多元料浆气化工艺水煤浆浓度的影响因素

水煤浆浓度是多元料浆气化装置的关键工艺指标之一,水煤浆浓度的高低在很大程度上决定着水煤浆气化装置的运行效率与经济性。而水煤浆浓度的提升是一项涉及面广、影响因素较多的系统工程。从水煤浆的基本特性(流变特性、稳定性、煤炭颗粒粒度分布及含量等)入手,分析原料煤煤质、煤炭颗粒粒度级配、制浆工艺与设备、制浆添加剂及辅助剂等对水煤浆浓度的影响。在总结3种煤浆提浓工艺特点的基础上,陕西陕化煤化工集团有限公司在其多元料浆气化装置低压煤浆泵出口通过增设1条煤浆回流管线(并设置相应的冲洗水管线)将部分产品水煤浆返回磨机进行二次研磨,制备出高浓度、低粘度、流变性能良好的水煤浆——水煤浆浓度由60.0%提至62.8%、水煤浆粘度基本稳定在600～1 200 cP,并克服了生产中出现的一些问题,实现了系统的稳定运行。     

宁东煤成浆性能的影响因素研究

煤化工企业生产中通常采用生产废水制备水煤浆,以减少生产废水的处理量。以宁东煤为研究对象,以水煤浆黏度和流动性为试验指标,通过试验考察COD、TDS、p H值、添加剂用量等因素对水煤浆成浆性能的影响。试验结果表明:水煤浆黏度较流动性更敏感,当添加剂质量分数为0.25%时,制备的水煤浆黏度、流动性满足气化系统工艺要求;制浆水中的COD含量不仅影响水煤浆黏度,还影响其流变性,正常情况下COD质量浓度应控制在400 mg/L以下;制浆水中COD质量浓度大于400 mg/L时,可通过改变添加剂用量和更换添加剂种类等方法改善浆体性能;p H值和TDS值对水煤浆的影响较小。     

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。     

水煤浆制备工艺现状及发展趋势

制备工艺是决定水煤浆浆体性能的重要因素，影响其储运和使用。综述了近年来水煤浆制备工艺的最新研究进展，包括不同种类水煤浆的制备工艺及制备环节中药剂制度、粒度级配方式的使用，按制浆原料的不同将水煤浆分为传统水煤浆和环保水煤浆，其中传统水煤浆是指制浆原料以煤基成分为主，如精煤水煤浆、低阶煤水煤浆和煤泥水煤浆，环保水煤浆则是在制浆原料上掺配了如生物质、工业废液和固体废弃物等，既可充分利用废弃物热值，又能降低处置成本，是资源化综合利用废弃物的新途径。分析对比了常规锅炉、循环流化床锅炉以及气化炉等应用场景对水煤浆的性能要求，其中常规锅炉要求水煤浆的黏度低、粒度细，制备工艺上通常采用单段磨矿工艺，循环流化床锅炉因其独特的悬浮流化燃烧方式，对水煤浆粒度和黏度的要求不高，可通过不排渣的运行方式，减少大密度床料的消耗，提高对制浆原煤的灰分含量以及灰熔融温度的包容性，气化对水煤浆的性能要求比燃烧更高，其中气化炉要求水煤浆的浆体浓度高、反应活性好，且为保证较好的雾化效果，气化水煤浆要求水煤浆颗粒的细粒度、低浆体黏度；对水煤浆制备技术的发展趋势进行了展望，提出探索低阶煤改性提质方法、超细颗粒对浆体特性的影响、拓...     

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。     

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。     

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。     

制备高浓度水煤浆的影响因素探讨

综述了煤质特性、粒度分布、添加剂及制浆工艺等因素对气化用高浓度水煤浆制备的影响。制备高浓度水煤浆时,应根据不同煤种,选择适宜的粒度分布、添加剂、制浆工艺或配煤技术,才能制备出适合工业化应用的高性能水煤浆。     

WCS—AC水煤浆添加剂的应用研究

介绍了丙烯酸共聚物作为水煤浆添加剂应用于神府、大屯、新汶煤的制浆性能，经工业性试验表明；该添加剂制砀水煤浆浓度高，浆液稳定。     

聚羧酸系水煤浆添加剂的合成研究

以丙烯酸、聚乙二醇为主要原料,制得聚乙二醇-丙烯酸酯类大分子单体,再将该大分子单体与乙烯基磺酸钠共聚制备一种新型高效聚羧酸系水煤浆添加剂。对加入该添加剂制得的水煤浆的各项性能测试(黏度,稳定性,流变性),表明该添加剂在用量为0.5%,平均粒径为30.86μm,对双鸭山煤的最高制浆浓度为68%。     

水煤浆添加剂的选择试验小结

我公司三期改造采用美国Texaco水煤浆加压气化技术，其工艺为一定浓度的水煤浆与氧气一同通过工艺烧嘴进入气化炉，制得粗合成气，分离后用于合成氨和甲醇生产。为了确保工艺稳定运行，公司在选定了符合工艺要求的优质煤种的情况下，对水煤浆的性能提出了要求。水煤浆添加剂的性能是影响水煤浆粘度、稳定性、煤浆浓度和成本等重要参数的主要因素，因此公司通过多次试验并结合成本来选择合适的水煤浆添加剂配方及最佳水煤浆浓度和添加剂加量。以下是选择水煤浆添加剂试验过程的小结。     

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。     

尾煤泥水煤浆高效制浆工艺在临涣选煤厂的应用

分析了临涣选煤厂浮选尾煤的性质及成浆性。为了把高粘性尾煤泥滤饼制备成水煤浆，研制了循环剪切桶和剪切泵。实践证明，浮选尾煤泥可以制备出浓度高、稳定时间长和流变性好的水煤浆。研制的制浆设备结构紧凑、电耗低、效率高。笔者介绍了该设备的结构、工作原理以及制浆生产线。     

多元料浆气化装置水煤浆滤浆工序的改进

陕西陕化煤化工集团有限公司多元料浆气化装置水煤浆制备系统滤浆工序只设置了一级过滤,随着气化炉生产负荷的增大,一级过滤已无法将制浆过程中产生的大颗粒和杂物剔除干净,严重影响气化装置的运行甚至引起气化炉跳车。为此,对水煤浆滤浆工序进行了技改——在水煤浆炉前贮槽顶部增设二级过滤装置(二级滚筒筛)。详细介绍制浆系统的改进思路以及改进后二级滤浆工序的工艺流程、试车步骤、开停车操作步骤、运行中的注意事项,以供交流学习。     

高灰尾煤制浆工艺的研究

选用淮南新庄孜矿选煤厂尾煤进行制浆试验,考察添加剂浓度、搅拌时间、不同添加剂配比对水煤浆流变性的影响;使用添加剂941号,煤浆最高浓度可达72.2%;萘磺酸盐最佳用量为0.8%、搅拌时间大约为10 min,此时水煤浆粘度最低;磺化腐植酸钠比例较高时,浆体呈现假塑性,复配添加剂MN∶MH在4∶6以上时,可制得成本更经济的水煤浆。     

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。     

温度对褐煤水煤浆成浆性的影响分析

结合大唐呼伦贝尔化肥有限公司褐煤制备水煤浆的生产运行现状,详细分析了温度对褐煤水煤浆成浆性的影响,即温度对水煤浆表观黏度、流变性能及添加剂的影响。结果表明,水煤浆温度控制在40℃~70℃,添加剂的活性作用高,水煤浆流动性好,褐煤成浆性好。同时介绍了实际生产中控制煤浆温度的措施,主要通过调节制浆用水温度、提高添加剂温度、保证原料煤温度等,可以有效提高水煤浆浓度。     

水煤浆添加剂研究评述

水煤浆成浆怀、流变性及静动态稳定性除了与煤质本身的性质密切相关外，还与添加剂的性能有关。８０年代以来，国外在水煤浆添加剂方面做了大量的研究工作研制及筛选聘批性能优良的分散剂及稳定剂。但是，到目前添加剂的研制剂的分子结构特征与煤质及煤表面物理化学性质有着密切的相关性，深入研究这种匹配规律，并建立相应的数据库，将会发迹以往水煤浆添加剂研制中的经验性，对添加剂的研制起理论指导作用。本文国内外水煤浆添加剂     

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。     

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。