低質(zhì)原料煤制備水煤漿及其燃燒

2006年第4期ENERGY CONSERVATION(總第285期)低質(zhì)原料煤制備水煤漿及其燃燒趙立鴻,姜成(沈陽(yáng)石蠟化工有公司,遼寧沈陽(yáng)110141)摘要:介紹了使用低質(zhì)原料煤制漿的方法及燃燒情況,說(shuō)明燃用低濃度水煤漿悶樣可以得到較好的效關(guān)鍵詞:水煤漿;燃燒;霧化;潔凈中圖分類(lèi)號:TQ5344文獻標識碼:B文章編號:1004-7948(2006)04-0052-021前言水煤漿控制指標中的濃度與粘度這兩個(gè)參數是水煤漿是一種以煤代油的潔凈燃料,即將煤研互相制約的,分散劑使煤粉顆粒親水性增強,減小煤磨成一定粒度(平均粒徑30μm左右),與水、添加劑顆粒間的相互引力,從而使煤漿流動(dòng)性增強。穩定混合熟化后制成的一種煤基漿體。水煤漿濃度一般劑則是使煤粉顆粒間形成具有一定強度的骨架結構控制在66%以上,表觀(guān)粘度1000mPas左右,可以來(lái)防止其沉淀。濃度增加則煤漿著(zhù)火所需熱量降泵迭、霧化、貯存與穩定著(zhù)火燃燒。由于水煤漿與燃低,同時(shí)粘度也必然增加,給煤漿霧化造成困難。所料重油在相同熱值下相比,其價(jià)格僅為重油的1/2以制漿過(guò)程既要提高煤漿濃度還要盡量降低煤漿粘左右,以水煤漿代油具有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益同時(shí)也是度,這樣才能提供較好的燃燒條件。從表1可以看節約原油的重要措施。出某種成漿性較差的原料煤的粘度隨著(zhù)濃度的變化燃用水煤漿與直接燒煤粉相比,具有燃燒效率而發(fā)生變化。高、負荷易調控、節能和環(huán)境效益好等優(yōu)點(diǎn),但制漿表1我廠(chǎng)某原料煤制漿數據的成本卻高于制粉的成本,所以在能夠保證鍋爐穩粘度(25℃)穩定劑添加率分散劑添加率定燃燒的前提下為了降低蒸汽成本,不得不選擇價(jià)濃度/%穩定性/mPa's格較低、成漿性較差的原料煤來(lái)制漿。如果每噸煤節省100元,每噸漿節省70元,燃燒劣質(zhì)煤的蒸發(fā)63.3熱損失及燃料不完全燃燒損失按水煤漿熱值的15%計算,每噸蒸汽耗漿按01t計算,則全年可節約50萬(wàn)元左右。0.15我廠(chǎng)自備電廠(chǎng)的一臺75u/h燃油鍋爐2003年11380.105(36%)造成水煤漿鍋爐,使用低質(zhì)原料煤制漿,取得了較6110460.10好的經(jīng)濟效益。61,66.02提高水煤漿質(zhì)量表2邢臺東龐煤礦制漿廠(chǎng)制漿數據低質(zhì)原料煤本身理化性能直接影響煤的成漿性,特點(diǎn)是哈氏可磨指數低(一般小于50)、揮發(fā)分濃度/%粘度(25℃)分散劑添加率穩定性低、灰含量大(大于10%)內水較高、表面活性差等,這些因素直接影響其制漿質(zhì)量,使煤漿濃度低、" TYH中國煤化工CNMHG5(7%)粘度大、穩定性較差,使燃燒更加困難。從表1及表3.02對比可以看出不同煤種制漿的差異。8203.02006年第4期節能(總第285期)ENERGY CONSERVATION53為了提高水煤漿濃度,我們分別從以下幾方面水產(chǎn)生水爆及水煤氣反應以致最后燃盡。進(jìn)行了調整:第一個(gè)階段在燃燒器內完成,我廠(chǎng)使用的是撞(1)因為低質(zhì)原煤的硬度大,煤粉的級配較難控擊式多級霧化噴嘴,霧化蒸汽使用減溫減壓后的過(guò)制,我們改進(jìn)了破碎機結構保證破碎后的原煤顆粒熱蒸汽,煤漿在燃燒器內被加熱,水分蒸發(fā),霧化。小于3mm比例在70%以上,減少球磨機磨礦難度,如果水煤漿濃度低,水分蒸發(fā)不完全,將延長(cháng)第二步增加煤粉堆積率。的加熱時(shí)間,但由于霧化后的顆粒直徑一般小于(2)我廠(chǎng)使用的制漿工藝是高濃度濕法制漿工50m,水分易蒸發(fā)吸熱少,對燃燒影響不大。若水藝,原工藝在過(guò)濾器后加入穩定劑溶液來(lái)增加煤漿煤漿粘度過(guò)大,則燃燒器出口流速下降,使霧化困穩定性,我們將其改為在球磨機入口加入分散劑與難霧化后的顆粒直徑變大煤顆粒比表面積減小穩定劑的混合溶液(見(jiàn)圖1),這樣既增加了混合時(shí)從而影響了煤顆粒的揮發(fā)分析出速度及焦炭燃盡時(shí)間,又增強了捏混強度,使分散劑、穩定劑同時(shí)與煤間,使火焰后移,爐膛岀口溫度升高。同時(shí)由于煤顆粉顆粒作用。改進(jìn)前懷疑會(huì )影響分散劑的作用效粒重量大、流速慢,使其在高溫區的滯留時(shí)間延長(cháng)果,但經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)發(fā)現工藝改進(jìn)后水煤漿濃度/粘造成灰分在高溫區熔化粘連(灰熔點(diǎn)1400℃),最后度比沒(méi)有較大變化,同時(shí)經(jīng)過(guò)剪切熟化后的穩定性結成大塊焦渣落入冷灰斗,由于熔化冷卻后的焦渣有了明顯改善,減少了各過(guò)程的沉淀?yè)p失。非常堅硬,打焦困難,最后將冷灰斗堵死,被迫停爐水分散劑+穩定劑清焦}[1口m了一[-區4結論使用成漿性較差的原料煤制漿同樣可以達到較圖1制漿流程示意圖好的燃燒效果及燃燒效率。水煤漿燃燒關(guān)鍵有以下原工藝中添加的穩定劑是015%的溶液,這就幾方面:又一次降低了煤漿濃度,工藝改進(jìn)后直接將干基穩(1)良好的霧化質(zhì)量定劑加入分散劑溶液中,這樣可以減少0.5%的濃雖然水煤漿濃度較低(從經(jīng)驗看60%以上即可度損失。穩定燃燒),只要提高霧化蒸汽溫度即可縮短水分蒸(3)選用合適的添加劑。根據煤種選擇分散劑發(fā)時(shí)間。選擇合適的燃燒器降低水煤漿粘度提高的性質(zhì),使其更能改善原煤的表面性質(zhì),使煤漿在相煤漿出口流速。粘度在800~1200mPa·s之間即可同粘度下具有更好的流動(dòng)性,同時(shí)保證其與穩定劑得到良好的霧化效果,水煤漿霧炬顆粒越細越有利的配合效果。于燃燒。調整后煤漿質(zhì)量有了一定的提高(2)良好的燃燒環(huán)境3煤漿的燃燒水煤漿燃燒吸熱主要來(lái)源于高溫回流煙氣及火我廠(chǎng)鍋爐燃燒的特點(diǎn)是有瓦斯(副產(chǎn)品)伴燃瓦斯燃燒器在水煤漿燃燒器的下二次風(fēng)位置,瓦痧焰、水冷壁的輻射熱,所以提高熱風(fēng)溫度及調整好、二次風(fēng)的配比將使燃燒更穩定燃燒產(chǎn)生的高溫使水煤漿霧炬周?chē)幕亓鳠煔鉁囟?3)降低爐膛出口溫度,防止飛灰熔化結焦相應升高,所以使水煤漿燃燒更加容易,但在使用低雖然水煤漿因水分蒸發(fā)造成著(zhù)火點(diǎn)后移,燃燒質(zhì)水爆漿的初期走入了誤區:認為水媒漿的濃度越困難,但水分蒸發(fā)之后再經(jīng)過(guò)揮發(fā)分析出,使炭粒的高燃燒越容易也越穩定,忽視了粘度對燃燒影響的比表面積及微孔容積大于一般炭粒在相同條件下重要性(粘度基本在1300-1400mPa…s,最大1660更有利于煤粒燃燒時(shí)的化學(xué)反應速度及深度,達到mPas),導致?tīng)t膛嚴重結焦被迫停爐。較高的燃燒效率。所以選擇合適的煤種,提高水煤水煤漿燃燒可以分成四個(gè)階段,即漿質(zhì)好燃燒燃燒水煤漿不但可以得到較好(1)不等溫加熱階段,蒸發(fā)水分及霧化;的環(huán)中國煤化工子的經(jīng)濟效益。(2)快速加熱,水分完全蒸發(fā)煤漿顆粒結團作者CNMHG幣,從事鍋爐運行管理(3)揮發(fā)分析出與燃燒階段(4)焦炭燃燒與燃盡階段,水煤漿中煤顆粒的內(收稿日期:2006-01-09;修回日期:2006-03-06)