水煤浆技术.ppt

第四章 水煤浆技术 第四章 水煤浆技术 一、水煤浆概述 水煤浆是一种煤基液体燃料，一般是指由60%~70%的煤粉、40%~30%的水和少量化学添加剂组成的混合物。 水煤浆用途十分广泛： 它可以象油一样运输、储存、雾化和稳定着火燃烧，其热值相当于燃料油的一半，因而它可以直接替代燃煤、燃油作为工业锅炉和电站锅炉的直接燃料； 水煤浆还是理想的气化原料，产生的煤气可以用于煤化工或联合循环发电； 特制精细水煤浆可以作为燃气轮机的燃料。 第四章 水煤浆技术 二、水煤浆技术的特点和用途 1、水煤浆技术及产品分类 水煤浆技术是上世纪70年代世界范围内的石油危机中产生的一种以煤代油的煤炭利用新方式。 技术特点：将煤炭、水、部分添加剂加入磨机中，经磨碎后成为一种类似石油一样的可以流动的煤基流体燃料。 第四章 水煤浆技术 二、水煤浆技术的特点和用途 2、水煤浆性质 质量浓度：水煤浆的质量浓度一般为65~70%，它直接影响水煤浆的着火性能和热值，浓度越大，含水量就越小，越容易点燃且热值高，但流动性就差； 流变性：流变性是用于描述非均质流体的流动特性，一般采用粘度来表示，它是影响水煤浆输送的流动性能，储存的稳定性及燃烧效果的重要因素，要求水煤浆能具有“剪切变稀”的特性，受到剪切或升温后，其粘度能迅速降低，以便运输和雾化燃烧； 第四章 水煤浆技术 二、水煤浆技术的特点和用途 2、水煤浆性质 浆体中煤的粒度：水煤浆中煤的粒度对水煤浆的流变性、稳定性以及燃烧特性影响很大,浆体中最大煤粒小于0.3mm，且小于200目（74μm）的颗粒含量不小于75%； 发热量（Qnet,ar）为18.8~20.1MJ/kg; (1卡＝4.182焦耳;千卡=大卡) 浆体的稳定期大于3个月不发生沉淀。 水煤浆的种类、特性和用途 第四章 水煤浆技术 三、水煤浆的制备 （1）水煤浆制备的基本原理 水煤浆的制备过程决定了水煤浆的特性，为了使水煤浆能够满足实际应用要求，在其制备过程中需要考虑以下四个方面： 煤质、煤种的选择及其成浆性：哈氏可磨系数要大。 颗粒级配技术。水煤浆中的煤炭不仅有粒度大小的限制，还要求有良好的粒度分布，即希望用不同粒径的煤相互填充，减小煤粒之间的空隙，达到较好的堆积效率。堆积效率越高，越容易制备出高浓度水煤浆； 第四章 水煤浆技术 （1）水煤浆制备的基本原理 制浆工艺流程。制浆工艺是指对煤炭颗粒、水和添加剂等原料进行细选、破碎、磨矿、搅拌、混合、过滤、调浆等工艺来制备水煤浆的过程。通过优化制浆工艺流程，可以实现水煤浆中颗粒的较高的堆积效率，满足使用特性要求，同时减少能耗； 添加剂。要使水煤浆达到高浓度、高稳定性以及良好的流变性，必须添加化学药剂。一般分为分散剂和稳定剂两类。 第四章 水煤浆技术 （1）水煤浆制备的基本原理 水煤浆添加剂，按其功能不同，有分散剂、稳定剂及其他一些辅助化学药剂，如消泡剂、pH调整剂、防酶剂、表面改性剂及促进剂等多种。其中不可缺少的是分散剂与稳定剂。 添加剂与原煤和水的性质密切相关。合理的添加剂配方必须根据制浆用煤的性质和用户对水煤浆产品质量的要求，经过试验后方可确定。 第四章 水煤浆技术 （1）水煤浆制备的基本原理 分散剂的作用机理 提高煤表面的亲水性。分散剂是一种可促进分散相（水煤浆中的煤粒）在分散介质（水煤浆中的水）中均匀分散的化学药剂。煤炭主体是非极性的碳氢化合物，属疏水性物质。煤炭的润湿性可按水在其表面的接触角大小分成四等。按触角为零者，称强亲水性煤炭；小于 40°者称弱水性煤炭；40°~90°者，称疏水性煤炭；超过90°者称强疏水性煤炭。各种煤炭的表面均显疏水性。 第四章 水煤浆技术 （1）水煤浆制备的基本原理 分散剂的作用机理 提高煤表面的亲水性。制浆用分散剂都是一些两亲的表面活性剂，一端是由碳氢化合物构成的非极性的亲油基，另一端是亲水的极性基，非极性的疏水端极易与碳氢化合物的煤炭表面结合，吸附在煤粒表面上，将另一端亲水基朝外引入水中。极性基的强亲水性使煤粒的表面由疏水转化为亲水，可形成一层水化膜。有效降低水的表面张力和提高煤粒表面的表面张力，使润湿接触角降至50度以下。借水化膜将煤粒隔离开，减少煤粒间的阻力，从而达到降低黏度的作用。 第四章 水煤浆技术 （1）水煤浆制备的基本原理 分散剂的作用机理 增强煤粒间的静电斥力。著名的DLVO理论认为，胶体颗粒稳定分散的先决条件是颗粒间的静电斥力超过颗粒间的范氏引力。离子型分散剂除能改善煤表面的亲水性外，还能增强其静电斥力，进一步促使煤粒分散于水介质中。 第四章 水煤浆技术 （1）水煤浆制备的基本原理 分散剂的作用机理 空间隔离位阻效应。水化膜中的水与体系中的“