改善粒度級配提高寧東水煤漿的研究

Sum 182 No112010年第11期文章編號:1002-1124(2010-0057-03改善粒度級配提高寧東水煤漿的研究吉文欣,王麗瓊【寧夏大學(xué)能源化工重點(diǎn)實(shí)驗室,寧夏銀川750021摘要:選取寧東甲醇廠(chǎng)德士古水煤漿加壓氣化工藝用原料煤,制備了一系列水煤漿,參考該工藝過(guò)程對水煤漿的要求考察了不同煤粒徑對水煤漿粘度和穩定性的影響規律以及對氣化影響較大的200目以下粒子含量對水煤漿粘度的影響確定了200目以下煤粒合適含量為50%,并通過(guò)多級級配實(shí)驗確定了羊場(chǎng)灣煤制水煤漿的最佳級配為Wm下:Wmm:WoWy=52:12關(guān)鍵詞:水煤漿;德士古爐;粒度級配中圖分類(lèi)號:TQ423文獻標識碼:AStudy of high concentration Ningdong coal-water-slurry through improving particles size gradingJI Wen-xin. WANG Li-qiongKey Laboratory of Energy Resource and Chemical Engineering, Ningxia University, Yinchuan 750021, China)Abstract: The Yangchang Wan coal of Ningdong is prepared to series of coal-water-slurmy(CWS). The effectof different sizes particle and content of 200 mesh particle have been studied to CWS Viscosity. When content of200 mesh particle is 50%, the CWs has good performance. Though particle size grading, the optimal particledistribution is w。m-:W如一:Wa:Ws==5:2:12Key words: coalwater-slurryi texco gasification process; particle size graduation我國是一個(gè)多煤少油的國家煤炭在一次能源何提高寧東地區水煤漿的濃度是當務(wù)之急。的生產(chǎn)和消費中占75%左右,隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟高濃度水煤漿分散體系在某種意義上可看作的快速發(fā)展,我國對石油的需求量也逐年劇增。為是由各種粒度煤粉構成的粒子床,其孔隙度為04此,我國將“以煤代油”列為一項基本能源政策,并左右,當這些空隙被水完全填充時(shí),水煤漿濃度可明確將“水煤漿(CWS)技術(shù)開(kāi)發(fā)”列為國家重點(diǎn)鼓達65%。不論單煤還是配煤,采用合適的粒度級配勵發(fā)展的高新技術(shù)和產(chǎn)業(yè),實(shí)行以煤代油具有深遠均可明顯提高成漿濃度。不同顆粒級配的煤制成的的戰略意義H。神華煤業(yè)集團寧東煤化工基地25漿體都存在不同的濃度臨界值,超過(guò)這個(gè)臨界值,萬(wàn)t·a-煤基甲醇項目,采用德士古水煤漿加壓氣漿體的粘度急劇增大,流動(dòng)性惡化;相同濃度水煤化技術(shù),球磨機濕法磨煤制漿,工藝要求煤漿濃漿的粘度隨顆粒級配不同而有較大差異,合理的顆度≥60%,表觀(guān)粘度≤1500MPa·s,才能利于泵送、粒級配可使水煤漿粘度降低,流動(dòng)性增強。加壓氣化,并提高氣化效率;由于氣化爐采用液態(tài)結合甲醇廠(chǎng)主要原料煤——羊場(chǎng)灣煤煤質(zhì)分排渣,要求原料煤的灰分含量不能超過(guò)13%,原料析數據,通過(guò)實(shí)地考察寧東甲醇廠(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況,煤灰熔點(diǎn)≤130℃。由于寧東地區主要煤質(zhì)屬低變采用干磨配煤的方法,考察不同級配條件對水煤漿質(zhì)年輕煤種,內水含量高揮發(fā)份及灰分含量偏高,的性能影響規律,制備出濃度在60%以上、粘度≤屬易磨難成漿煤種,制得的水煤漿濃度偏低(59%以1500MPa·s的適合德士古爐氣化工藝的寧東煤制下)限制甲醇產(chǎn)量,同時(shí)過(guò)量的水使煤耗增加,導高濃度水煤漿,為工業(yè)生產(chǎn)提供可靠的級配方案,致氣化裝置長(cháng)期處于低水平、高負荷運轉,所以如以保證德士古氣化裝置長(cháng)周期滿(mǎn)負荷運轉。1實(shí)驗部分收稿日期:2010-1008基金項目:寧夏大學(xué)自然科學(xué)基金項目( Ender09-20)作者簡(jiǎn)介:吉文欣(1977-),男,講師博士(在讀),研究方向:應用化選取寧東甲醇廠(chǎng)原料煤——羊場(chǎng)灣礦,采用干磨配煤的方法,用100×60型鄂式破碎機預破碎,吉文欣等:改善粒度綴配提高寧東水煤漿的研究2010年第11期然后在QQ4A/B型輕型球磨機上磨煤,制得煤粉經(jīng)2.2細顆粒對水煤漿性能的影響篩分后進(jìn)行煤粒度級配。采用干法制漿,稱(chēng)取已經(jīng)表2細粒子含量對的水煤漿粘度的影響配好的100g煤粉,倒入鋼杯中,用小燒杯準確量取Tab.2 Effect of percentage of small size to viscosity of CWs定量的添加劑(所有水煤漿均采用木質(zhì)素磺酸鹽200日以下煤漿濃度添加劑表觀(guān)粘度類(lèi)具有較高性?xún)r(jià)比的添加劑),加人蒸餾水使其溶粒子含量wt)%摻量/wt)%MP·s解,全部轉移到鋼杯中,用攪拌器在1200min+的09962轉速下攪拌5min,制備水煤漿。水煤漿粘度的測定6l016684使用DV-1+PRO型數字式粘度計,選用3號轉子,6103轉速30min1,測量時(shí)間30s,測量溫度25℃。最后61010.9981278.1稱(chēng)取準確質(zhì)量水煤漿,在105℃烘至質(zhì)量不在改變和m0如對稱(chēng)重確定水煤漿質(zhì)量百分比濃度。對于寧東甲醇廠(chǎng)的德士古水煤漿加壓氣化工藝,原料水煤漿都是邊生產(chǎn)邊使用,基本上不存在2結果與討論長(cháng)時(shí)間儲存和運輸的問(wèn)題,所以對于該工藝,穩定性并不是最主要的技術(shù)參數,最重要的技術(shù)參數是現在寧東甲醇廠(chǎng)使用的原料煤來(lái)自羊場(chǎng)灣礦,煤漿的濃度和粘度,要求水煤漿濃度不低于60%,該煤灰份(Aad)8.23(w)%,內水(wad)830(w)%,粘度低于1500MPa·8,由于原料水煤漿中的細顆粒揮發(fā)份(van)2794(w)%,固定碳(FCad)55含量對氣化效率有很大影響,一般要求200目以下(w)%,發(fā)熱量(Qbad)2485kJ·g,可磨指數(HGH)細顆粒含量要在40%以上,才利于氣化,所以有必72,灰熔點(diǎn)(DT=1210℃,ST=1220℃,FT=1230℃),要考察200目以下的細粒子對水煤漿的影響(表反應活性(800℃時(shí)16.8%,900℃時(shí)45.1%,1000℃2),控制煤漿濃度在610%,煤漿中其他粒度時(shí)701%,1100℃時(shí)95.2%),綜合比較來(lái)看羊場(chǎng)灣(80-200目,60-80目,35-60目)按1:1:1的比例礦煤灰份、內水含量不大,易磨,具有較高的氣化反進(jìn)行級配改變200目以下細粒子的含量發(fā)現200應活性,適合于制備較高濃度德士古氣化爐用原料目以下細粒子對水煤漿的性能影響很大,隨其含量水煤漿。上升水煤漿的粘度上升很快。而當細粒子含量在21不同粒徑煤的漿體粘度和穩定性50%和40%時(shí),煤漿粘度都比較小,綜合考慮粘度及選用3種粒度組成不同的細煤粉制漿粒度分氣化效率要求水煤漿中200目以下粒子占50%的別是35目以下80目以下和200目以下煤漿的濃是最合適的。度控制在61.0%,測定不同粒徑煤的漿體粘度和穩23多級級配定性,見(jiàn)表1。根據以上研究結果,我們用羊場(chǎng)灣礦煤制備表1不同粒徑煤的漿體粘度和穩定性了高濃度的水煤漿,保持濃度在65%,添加劑摻Tab 1 Viscosity and stability of CWs of different sizes量在1%,將200目以下細粒子的含量固定在煤漿濃度添加劑表觀(guān)粘度穩定性50%,改變其它粒度(80-200目,60-80目,35-60粒度圍Am)%摻量/m)%MPM目)含量時(shí),水煤漿的性能變化規律見(jiàn)表335目以下61.03099779742表3多級級配水煤漿的粘度80目以下61.000.99744994Tab 3 Viscosity of CWs of different sizes200目以下61011000425577煤漿濃度表觀(guān)粘度由表1可見(jiàn),當煤漿的質(zhì)量分數相同時(shí),煤粒Wxm HEF:W3-mRWMR:W3(wt)%MP.度對水煤漿的粘度有巨大的影響制漿所用煤的粒5:3:1:16502徑越小,漿體的粘度越高,穩定性也越好。但是全部5:2:1:265.00756.7采用200目以下煤粉制成的煤漿其粘度過(guò)大5:2:2:19860(25577MP·s),超過(guò)了工藝要求上限,表明需要向5:1:2:21176漿體中加入粗粒子,以降低漿體的粘度,同時(shí)使煤5:1:1:3粉具有緊密的堆積,進(jìn)一步提高濃度,并使漿體保5:1:3:1持一定的穩定性由表3可見(jiàn),在高濃度下,多級級配中有5種(下轉第71頁(yè))2010年第11期劉瑩等:甲氧基含量對氯代甲氧基脂肪酸甲酯應用性能的影響伸長(cháng)率及材料表面硬度的試驗測定,較為全面地對究[化學(xué)工程師,2010,(8):7-9氯代甲氧基脂肪酸甲酯相對DOP的增塑性能進(jìn)行3】劉瑩孫國強,葉活動(dòng)等氯代甲氧基脂肪酸甲酯生產(chǎn)因素影了比較。試驗證明,PVC試片進(jìn)行拉伸斷裂伸長(cháng)率響的研究[]廣東化工,2010,(8):86-88及材料表面硬度等方面的材料性能,相當或略好于[4]楊學(xué)習氯化石蠟增塑作用的探討和應用[J中國氯堿,2003,(3):18-19.全部使用DP的試樣材料的性能,表明氯代甲氧基[s5 Simone WG., Anderson JM, Chris ET. A dose-response stud脂肪酸甲酯在PVC材料中可以較大部分的替代in utero and lactational exposure todi-(2-ethylhexylDOP氯代甲氧基脂肪酸甲酯作為一種價(jià)格低廉、性phthalate: Reproductive effects on adult female offspring rats[J].能良好、無(wú)毒的增塑劑,在PVC塑料加工以及相關(guān)Toxicology,2007,229(1):114-122領(lǐng)域中有著(zhù)廣泛的應用前景和使用價(jià)值。[6] Cristian M.S., Livia L, Roberto P. Effect of di-(2-ethylhexyl)phthalate on N-cadherin and catenin protein expression in rat testis參考文獻[7] Anderson J.M., Simone WG. a dose-remponse study following in[]魯風(fēng)蘭.無(wú)毒增塑劑的生產(chǎn)和應用[精細石油化工進(jìn)展utero and lactational exposure todi-(2-ethylhexyl)-phthalate:9):4045.Non-monotoniedose-response and low dose effects on rat brain[2]劉瑩,孫國強,王正平,氯代甲氧基脂肪酸甲酯制備及應用研aromatase activity [J]. Toxicology, 2006, 227 (3):185-192(上接第58頁(yè))級配方案都達到了粘度<1500MPas的德士古氣化爐粘度要求,其中當Wm以下:Wm目:Wam目:參考文獻Ws6目=5:2:1:2時(shí),水煤漿的粘度最低,可以[1趙國華段鈺鋒徐峰高濃度水媒漿流變特性和穩定性試驗研減少泵送、霧化能耗,提高氣化效率,是最佳級配方[J熱能動(dòng)力工程3(2):201-205.[2]周明松邱學(xué)青,王衛星水煤漿分散劑研究進(jìn)展[]煤炭轉化2004,27(3):12-16[3]孫成功吳家珊李保慶低溫熱改質(zhì)煤表面性質(zhì)變化及其對漿3結論體流變特性的影響[J]燃料化學(xué)學(xué)報,1996,24(2):175-180.[4】李寒旭,紀明俊李軍混合煤對水煤漿性能的影響[門(mén)]選煤技對于寧東甲醇廠(chǎng)德士古水煤漿加壓氣化工藝,術(shù),2001,(3):5456采用羊場(chǎng)灣礦煤制備的水煤漿濃度相同時(shí),煤的粒5]呂運江潘榮德士古煤氣化工藝運行方式總結[1化肥工業(yè),度越小漿體的粘度越高,穩定性越好。采用不同煤粒2008,35(1):42-45度級配的水煤漿其性能差異較大,合理的顆粒級配[6]謝書(shū)勝,鄒佩良德士古水煤漿氣化Shel氣化和GSP氣化工藝對比[J].當代化工,2008,37(6):666-668可使水煤漿粘度降低,流動(dòng)性增強,經(jīng)研究發(fā)現,最[]韓承結.德士古氣化工藝的優(yōu)劣比較門(mén)安礅化工,∞0,3佳級配為Wm0目以下:Wmm目:W目:W3a目(1):45-46=5:2:1:2,此時(shí),粘度為7567MP·s,濃度為8]田青運胡發(fā)亭樊學(xué)彬水煤漿的藥劑、粒度級配的試驗與應65%完全滿(mǎn)足德士古爐對水煤漿的要求。用J煤炭科學(xué)技術(shù),2005,31):44-417