诺尔煤质量比1∶1或东明煤、宝矿提质煤质量比2∶1配煤时所制水煤浆浓度分别为53.12%、54.21%,满足水煤浆浓度设计要求。     

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。     

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%。     

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。     

水煤浆提浓技术的发展现状及特点分析

介绍了我国煤浆提浓技术的最新研究进展,综述了常规单磨机制浆工艺、分级研磨制浆工艺和间断级配制浆工艺的工艺特点、提浓效果和推广应用现状,并对细磨机的结构形式进行对比。分级研磨制浆工艺的粒度分布呈双峰连续级配,与常规单磨机制浆工艺相比,煤浆浓度(w)可提高2%～3%。间断级配制浆工艺的粒度分布为双峰间断级配,堆积效率更高,与常规单磨机制浆工艺相比,煤浆浓度(w)可提高4%～6%。煤浆提浓技术能提高气化效率,对节能降耗、降本增效、减少温室气体排放和低碳环保具有重要意义。     

分级研磨制浆工艺在神华新疆化工有限公司的应用

为提高气化水煤浆浓度,降低生产成本,神华新疆化工有限公司在制浆单元的设计阶段直接采用了“分级研磨制浆工艺”,并对细浆制备系统的各项参数进行了调试。通过对比开启提浓系统前后气化水煤浆的质量指标,发现采用该工艺后,水煤浆质量分数可提高3.3个百分点,析水率减少1.4个百分点,流动性有明显改善;该工艺的应用还可使棒磨机产量提高20%以上,具有显著的经济效益。     

分级研磨制备高浓度水煤浆技术研探

水煤浆气化技术已广泛应用于化工、发电及城镇燃气制备等领域。但是，在我国气化水煤浆制备行业中，目前大多数企业还采用的是单级研磨制浆（单磨制浆）工艺，这种工艺制备的水煤浆存在水煤浆粒度偏粗、级配不尽合理、浓度低等问题，直接影响水煤浆气化效率的提高。分级研磨制浆是相对传统单磨制浆开发的一项新技术，与传统单磨制浆相比，其制浆浓度可提高约3个百分点，在生产中能起到提高装置产能、降低气化氧耗和煤耗的作用。     

中浓度煤浆制备气化水煤浆的工艺方法探讨

将中浓度煤浆制备成气化水煤浆的主要任务是降低平均粒径和提高煤浆浓度,添加粉煤制浆工艺、部分煤浆脱水后回掺制浆工艺和全部煤浆浓缩后制浆工艺是可供选择的三种工艺方法,其中全部煤浆浓缩后制浆工艺最为简单、经济。采用管道运输中浓度煤浆为煤化工用户提供气化水煤浆原料煤,可以摆脱传统运煤方式的缺点,更为环保、经济。     

低阶煤气化水煤浆添加剂的评价研究

在低阶煤燃料水煤浆专用添加剂技术的基础上,根据气化用水煤浆的特点与要求,通过调整主体添加剂的分子结构和复配物组分,研制出了性价比高的低阶煤气化用水煤浆专用添加剂,并进行了成浆性试验研究。     

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。     

高效煤粉工业锅炉与水煤浆工业锅炉的对比分析

煤粉工业锅炉与水煤浆工业锅炉是目前中国中小型燃煤锅炉最现实的替代炉型。从原料煤选择、工艺技术及装备、运行成本和安全生产等多方面对这两类系统技术进行了详细对比分析。结果表明:高效煤粉工业锅炉用煤主要以褐煤和长焰煤为主,受制浆浓度的约束,除褐煤以外的大多数煤种均可用于水煤浆工业锅炉;煤粉工业锅炉的初投资比水煤浆工业锅炉高约25%,但锅炉效率要高一些,运行费用比水煤浆工业锅炉低约34%;水煤浆工业锅炉的负荷调节能力要强于煤粉工业锅炉。因此应结合中国煤炭资源的分布及利用情况,并充分考虑实施地的煤炭运输条件及环境,选择合理、经济的锅炉系统技术。     

提高神华煤气化水煤浆浓度的可行性研究

在实验室分别采用自主研发的高浓度制浆新工艺与上海焦化有限公司气化水煤浆的制浆工艺进行了实验,实验结果表明：新工艺可使煤浆浓度提高3％以上,并对新工艺和添加剂SHPF与上海焦化现采用的制浆工艺和添加剂进行了对比。     

神府煤水煤浆管道输送试验研究

为获得神府煤水煤浆最佳管道输送参数,进行了水煤浆流变性试验,确定了水煤浆临界剪切速率。通过水煤浆剪切速率和剪切应力的关系确定神府煤水煤浆流变性模型,拟合出适于神府煤水煤浆流变性的数学方程。在不同管道直径和水煤浆浓度下,研究了水煤浆平均速率对管道压力损失的影响,得到了最佳水煤浆管道输送参数。结果表明:神府煤水煤浆临界剪切速率为40.74 s-1,水煤浆拟合后的流变方程符合宾汉塑性体模型,适宜泵送和管道输送。低浓度、低黏度的水煤浆更适合管道输送。在水煤浆平均流速相同的条件下,管道直径越小,管道压力损失越大。管道直径为200~300 mm时,神府煤水煤浆在管道输送中的压力损失在工业应用合理范围内,适宜管道输送。     

现代煤化工设计煤质确定方法的探讨

设计煤质数据是现代煤化工项目中重要的设计基础,直接影响到项目能否稳定运行。本文根据神华煤化工项目的建设经验,提出了原料煤设计煤质确定的程序方法。目前煤化工项目常用的煤气化技术包括:干粉气流床气化技术、水煤浆气化技术、固定床碎煤加压气化技术及流化床气化技术。根据不同气化技术对煤质的不同要求,归纳出了在煤化工项目确定设计煤质过程中所需的煤质分析项目。在煤样的采集与分析工作过程中,采集的煤样具有代表性是保证获得典型煤质数据的前提。文中根据项目配套的煤源矿井所处的生产阶段不同,提出了不同的煤样采集方案包括采样地点、煤样类型、采样质量、煤样粒度及采样方式等。同时对后续煤样制备与分析及最终数据校核工作进行了探讨。     

煤泥制浆中粗、细粒子在煤浆中的作用研究

通过实验室试验得出:粗粒子难以成浆,即使在较高浓度下,其粘度远远超于应用要求,且其稳定性、流动性极差,不能满足应用要求;组成煤浆的粒子平均粒径越大,粒度分布越窄,其成浆性越差。用细粒子的煤泥制浆,组成煤浆的粒子的平均粒径越小,粒度分布越窄,其粘度值越高;细粒子在煤浆中的作用主要是提高煤浆的粘度。     

中国水煤浆制备技术的发展

为了应对中国易成浆煤种(炼焦煤)储量少的现状,以神华煤等为研究对象,对其制浆工艺进行了研究。神华煤符合水煤浆对煤质的要求,但属低变质且难制浆煤种。从级配理论入手,开发出新的制浆工艺及配套专用设备和添加剂,可以利用神华煤制取高浓度水煤浆。在此基础上,利用城市污泥和造纸黑液制备生物质煤浆,提高了水煤浆的分散性,同时在工业性锅炉中的燃烧表明:负荷可在45%～100%下连续调节,燃烧效率高达98.66%。此外,分级研磨级配制浆工艺可以使水煤浆质量分数提高3%～5%,系统产能提高30%以上。