第29卷第4期山東冶金Vol 29. No 42007年8月Shandong MetallurgyAugust 2007試發(fā)研究·云南褐煤水煤漿成漿性分析王志光,饒志雄,張德祥(華東理工大學(xué)能源化工系,上海200237)摘要:介紹了一種云南褐煤水煤漿的成漿性能。試驗(yàn)得出云南褐煤因內(nèi)在水分高且含氧量較高故水煤漿濃度較低;3種添加劑對(duì)改變?cè)颇虾置撼蓾{性能作用不同,上海焦化廠水煤漿鄙加劑對(duì)其成漿性能較好,可作云南褐煤制水煤漿添加劑;選擇上海焦化廠水煤漿添加劑,在加入疊為1%的條件下,制得水煤漿性能指標(biāo)較好煤漿最高濃度接近50%關(guān)鍵詞:云南褐煤;水煤漿;成漿性;添加劑;煤漿濃度中圖分類號(hào):1Q536文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10044620(20070)04-0041-03水煤漿是代油、代氣或代煤的潔凈環(huán)保燃料。我針對(duì)低階煤的內(nèi)在水分高孔隙率發(fā)達(dá)、比表面國(guó)的動(dòng)力煤資源中,以長(zhǎng)焰煤和不粘煤比例較大,所積大富含極性官能團(tuán)、可磨性差和可溶性礦物質(zhì)含以動(dòng)力用煤應(yīng)合理使用褐煤、年輕煙煤及無煙煤。褐量高等特點(diǎn),可從配煤、改善級(jí)配、利用壓力等來提煤、長(zhǎng)焰煤等低變質(zhì)程度煤,揮發(fā)分髙,適合于氣化,高其制漿性能。為了了解煤質(zhì)對(duì)煤漿性能的影響,但含水量高,可磨性差,難于制成高濃度的水煤漿。并做好云南褐煤難制漿的成漿試驗(yàn),本研究從不同目前,作為商業(yè)化生產(chǎn)水煤漿的原料主要是變煤種、不同添加劑、不同添加劑量及配煤制漿等方面質(zhì)程度較高的煙煤,煙煤通過研磨,獲得最佳的粒度對(duì)云南褐煤制漿性能進(jìn)行了探討,通過試驗(yàn)獲得了級(jí)配,加入化學(xué)添加劑可以制成濃度在70%以上的較高濃度的褐煤水煤漿水煤漿四。褐煤是年輕煤,它經(jīng)歷的煤化作用時(shí)間較短,芳香核縮合程度低,支鏈、橋鏈較多,這樣使褐煤1試驗(yàn)原料的致密度低于煙煤,有較大的孔隙率,內(nèi)部細(xì)孔豐試驗(yàn)原料煤選用云南褐煤、新莊煤、神府煤和張富。同時(shí),其煤核結(jié)構(gòu)支鏈上羧基、羥基等酸性含氧集煤,其煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)、灰熔融特性(T;T3T分別代官能團(tuán)較多,褐煤的這些特征使褐煤不經(jīng)處理難以表煤灰熔融的變形溫度、軟化溫度、流動(dòng)溫度)及煤直接制取高濃度、低黏度的水煤漿。我國(guó)褐煤儲(chǔ)量極的粒度分布分別見表1和表2,添加劑選用上海焦為豐富,主要分布在內(nèi)蒙、山西、云南新疆等地,因化廠、淮南化肥廠和魯南化肥廠(編號(hào)分別為1、2此研究褐煤制漿具有深遠(yuǎn)的意義門。3)水煤漿添加劑。表1煤質(zhì)分析及灰熔融特性煤種M%A%V業(yè)%C%/%O%NST/T?℃T℃云南褐煤27.108.83514669594762140186239128013001310新莊煤1.76893355385465047351.750401320145014神府煤1019650376680.534.8013410890.37112512101240張集煤140185744217530441380>1450>1450表24種煤的粒度分布煤漿添加劑加入定量的水,用攪拌器固定轉(zhuǎn)速攪拌煤種020.25-0201-0.2500880.100740088-07410~20min。目測(cè)水煤漿的流動(dòng)性,用NDJ-1型黏度南褐煤0215466.122.5681.32計(jì)測(cè)定其黏度,然后將水煤漿裝入25mm高的大試新莊煤01250.24神府煤03421916.0688.13管中,上面滴加少量液體石蠟,防止水分揮發(fā),靜置張集煤4936134642149275203d后測(cè)定水煤漿析水率。22水煤漿成漿性分析方法及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)2制漿試驗(yàn)及其成漿性能評(píng)價(jià)因?yàn)樗簼{的性質(zhì)復(fù)雜,對(duì)水煤漿的性質(zhì)檢驗(yàn)21水煤漿配制過程及成漿性分析步驟尚無統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。目前,水煤漿成漿性檢驗(yàn)方式首先磨制煤樣,0074mm以下篩分煤樣占總樣很多中國(guó)煤化工性檢驗(yàn)主要判別標(biāo)75%以上。稱取定量的煤樣,按比例摻入一定量的水準(zhǔn)包CNMHG1)黏度。用NDJ-1型黏度計(jì)3轉(zhuǎn)子60rmin轉(zhuǎn)收稿日期:200706-05作者簡(jiǎn)介:王志光(192-男江西萍鄉(xiāng)人華東理工大學(xué)化學(xué)工藝速旋轉(zhuǎn),15min之后讀數(shù),單位mPas;2)流動(dòng)性。目專業(yè)2005級(jí)在讀碩土研究生,從事潔凈煤技術(shù)研究測(cè)流動(dòng)性分級(jí):A級(jí)為稀流體,流動(dòng)連續(xù),平滑不間2007年8月山東治金第29卷斷;B級(jí)為稠流體流動(dòng)較連續(xù),流體表面不光滑;C煤漿中添加不同種類的添加劑來選擇添加劑種類,級(jí)借助外力才能較好地流動(dòng);D級(jí)泥狀不成漿,不能再改變不同添加劑加入量和煤漿濃度來確定最佳煤流動(dòng);3)析水率。用高25mm的大試管裝入水煤漿,漿濃度和添加劑加入量。云南褐煤在3種不同水煤液面用液體石蠟密封,3d后測(cè)定:漿添加劑的作用下,制得水煤漿質(zhì)量和性質(zhì)如表4析水率=(析水高度/水煤漿原始高度)%所示。234種煤的單獨(dú)成漿性能表4云南褐煤煤漿特性與添加劑關(guān)系對(duì)云南褐煤、新莊煤、神府煤和張莊煤進(jìn)行水項(xiàng)目添加劑1添加劑2添加劑3煤漿成漿性試驗(yàn),選用添加劑1,加入量為煤的占煤比例%煤漿濃度/%05%,試驗(yàn)結(jié)果如表3所示(因水煤漿試驗(yàn)是在冬流動(dòng)性級(jí)別C級(jí)季室溫為5℃左右進(jìn)行的,溫度對(duì)其黏度有一定的黏度/mPas2000析水率/%影響;析水率為穩(wěn)定后析水率;落棒時(shí)間是指析水析水穩(wěn)定天數(shù)穩(wěn)定后測(cè)定值,以下各表相同)。落棒試驗(yàn)/自由落棒22自由落棒68自由落棒9.1表3不同煤質(zhì)水煤漿的成漿性能比較煤漿結(jié)構(gòu)很疏松項(xiàng)目云南褐煤新莊煤神府煤張集煤煤漿濃度/%4838629860.556973由表4可看出,所選用的3種添加劑對(duì)改變?cè)屏鲃?dòng)性級(jí)別B級(jí)C級(jí)南褐煤的成漿性能不同。添加劑1、添加劑3與添加黏度/mPa·8200020002000劑2相比,可增加煤漿濃度0.6%~1.8%,但流動(dòng)性析水率1%和煤漿沉淀結(jié)構(gòu)不同。析水穩(wěn)定天數(shù)3自由落棒34后稍加壓由表5可看出,不同添加劑對(duì)云南褐煤成漿性落棒22不下落3.7落棒8不落棒能的影響較大。添加劑1相比添加劑3可提高水煤煤漿結(jié)構(gòu)很疏松軟沉淀硬沉淀漿濃度317%,但流動(dòng)性和黏度有所不同。由表3看出,對(duì)于給定的水煤漿添加劑,4種煤表5不同添加劑對(duì)云南褐煤成漿性能的影響單獨(dú)成漿綜合性能以張集煤最差,煤漿濃度雖高,但項(xiàng)日添加劑3添加劑1不落棒,煤漿結(jié)構(gòu)為硬沉淀;新莊煤次之,煤漿濃度煤水比例551:521:05較高,但析水率大,煤漿結(jié)構(gòu)為軟沉淀;神府煤較好煤漿濃度/%其煤濃度較高,析水率低,但煤漿結(jié)構(gòu)為軟沉淀,流B級(jí)B級(jí)動(dòng)性較好,稍加攪拌即可恢復(fù)其流動(dòng)性;云南褐煤最析水率%1.26好,其煤漿濃度雖低,析水率不高,煤漿結(jié)構(gòu)很疏松,析水穩(wěn)定天數(shù)此煤可單獨(dú)成漿。落棒試驗(yàn)/自由落棒25自由落棒9.1自由落棒44自由落棒624添加劑的篩選很疏松較疏松很硫松很疏松通常情況下,要使水煤漿能夠達(dá)到高濃度、高穩(wěn).5添加劑量的篩選定性以及良好的流變特性,必須添加一些化學(xué)藥劑由表5和表6可看出,選用添加劑1,其加入量一般可以分為分散劑和穩(wěn)定劑兩類。分散劑是用來為1%時(shí)云南褐煤成漿性能較好。促進(jìn)煤粒在水中均勻分散的化學(xué)藥劑,通常煤粉與表6添加劑1不同添加量對(duì)云南褐煤成漿性能的影響添加劑占煤比例隔水混合,煤顆粒之間存在著一種很強(qiáng)的引力,使得煤項(xiàng)目粒成團(tuán)、凝聚、煤漿黏度增高,流動(dòng)性變差。分散劑是煤漿濃度%些表面活性劑,可以顯著地降低溶液的表面張力流動(dòng)性級(jí)別B級(jí)C級(jí)提高煤粒表面的潤(rùn)濕劑。而水煤漿穩(wěn)定劑則是用來黏度/mPa*s析水率/%改善水煤漿穩(wěn)定性,以使其在儲(chǔ)存和輸送期間保持析水穩(wěn)定天數(shù)特性均勻的狀態(tài)。落棒試驗(yàn)后自由落棒6不落棒合適的水煤漿添加劑配方及最佳水煤漿濃度和煤漿結(jié)構(gòu)很硫松添加劑加量的選擇原則:1)制備較高濃度的水煤漿,26制漿確保有最好的經(jīng)濟(jì)效益;2)低黏度的水煤漿流動(dòng)性中國(guó)煤化工高,發(fā)熱量低,但揮能好,有利于工藝操作:3低的析水率和較好的穩(wěn)發(fā)分CNMHG相反。為獲得濃度定性有利于減少短停時(shí)的水煤漿沉淀,避免淤積;4)高、黏度低、穩(wěn)定性好和易點(diǎn)燃的優(yōu)質(zhì)煤漿,將兩種成本;5)在相同煤漿濃度條件下,黏度為考慮的第一煤按一定比例混合起來,實(shí)現(xiàn)配煤制漿,這不失是位要素,其次為析水率和穩(wěn)定性;6)向相同濃度的水種揚(yáng)長(zhǎng)避短的好方法。表7是云南褐煤與新莊數(shù)據(jù)王志光等南褐煤水煤漿成漿性分析2007年第4期煤(0.65:0.35)兩種高低階煤配合制漿的結(jié)果。而獲得穩(wěn)定的水煤漿。因此,選擇灰分適中的煤種制表7不同添加劑對(duì)配煤成漿性能影響漿,有利于保持煤漿結(jié)構(gòu)性能,不產(chǎn)生硬沉淀。添加劑1添加劑32)3種添加劑對(duì)改變?cè)颇虾置撼蓾{性能作用不占煤比例煤漿濃度%同:魯南化肥廠水煤漿添加劑能適當(dāng)?shù)卦黾用簼{濃530I流動(dòng)性級(jí)別B級(jí)C級(jí)度,但不能改變煤漿沉淀結(jié)構(gòu),這類添加劑主要起黏度/mPas著分散煤粒的作用,即降低煤粒表面的疏水性。上析水率%海焦化廠水煤漿添加劑不僅能適當(dāng)提高水煤漿濃析水穩(wěn)定天數(shù)0m3落棒試驗(yàn)/s稍加壓落棒不落棒度,同時(shí),亦改善煤漿沉淀結(jié)構(gòu)的性能,這類添加劑煤漿結(jié)構(gòu)軟沉淀起著分散及穩(wěn)定雙重作用。因此,上海焦化廠水煤由表7可看出,選用添加劑1在加入量為1%條漿添加劑的成漿性能較好,可作云南褐煤制備水煤件下,云南褐煤與新莊煤配煤可制成濃度較高、中等漿添加劑。成漿性能的水煤漿。3)云南褐煤當(dāng)煤樣粒度小于0074mm占80%以上、加入上海焦化廠水煤漿添加劑時(shí),在加入量為3結(jié)果討論1%的條件下,制得的水煤漿性能指標(biāo)較好。實(shí)驗(yàn)室1)從4種煤?jiǎn)为?dú)成漿可以看出煤漿濃度與煤的媒漿最高濃度接近50%。飽和吸水量有關(guān)。飽和吸水量高的煤,濃度低;飽和4)針對(duì)褐煤高內(nèi)在水分、孔隙率發(fā)達(dá)、比表面積吸水量低的煤,濃度高,云南褐煤內(nèi)在水分高達(dá)大、富含氧官能團(tuán),可從配煤改善級(jí)配等方法,來提2710%,故其煤漿濃度低于50%煤的飽和吸水量除高其制漿性能了與煤結(jié)構(gòu)中的孔隙率大小有關(guān)外,還與煤表面親參考文獻(xiàn)水性的強(qiáng)弱有關(guān),而煤親水性的強(qiáng)弱又與煤芳香核李寒旭紀(jì)明俊李軍等配合煤對(duì)水煤漿性能的影響門選煤技術(shù),2001(3):54四周的含氧官能團(tuán)多少有關(guān)。羥基、羧基等含氧官能2]初萊李華民褐煤的加工與利用技術(shù)煤炭工程,2005.2)49團(tuán)親水性強(qiáng),在煤樣元素分析中,含氧量較高的煤,周德悟李軍,王粕春大雁褐煤制水煤漿的研究煤氣與熱力親水性強(qiáng),其煤漿濃度低,煤的孔隙率與親水性相比199028-9較孔隙率的影響較大。云南褐煤飽和吸水量最高,都臨山彭建喜水煤漿制備與應(yīng)用技術(shù)圍北京爆換工業(yè)出版且含氧量也最高,故其煤漿濃度最低;而張集煤和新社,2003:41莊煤不僅飽和吸水量很低,且含氧量也低故煤漿濃5]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局CB18856-2002水煤漿質(zhì)量試驗(yàn)方法F北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002度高;神府煤飽和吸水量較高,且含氧量也較高煤姚強(qiáng)浩凈煤技術(shù)北京化學(xué)工業(yè)出版社20687濃度仍較高。所以,通過測(cè)定煤的飽和吸水量,可預(yù)[劉昌盛,齊玉良水煤漿添加劑的選擇試驗(yàn)小結(jié)門中氮肥測(cè)該煤種制漿后的濃度。2006,(6)31灰含量對(duì)煤漿沉淀結(jié)構(gòu)疏松程度有密切關(guān)系,圖周德悟任春生,許耀光煤的成漿性能評(píng)定煤炭加工與綜合灰分有強(qiáng)的親水性,易吸附水產(chǎn)生疏松結(jié)構(gòu)的沉淀利用1994,(2:1而煤粒表面疏水性較強(qiáng),易相互團(tuán)聚沉降而產(chǎn)生硬⑨周薔悟陶培生,陳閩四礦區(qū)神木煤的成漿性陜西化工,沉淀剛張集煤灰分較其它煤高出近10%,其煤漿結(jié)10周德悟,任春生許耀光煤的成漿性能評(píng)定門煤炭加工與綜構(gòu)為硬沉淀,必須加入穩(wěn)定劑以改變煤漿結(jié)構(gòu)性能合利用,1994(212Test and Analysis of the Slurryability of Yunnan Lignite-water-slurryWANG Zhi-guang RAO Zhi-xiong, ZHANG De-xiangDepartment of Chemical Engineering for Energy Resources, East China University of Seience and Technology, Shanghai, 200237, China)Abstract: This paper discusses the slurryability nf Yunnan lignite-water-slurry. The experimental data point out that Yunnan lignite hasgher intemal moisture and oxygen content, so the density of the cnal-water-alurry preparedave different effect with the slurryability of Yunnan lignite. Yunnan lignite has the best slurryability for the additive agent of Shanghaicoking plant, and it can take for additive agent during the procedure of Yunnan limite had prepared coal-water-slurry. If the additive ageis or so I%, Yunnan coal-water-slurry have quite well slurry中國(guó)煤化工CNMHG.。歡迎廣大作者通過E-mail甸本利投稿★縮短論文刊發(fā)周期★密切編著雙方聯(lián)糸