伊泰煤、神府煤及其配煤的水煤漿成漿性比較與分析

第4期(總第155期)煤化工No 4(Total No 155)20ll年8月Coal Chemical IndustryAug·2011伊泰煤、神府煤及其配煤的水煤漿成漿性比較與分析王志光梁鐵汪文梅周亞明(上海焦化有限公司技術(shù)中心,上海200241)摘要通過(guò)伊泰煤、神府煤及其配煤的成漿性試驗,在煤漿濃度、黏度和目測流動(dòng)性等方面進(jìn)行了比較與分析,并討論了粒度級配對煤漿濃度的影響。結果表明,伊泰煤可以制得濃度和流動(dòng)性均較好的水煤漿,制得的水煤漿粒度呈雙峰分布,煤漿濃度較神府煤水煤漿略高。隨著(zhù)煤漿中粗粒子(8目-40目)的增加,煤漿濃度增加,但對水煤漿氣化過(guò)程中大顆粒煤粉的碳轉化率也有影響。關(guān)鍵詞伊泰煤神府煤水煤漿成漿性能粒度級配文章編號:1005-9598(2011)040041-03中圖分類(lèi)號:TQ534.4文獻標識碼:A水煤漿氣化爐采用內襯耐火磚的熱壁爐,液態(tài)排有限公司自“三聯(lián)供”建成投產(chǎn)以來(lái),一直以神府煤作渣。為順利排渣,氣化爐操作溫度要求高于灰熔融性為氣化原料,多年來(lái)裝置運行平穩,各項消耗指標較溫度50℃-100℃。國內通過(guò)對 Texaco煤氣化技術(shù)的佳。為緩解采用單一煤種帶來(lái)的風(fēng)險,尋找新的替代使用,得出了低灰熔融性溫度有利于氣化的結論口,煤種成了該公司的一項重要的工作內容。根據要求,選擇灰熔融性溫度小于l300℃的煤質(zhì),有利于德士對伊泰煤以及伊泰煤與神府煤的配煤進(jìn)行了煤質(zhì)分古爐實(shí)現長(cháng)周期穩定運行,不僅可有效延長(cháng)爐磚壽析及煤漿的成漿性分析,并與同一試驗條件下的陜西命,而且可減少氧耗量。神府煤的制漿性能進(jìn)行了比較。神府煤的特點(diǎn)是三低一高,即低灰熔融性溫度低灰、低硫和高發(fā)熱量,此外,成漿濃度較高,通?？?煤質(zhì)分析以達到62%。因此,神府煤已經(jīng)成為國內水煤漿氣化表1給出了神府煤與伊泰煤的煤質(zhì)分析,可磨指的首選原料,也就造成了神府煤相對緊張。上海焦化數HGI按國標GB2565-87測得。表1神府煤與伊泰煤的煤質(zhì)分析工業(yè)分析/%元素分析/%煤樣Qm,/MJ·kg可磨指數A神府3.206.324373.504.430.900.2611.39伊泰8.1014.7929.9847.1368.873.910.920.103.3124.40不同煤種由于其理化特性的差別,成漿性能差別均比神府煤高,但仍屬于易制漿煤種。煤樣硫質(zhì)量分也較大。試驗證明,內水分含量高、灰分含量低和含氧數僅為0.10%,適宜于水煤漿氣化合成氣制甲醇?？赡ス倌軋F中氧含量高時(shí),不利于煤種成漿26。從表1可指數髙,屬易磨煤。煤樣的灰熔融性溫度(弱還原氣知伊泰煤的M。和A。分別為8.10%和14.79%,盡管氛)見(jiàn)下頁(yè)表2。在弱還原氣氛下,伊泰煤的灰熔融流動(dòng)溫度(FYT)比神府煤高110℃,在伊泰煤中摻入神府收稿日期:2011-06-13煤后,灰熔融性溫度都有所降低,但無(wú)論是純伊泰煤作者簡(jiǎn)介:王志光(1972—),男,195年本科畢業(yè)于安徽還是其與神府煤的配煤,煤灰熔融性溫度均未超過(guò)理工大學(xué),2008年碩土畢業(yè)于華東理工大學(xué),工程師,現1300℃,適宜于德士古水煤漿氣化。整體上來(lái)說(shuō),伊從事煤氣化技術(shù)研發(fā)工作。泰煤的煤質(zhì)比神府煤稍差。-42煤化工2011年第4期表2煤樣的灰熔融性溫度(弱還原氣氛)2.2.2樣品成漿性能煤樣ST/℃7/℃采用NXC-4C旋轉粘度計測定煤漿表觀(guān)黏度;采神府1150用GB/T18856.2-2002水煤漿質(zhì)量試驗方法測量煤漿伊泰12301270濃度;24h析水率為制漿試驗24h后煤漿中析出的水伊泰50%11701250占煤漿總量的體積百分比,為水煤漿成漿性能參數之伊泰40%1160一。根據以上試驗方法,測得各煤樣的水煤漿成漿性注:伊泰50%指伊泰煤與神府煤的配煤中能參數如表3。伊泰煤占50%,以下均相同。表3水煤漿成漿性能參數2煤種的成漿性試驗煤樣表觀(guān)黏度成漿2h析水/mPa·s濃度/%率%流動(dòng)性神府l27961.610.4好21水煤漿的制備伊泰128962.720.3較好(1)煤的磨制。把神府煤和伊泰煤分別加入到自伊泰50%112261.39好制的1.5L球磨機中,在鋼球級配相同的情況下伊泰40%109560.930.6(①48m×2、Φ37mm×34、Φ28m×30),參考可磨指數HGI值,磨制不同時(shí)間后,制得含有不同粒度級別的煤炭的成漿性與其本身的理化性質(zhì)有密切關(guān)系6n。煤粉,其中粒度小于0.071m(200目)的煤粉,其質(zhì)量伊泰煤的煤漿黏度與神府煤相當,從表3可知,伊泰煤分數接近50%的成漿濃度比神府煤高1.11%,但是伊泰煤的灰分比神(2)水煤漿的制備。水煤漿成漿試驗采用干磨濕府煤高扣除灰分后,伊泰煤(干燥無(wú)灰煤)的煤漿濃度配制漿法。稱(chēng)取一定量的煤粉,將添加劑按煤質(zhì)量的比神府煤低。從表3中還可以看出伊泰煤及其與神府0.60%加入到各個(gè)煤樣中;加入一定量的水,混合后經(jīng)煤的配煤,煤漿的表觀(guān)黏度均小于1300mPas,其成漿過(guò)充分攪拌,制得樣品,采用目測方法,使煤漿具有一濃度均較高,在60%以上。定流動(dòng)性。2.2.3粒度級配與煤漿濃度的關(guān)系22試驗結果與分析影響水煤漿濃度與黏度的主要因素有煤的品種、粒2.2.1煤漿體系的粒度分布度級配和分散劑等。其中粒度級配是控制水煤漿性能指煤漿濃度是影響水煤漿氣化效率的一個(gè)重要因標重要的參數之一,研究粒度級配與水煤漿濃度和黏度素,其中水煤漿的粒度分布又是影響水煤漿濃度的重之間的關(guān)系,對提高水煤漿性能具有重要意義。本研究要因素。本試驗利用 Mastersizer2000型激光粒度儀用物理試驗來(lái)進(jìn)行煤樣的粒度分析。測量煤粉的粒度分布,其分布曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。從圖1可試驗考查了伊泰煤在不同粒度級配下水煤漿的成知,各樣品在整體的分布上較為一致,只在局部粒度漿性能。3種不同粒徑的煤漿依次增加8目-40目之間區間有細微的差異,說(shuō)明各水煤漿樣品在粒度的均一的煤粒量,減小40目-200目之間的煤量,從而增加了性上比較相近。從圖形可知,實(shí)驗室所制得的煤漿粒煤漿的平均粒徑。3種不同粒徑的伊泰煤煤漿均采用徑分布成雙峰分布,能達到較高的制漿濃度和較低的FP-2水煤漿添加劑添加劑量為煤樣質(zhì)量的0.60%。3種黏度。因此,各煤樣的粒度分布都可以滿(mǎn)足粒度要求。不同粒徑伊泰煤漿的粒度級配與成漿性能分別列于下45頁(yè)表4和表5。由表4和表5可知,在添加劑種類(lèi)及添加量確定后,在表觀(guān)黏度相差不大的情況下,隨著(zhù)煤漿中粗粒25子(8目~40目)的增加,煤漿濃度增加。但是,煤粉的粒度大小直接影響到整個(gè)著(zhù)火、燃燒及燃盡過(guò)程,漿50粒的直徑越大,它的燃盡時(shí)間越長(cháng);煤粉的粒度對碳>88-4040-8080-140122<3250的轉化率也有很大影響。粒度分布/目因此,就單純煤氣化過(guò)程而言,似乎水煤漿的濃一神府一·—伊泰一一伊泰50%—·—伊泰40%度越高、煤漿粒度越小,越有利于氣化。但實(shí)際生產(chǎn)圖1煤漿粒度分布曲線(xiàn)中,不得不考慮煤漿的輸送和煤漿在氣化爐中的霧2011年8月王志光等:伊泰煤、神府煤及其配煤的水煤漿成漿性比較與分析43表4伊泰煤漿的3種不同粒度級配媒樣>8月8目-14目A14目-40目/40目20目八%20日-35日%<325目粒徑10.5011.104.90粒徑2粒徑325.88Bm表5伊泰煤3種不同粒度級配水煤漿的成漿性能3結論煤樣平均粒表觀(guān)黏度煤漿24h析徑//ma濃度/%水率/%流動(dòng)性3.1通過(guò)對伊泰煤與神府煤及其配煤的煤質(zhì)分析粒徑1188.77121461.500.38好成漿性試驗、灰熔融性溫度的測試可知,采用伊泰煤粒徑223.16129862223很好可以制得濃度和流動(dòng)性均較好的水煤漿,且煤灰熔融粒徑3316.13122962.450.08很好性溫度在1300℃以下,可適當摻混神府煤,用于德士古水煤漿氣化?；?因為煤漿濃度越高粒度越小,黏度就越大,輸送3.2隨著(zhù)煤漿中粗粒子(8目~40目)的增加,煤漿和霧化也就更困難。濃度增加,但煤粉粒徑的增大對碳的轉化率也有影響。伊泰煤3種不同粒度級配煤漿的流變特性如圖2所示。從圖2可知,隨著(zhù)剪切速率的增加,剪切應力參考文獻增加,表觀(guān)黏度降低,屬于假塑性流體,剪切速率從[1]趙勇平,鄭寶祥.德士古煤氣化裝置對原料煤的要求100s降到10s-,表觀(guān)黏度又回到初始值,說(shuō)明漿體[J].大氮肥,199,22(3):154-156的穩定性都較好。[2]Atesok G, Boylu F, Sirkeci A A. The Effect of CoalProperties on the Viscosity of Coal-water Slur-ries[J].Fuel,2002,81(14):1855-18584000[3]張榮曾.水煤漿制漿技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,1996[4] Tiwari KK, Basu S K, Bit K C. High-concentration3000Coal-water Slurry from Indian Coals Using Newly2500Developed Additives [J]. Fuel Processing Techno-logy,2003,85(1):31-42[5] Mishra S K, Senapati P K, Panda D. Rheological Be-1000havior of Coal-water Slurry [J]. Energy Sources,0204060801002002,24(2):159-167.剪切速率/s1[6]李艷昌,程軍,劉劍,等.配煤提高神華煤成漿性粒徑1粒徑2一一粒徑3能的研究[J].煤炭轉化,2008,33(4):72-74.圖23種不同粒度級配煤漿的流變特性圖[冂]李艷昌,周志強,程軍,等.煤的理化特性對其成漿性能的影響[J].煤炭轉化,2009,32(3):35-39Comparison and Analysis on the Slurryability of Yitai Coal and Shenfu CoalWang Zhiguang, Liang Tie, Wang Wenmei and Zhou Yaming(Technology Center of Shanghai Coking and Chemical Co, Ltd, Shanghai 200241, China)Abstract Comparison and analysis was made on the CWS concentration, viscosity, fluidity, etc. through the slurrybility test of Yitai coal, Shenfu coal and coal blend. Besides, the impact of the particle size distribution on the effect ofcoal water slurry concentration was also discussed. The result showed that the Cws which were good both in concentrationand fluidity could be achieved by the Yitai coal, and the CwS thus prepared revealed double-peak grain size distributionand its concentration was a bit higher than that prepared by the Shenfu coal. With the increased of the coarse particles inthe Cws(8-40 mesh)its concentration also increased but the carbon conversion rate of the large particles during coalwater slurry gasification became lower, consequently, the carbon content in the ash became higher.Key words Yitai coal, Shenfu coal, coal water slurry(CWS), slurryability, particle size distribution