煤泥水煤漿的制備與燃燒技術(shù)

第4期選煤技術(shù)2008年8月COAL PREPARATION TECHNO文章編號:1001-3571(208904-0003煤泥水煤漿的制備與燃燒技術(shù)盧安民(平頂山天安煤業(yè)股份有限公司田莊選煤廠(chǎng),河南平頂山467013)摘要:作為選煤廠(chǎng)的主要副產(chǎn)品之一的煤泥,長(cháng)期以來(lái)由于水分比較高,不但影響使用,而且容易造成二次污染。文章通過(guò)對煤泥性質(zhì)的分析,解決了煤泥水煤漿的制備和燃燒技術(shù)問(wèn)題,為選煤副產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和利用找到了一條新的技術(shù)途徑。關(guān)鍵詞:煤泥水煤漿;制漿工藝;燃燒中圖分類(lèi)號:TQ536;TQ534.4文獻標識碼:A煤炭是地球上蘊藏最豐富的燃料資源,長(cháng)期以建筑摻合料、制備化工產(chǎn)品和顆?；钚蕴康?。來(lái)一直占據著(zhù)世界一次能源生產(chǎn)和消費的重要位目前,使用比較多的具體途徑主要有以下幾置。隨著(zhù)全球環(huán)境的不斷惡化和人們環(huán)境生態(tài)意識種:的增強,人類(lèi)對煤炭為社會(huì )發(fā)展作出巨大貢獻的同(1)選煤廠(chǎng)地銷(xiāo)。主要是供周邊居民使用,這時(shí),因為不潔凈地使用所造成的污染感到憂(yōu)慮。全是比較普遍的煤泥處理方法。球正在尋求經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境資源相互協(xié)調發(fā)展的契(2)煤泥干燥。煤泥經(jīng)脫水、烘干后,形成具機,因此研究解決煤炭在開(kāi)發(fā)利用中產(chǎn)生的污染問(wèn)有一定形狀的煤泥產(chǎn)品,可作為動(dòng)力燃料,直接或題顯得十分緊迫。為提高煤炭利用效率,改變煤炭摻入到中煤中使用。效率低,使用不方便,污染嚴重的問(wèn)題,就必須從(3)將煤泥擠入流化床鍋爐結團燃燒。目前煤炭開(kāi)采、選煤、燃燒方式、煙氣凈化等方面人該工藝在山東兗礦集團使用較多,通過(guò)校企協(xié)作,提出了中國獨創(chuàng )的煤泥流化床燃燒工藝,已經(jīng)積累選煤是目前潔凈煤技術(shù)中效果最好、成本最低了一定的經(jīng)驗。的方法,是合理利用煤炭資源、保護環(huán)境最經(jīng)濟有(4)浮選尾煤直接用攪拌桶攪拌、不加分散劑效的技術(shù)手段,也是煤炭深加工的基礎。選煤最主制成濃度約為5%-60%%的水煤漿,就近使用。要的方式是濕法分選,在生產(chǎn)過(guò)程中不可避免地產(chǎn)以上煤泥的利用方法,各有利弊。本文將重點(diǎn)生大量的副產(chǎn)品——煤泥,它是由微細粒煤、粉化介紹將煤泥制備成高濃度水煤漿的剪切攪拌制漿工矸石和水組成的粘稠物,具有粒度細、微粒含量藝,以及開(kāi)發(fā)、研制出的用于工業(yè)鍋爐及其他熱工多、水分和灰分較高、熱值低、粘結性較強、內聚設備燃燒的流化懸浮高效低污染燃燒技術(shù),旨在為力大的特點(diǎn)。尤其是近幾年來(lái),隨著(zhù)煤炭開(kāi)采方式煤泥綜合利用提供一條高效、潔凈的新途徑。的改變,致使原煤細粒級含量不斷增加,煤泥產(chǎn)量相應上升。由于煤泥水分較高,因此造成運輸、使2水煤漿技術(shù)用困難,一旦控制不力,不但浪費資源,而且造成2.1概述二次污染,直接影響選煤企業(yè)的生存與發(fā)展。因此,合理利用煤泥資源對選煤企業(yè)而言意義重大水煤漿是20世紀70年代興起的以煤代油為目標的一種新型煤基液體燃料,它是將煤炭產(chǎn)品進(jìn)行1煤泥利用的現狀加工研磨成微細煤粉,按煤約70%、水約30%的從用途上來(lái)說(shuō),煤泥可用于直接燃燒發(fā)電、生比例和適量的化學(xué)添加劑配制而成的一種煤水混合活燃煤、型煤、配煤、水煤漿、氣化、井下充填物。水煤漿技術(shù)是多學(xué)科、跨部門(mén)和跨行業(yè)的一項高新技術(shù),它涉及到煤炭的洗選加工,煤的成漿與收稿日期:2008-07-08制備中國煤化工凈燃嬈技術(shù)等,是怍者簡(jiǎn)介:盧安民(1964-),男,河南平頂山人,教授級高級工CNMHG程師,現任平煤集團田莊選煤廠(chǎng)副廠(chǎng)長(cháng),主要從事選煤技術(shù)管理工由」水燥泵既能保持爆初理化學(xué)性能,又能作。聯(lián)系電話(huà);(0375)2740313。象石油一樣具有良好的流動(dòng)性和穩定性,便于儲運盧安民:煤泥水煤漿的制備與燃燒技術(shù)2008年8月25日和調整,可以霧化燃燒,提高燃燒效率,降低環(huán)境劑特性、制漿設備性能和用戶(hù)對水煤漿質(zhì)量要求污染,具有代油、節能、環(huán)保、綜合利用等多種效等。水煤漿制備的關(guān)鍵技術(shù)有煤種選擇、級配控制益,因此水煤漿技術(shù)是潔凈煤技術(shù)的重要組成部技術(shù)和添加劑技術(shù)分。同時(shí),我國豐富的煤炭資源為水煤漿制備在煤原料煤性質(zhì)是確定制漿工藝的基礎,煤種不種方面提供了充足、可靠的煤源保證,而水煤漿制同,制漿的難易程度存在很大差異。從確定工藝的備技術(shù)的發(fā)展及各種水煤漿產(chǎn)品的應運而生又為水角度,要掌握的煤的主要性質(zhì)有:可磨性、粒度組煤漿的應用開(kāi)拓了廣闊市場(chǎng)。成、成漿性等。2.2水煤漿制備技術(shù)添加劑技術(shù)在制漿工藝中非常重要,不同的煤水煤漿是一種新型煤基流體燃料,它除了具有種適應的添加劑不盡相同。制漿時(shí)加人添加劑可以原料煤的固有特性(如發(fā)熱量、灰熔融性等)外,改善煤粒的表面性質(zhì),使其易于分散,形成均勻還具有流體特性(如濃度、流變性、穩定性等)。穩定的高濃度、低粘度水煤漿。因此,要制備高濃度、低粘度、穩定性好的水煤2.3水煤漿分類(lèi)漿,必須了解水煤漿的各種特性,掌握煤炭成漿規我國目前制備的水煤漿是按制備水煤漿的原料律,選擇適當的制漿工藝進(jìn)行分類(lèi)的,如表1所示。確定制漿工藝的主要依據為原料煤性質(zhì)、添加表1水煤漿的種類(lèi)和用途水煤漿種類(lèi)原料水煤漿特征使用方法高濃度精煤水煤漿精煤70%煤,29%水,1%添加劑,A<10%泵送,霧化直接做鍋爐燃料(代油)高、中灰煤泥水煤漿原煤或煤泥A4=25%-50%,濃度為50%-70%泵送爐內,霧化燃燒供燃煤鍋爐精細水煤漿超低灰精煤煤粒度<10μm,A4<1%,濃度為50%-65%替代油燃料內燃機直接燃用原煤水煤漿原煤就地爐前制漿直接作為煤燃料燃煤鍋爐工業(yè)窯爐脫硫型水煤漿水煤漿中加入脫硫劑泵送爐內,燃燒脫硫供燃煤鍋爐,脫硫率可提高10~20個(gè)百分點(diǎn)3煤泥水煤漿的制備而煤漿的揮發(fā)分、含水量和霧化漿滴的細度又決定了漿滴能否順利著(zhù)火。在一定霧化方式下,霧化漿煤種不同,制漿的難易程度存在很大的差異,滴的細度又取決于漿體的粘度并影響煤漿的燃燒效該制漿工藝選用田莊選煤廠(chǎng)的浮選尾礦壓濾煤泥。率,而煤漿的粘度又隨著(zhù)濃度的增加而增加?？?.1原料性質(zhì)分析見(jiàn),各種因素是交叉影響、相互制約的,而成功的煤樣的元素分析和工業(yè)分析分別見(jiàn)表2和表3。關(guān)鍵是在于煤泥的揮發(fā)分。粒度組成分析采用濕法篩分,結果見(jiàn)表4。表4煤泥小篩分試驗表2煤泥元素分析粒級/mm產(chǎn)率灰分產(chǎn)率灰分40.7376.702.574.847.8214.730.811.531.172.20>0.5004.3813.534.3813.53表3煤泥工業(yè)分析0.500-0.2507.9616.1612.3415.230.250-0.12578122.0620.1517.880.125~0.07511.5434.1631.6923.8025.8819.5236.7646.9016.8114.820.075~0.0458.5644.2440.2528.183.2制漿研究<0.045597560.97100.0047.76在正式制備燃燒水煤漿之前,先在實(shí)驗室中摸合計00.0047,7索制漿條件。為了制得流變特性和穩定性都好的水從田莊選煤廠(chǎng)煤泥的元素分析與工業(yè)分析結果煤漿,需經(jīng)過(guò)反復對比,確定制備水煤漿的藥劑制可知中國煤化工為36.76%,而度和工藝條件。CNMHG濃度為68%以上3.2.1煤質(zhì)及煤漿指標的確定的高濃度的水泉,廾既言具他促進(jìn)燃燒的措施才煤的揮發(fā)分及煤漿的濃度決定煤漿的揮發(fā)分,能著(zhù)火。第4期2008年8月25日通過(guò)試驗研究,把煤泥按0.25mm分級,<滿(mǎn)足設計要求。0.25mm的煤泥采用一定的工藝、控制合理的級配、選擇適當添加劑,可以比較容易的生產(chǎn)濃度大煤泥水煤漿燃燒研究于70%的高濃度水煤漿。4.1水煤漿實(shí)驗室燃燒情況3.2.2制漿工藝水煤漿的燃燒方式采用預熱室燃燒,燃燒試驗煤泥屬劣質(zhì)燃料,因此對其加工應力求工藝簡(jiǎn)在柴油點(diǎn)火5πin后,摻燒水煤漿,由煤泥制備濃單、費用低廉。該煤泥制漿生產(chǎn)線(xiàn)是以落地尾煤濾度為70%的水煤漿,通過(guò)噴嘴將其霧化成細漿滴餅為原料,該煤泥粒度較細,濾餅脫落時(shí)的水分在漿滴在高溫爐膛中迅速蒸發(fā)掉水分,然后就像煤料25%~30%之間,粘性高;落地濾餅風(fēng)干時(shí)間長(cháng)短那樣燃燒,逐漸減少?lài)娪土?過(guò)30min完全撤走油不一,可能有干結塊,在冬季還有可能有凍結塊;槍,5min后煤漿完全穩定燃燒。由于實(shí)驗中燃燒此外,煤泥中還含少量不符合漿體燃料的粗顆粒以室的安裝位置及爐膛條件不適合于煤泥漿的燃燒,及濾餅落地后可能混入的沙粒和異物。由于成品漿煤漿量提不上去,所以燃燒的爐膛溫度及燃燒效率的濃度高達70%,只能向濾餅加入少量的水,制不高。詳細情況如表6所示。漿工藝主要環(huán)節是濾餅的加水、加藥、切碎、攪表6水煤漿燃燒情況拌、漿體的隔粗和除去異物以及漿體的攪拌熟化。指標工況一丁況二制漿流程(圖1)為:來(lái)自壓濾機的濾餅落入煤漿流量/kg·h分配刮板后,被分配到濾餅切碎桶,使漿塊得到循0.35環(huán)切碎攪拌;充分分散的煤漿從桶的溢流口流入轉霧化空氣壓力/MPa0.25預燃室出口溫度/℃筒隔粗篩,隔粗篩的篩上物是少量過(guò)粗煤粒和異爐膛平均溫度/℃物,舍棄不要,篩下物是漿體,自流入成漿桶;燃燒效率/%84.588.2漿桶下接渣漿泵,泵的出漿管是“T”管系,其中煙氣氧含量/%1的短支管與成漿桶相連,可使部分漿體循環(huán),起到煙氣-氧化碳含量/漿體進(jìn)一步熟化作用,干管與儲漿罐相連,調節4.2水煤漿的現場(chǎng)燃燒情況T”管系的閥門(mén)可以調節漿體的循環(huán)量;煤漿泵工業(yè)性試驗在田莊選煤廠(chǎng)鍋爐房10t鏈條爐上從儲漿罐吸取漿體燃料,通過(guò)輸漿管外運。進(jìn)行,根據鍋爐的特點(diǎn),僅對其作了簡(jiǎn)單的改造在爐體的側面前端觀(guān)察孔附近裝一燃燒器,水煤漿霧化后沿水平噴入爐膛,此處無(wú)水冷壁,開(kāi)孔方便。在爐體前墻給煤漏斗的上方割去水冷壁5根,開(kāi)孔裝設另一個(gè)燃燒器,水煤漿霧化后向下有一傾角噴入爐膛。整個(gè)爐排保留,這樣既可單獨燃煤又可達到水煤漿和煤混燒的目的,停爐和起火方此外,設計安裝了一套全密封、簡(jiǎn)單可靠的爐前供漿系統,省去了在線(xiàn)過(guò)濾器。儲漿罐采用水封,當儲漿罐中沒(méi)有進(jìn)出漿時(shí),罐內空間通過(guò)水封分配刮板;2.濾餅切碎桶;3.轉筒隔粗篩;4.成漿桶:與大氣隔絕,罐內空間被飽和水蒸氣充滿(mǎn),罐內的5.渣漿泵;6.儲漿罐;7.煤漿泵煤漿、特別是掛在罐壁的煤漿不會(huì )因水分蒸發(fā)而結圖1制漿工藝圖干塊。當制漿線(xiàn)向儲漿罐供漿時(shí),儲罐上部空間減在上述的制漿工藝生產(chǎn)線(xiàn)上,設有液位、流小,氣壓增加,使內部多余的空氣通過(guò)水封排出,量、壓力等傳感指示器,并配以相應的控制手段。不會(huì )因內部壓力過(guò)高而影響向儲罐泵送水煤漿。當生產(chǎn)實(shí)踐證明,所制備的水煤漿的質(zhì)量濃度為罐中國煤化工灌內部空間增加,氣70.00%,當剪切速率為100s時(shí),粘度約為壓一下通過(guò)水封進(jìn)入儲80mPa·s,不但濃度高,且粘度低,是典型的假漿CNMH衡,不影響向鍋爐供塑體,可為燃燒創(chuàng )造良好條件。因而,該工藝完全漿。供漿條件如表7所示。第4期選媒技2008年8月COAL PREPARATION TECHNOLOGY文章編號:1001-3571(2008)04-0023-大型多供介三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的理論研究張力強(煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院,河北唐山063012)摘要:闡述了重介質(zhì)旋流器選煤在當前煤炭洗選中的重要地位,簡(jiǎn)要介紹了重介質(zhì)旋流器的分選原理,著(zhù)重介紹了“十五”科技攻關(guān)成果——雙供介無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的研制,從理論分析、結構設計、入介平衡等方面進(jìn)行了應用性探討,并對“十一五”科技攻關(guān)專(zhuān)題設備大型多供介無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器進(jìn)行了初步探討。關(guān)鍵詞:分選機理;多供介;密度場(chǎng)分布;結構;入介方式中圖書(shū)分類(lèi)號:TD942.7文獻標識碼:A前言在各類(lèi)選煤技術(shù)中,重介質(zhì)選煤技術(shù)具有分選效率高、對原煤適應性強、可生產(chǎn)高質(zhì)量潔凈煤炭煤炭是我國的基礎能源和原料,在國民經(jīng)濟中產(chǎn)品和易于實(shí)現自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),特別是應用離心力具有重要的戰略地位,隨著(zhù)國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展,分選的重介質(zhì)旋流器選煤已成為國內外首選的選煤煤炭的需求量不斷增加,煤炭行業(yè)目前仍主要以銷(xiāo)技術(shù),自問(wèn)世以來(lái),便以高效率、高分選精度得到售原煤和煤炭粗加工產(chǎn)品為主,產(chǎn)品附加值和科技迅速推廣,在世界各國被廣泛采用。另外,重介質(zhì)含量低,資源浪費和環(huán)境污染嚴重。因此,優(yōu)化產(chǎn)工藝可以以低分選密度選出超低灰分精煤,這也是品結枃構,大力發(fā)展和推廣潔凈煤技術(shù)是煤炭工業(yè)發(fā)其他工藝所無(wú)法做到的。大型、高效、簡(jiǎn)化重介質(zhì)展的必然選擇,是節能、節運、提高煤炭利用效選煤工藝及設備將成為選煤技術(shù)的主流方向,同率、保護環(huán)境最經(jīng)濟、有效的技術(shù)途徑。時(shí),重介質(zhì)選煤技術(shù)的核心設備—重介質(zhì)旋流器也將成為選煤技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵所在?；痦椖?大型模塊選煤關(guān)鍵技術(shù)及配套裝備(2006BAA01B05-2)之大型多供介無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器研發(fā)近幾年來(lái),隨著(zhù)“九五”、“十五”攻關(guān)選煤收稿日期:2008-07-09工藝的研究成功,以三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器為核心作者簡(jiǎn)介:張力強(199-),男,河北省石家莊人,工程師,設備的選煤技術(shù)在中國取得了長(cháng)足發(fā)展,為我國003年畢業(yè)于西安工業(yè)學(xué)院機械工程專(zhuān)業(yè),現就職于煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院旋流器研究室,主要從事礦物加工工藝及設備的現有各種規模的選煤廠(chǎng)技術(shù)升級改造和新廠(chǎng)建設研究工作。聯(lián)系電話(huà):(0315)7759443提供了高效率、低成本、高效益的技術(shù)和裝備,喪7供漿條件5結論指標工況工況二煤漿流量/kg·hI0002000利用田莊選煤廠(chǎng)的細粒尾煤可制成濃度約煤漿壓力/MPa0.3270%、粘度極低的水煤漿,且性能穩定,能滿(mǎn)足使霧化空氣壓力/MPa用要求。通過(guò)在改裝后的l0t鍋爐中進(jìn)行燃燒試驗用柱塞泵把漿供給10t鏈條爐上的兩支噴槍發(fā)現,水煤漿霧化后能立即著(zhù)火,并能穩定燃燒噴槍是自行設計加工的Y型噴嘴,采用不銹鋼材可以部分替代鍋爐燃料。料制作,既耐高溫又耐磨,在爐膛預熱的條件下文章介紹的制漿工藝簡(jiǎn)單,田莊選煤廠(chǎng)煤泥通摻燒水煤漿,肉眼可觀(guān)察到霧化的水煤漿一進(jìn)入爐過(guò)這樣的加工利用,可以取得很好的經(jīng)濟效益,并逐步減少,當水煤整噴量達21,可代替的由于V山中國煤化工廣使用范圍易受55%的原煤。從燃燒情況看,在冷空氣條件下水煤限制CNMH③同時(shí),還需要慎漿不僅能穩定燃燒,而且燃燒效果很好重調研用戶(hù)情況23