水煤浆制备过程的研究与实践.doc

水煤浆制备过程的研究与实践 张永1、李洪峰2、郑学鹏1、张钊1、董浩1 （1.山东华鲁恒升化工股份有限公司 德州 253024；2.宁波万华聚氨酯有限公司 宁波 315800） 摘要：通过对制浆过程的分析，明确了棒磨机、球磨机的运行原理及优缺点。用实践案例，说明了棒磨机的参数匹配及运行状态的改进方法，并对磨煤机的继续改进和分段研磨技术开发提出了期望。 关键词：磨煤机 改进 参数匹配 分段研磨 Study and Practice of the Coal Water Slurry Making Practice Abstract: Through the analysis of the slurrying process, it defines the operating principle of rod mill and ball mill, it elaborates the advantages and disadvantages of this principle clearly. The practical case has explained the parameter match and improved method of rod mill’s operation. Besides, continuing improvement and the segmented grinding technology development of the coal mill are expected. Keywords: coal mill, improvement, parameter match, segmented grinding 前言 在当前的煤浆加压气化装置中，无论是GE和西北院的单烧嘴顶喷结构，还是华东理工大学的四烧嘴对喷结构，其煤浆的制备工序基本都采用棒磨机为主体设备，少数单位采用球磨机、立式搅拌磨机等设备与棒磨机配合使用。而制售商品煤浆的单位，因为煤浆的储运时间较长，对稳定性要求非常高，通常采用球磨机制浆。 两种磨煤机的工作原理 球磨机的工作原理 球磨机以研磨球为磨介，磨介球以半抛落方式运行，有较多的球被抛出做自由落体运动，落到底部和其它球产生撞击，靠球与球之间的撞击和挤压实现研磨效果。磨介球在材质选择方面，可以选择高硬度、耐磨性好的材料。 钢球和物料运动图 球磨机磨介为球状，接触点狭小而研磨刚性大，研磨效率较低，均匀性低，煤浆中粗粒子和超细粒子均较多，制出的煤浆粒度分布曲线较宽，流动性、稳定性较好。但筛分出的粗粒子废浆量大，且由于大量的机械功被消耗在磨介球的无效碰撞中，其设备处理能力小，单位成品煤浆的功耗高。 棒磨机的工作原理 棒磨机以钢棒为磨介，磨棒在磨机内以滑落和滚落方式运动，宏观的表现和山体滑坡中的土石流动类似，它是靠棒与棒之间的挤、搓、捻来实现研磨效果的。在选用磨棒的材质时，不但要考虑磨棒的耐磨性，还要保证具有足够的韧性，避免磨棒受冲击断裂。 棒磨机研磨的摩擦副是一条线，接触线长而均匀，接触线上的挤压强度较低。因此棒磨机研磨面积大，磨制均匀，对于适当粒径的煤颗粒，其研磨效率较高，其出口粗粒子少，制浆的功耗相对较低，相同功率的棒磨机处理能力比球磨机高出很多。 因为棒磨接触线长，所以挤压强度低，当粒子直径小到一定程度时，粒子和粒子表层吸附的水膜的强度都会升高，磨棒接触线上的挤压强度就不足以再将这些微小粒子继续磨碎。另外，在棒磨机的接触线上有较大粒子被挤压研磨的过程中，这些较大粒子也会形成支撑垫，两条研磨棒就会在该粒子附近形成一定的缝隙，相对更小的粒子就会从这条缝隙中漏过而不被研磨。因此，棒磨机制出的煤浆中，超细粒子较少，其粒度分布曲线虽然也呈正态分布形状，但峰值高而窄，说明煤浆中的粒子直径大多集中在较窄的范围内。这样一来，煤浆中粒子的堆积密度不易提高，煤浆浓度、粘度和稳定性指标均较差。 棒磨机的运行要求 球磨机在运行中要求一部分磨球做抛物线运动，而在棒磨机的操作中，必须保证磨棒整体以滑落、滚落方式运动，所有磨棒均不允许出现抛落。 如果自身参数匹配不合理(比如磨机转速太快、提升条高度太高、装棒数量不合适等)造成棒磨机以磨棒抛落的方式运行，或安装操作不当(比如倾斜度大)，就容易引发乱棒、断棒等故障，而且磨棒的直径也会快速磨细。因为磨棒比较长，在被抛落的过程中，总会有一端先落地，一段后落地，形成小幅弹跳，磨棒自身承受较大的冲击弯曲力矩，频繁的冲击弯矩作用必然导致磨棒的疲劳断裂。先落地端和其它磨棒的撞击强度很高，又造成了磨棒的快速磨损。正常运行状态下磨棒的表面是光滑的磨砂状表面，而磨棒抛落情况下的目标表面则会在很多区域形成有较多凹坑的不光滑表面。 另外，磨棒频繁的弹跳过程中，也破坏了棒与棒