《商業(yè)計(jì)劃書(shū)可行性報(bào)告模板》水煤漿應(yīng)用技術(shù)可行性報(bào)告

1、水煤漿應(yīng)用技術(shù)可行性報(bào)告中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所2004年3月25日一、水煤漿水煤漿是煤炭深加工的新型產(chǎn)品，是由約6570%的煤粉和2934%的水及1%左右的微量化學(xué)添加劑制備成的漿體，俗稱(chēng)高濃度水煤漿，英文縮寫(xiě)為“cwm”（coal water mixture）或“cws”(coal water slurry)。水煤漿是新型潔凈的代油燃料，具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，裝卸自如，貯運(yùn)不沉淀，可長(zhǎng)距離泵送管道運(yùn)輸，也可鐵路罐車(chē)、汽車(chē)槽車(chē)運(yùn)輸、船舶運(yùn)輸。水煤漿霧化性能良好，可穩(wěn)定著火，直接燃燒，水煤漿的熱值取決于原煤料的熱值和制備濃度，一般相當(dāng)于重油熱值的一半，在工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐、電站鍋爐可代油燃燒。

2、二、水煤漿技術(shù)的發(fā)展水煤漿是在中濃度煤漿和油漿基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型的漿體燃料。地球有限的石油資源促進(jìn)了水煤漿技術(shù)的出現(xiàn)。二十世紀(jì)七十年代世界范圍內(nèi)發(fā)生兩次石油危機(jī)，石油價(jià)格暴漲加快了水煤漿代油技術(shù)的開(kāi)發(fā)和工業(yè)應(yīng)用。二十世紀(jì)八十年代初，我國(guó)和世界技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家同時(shí)起步研究水煤漿技術(shù)，并逐步進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用，技術(shù)業(yè)已成熟。我國(guó)現(xiàn)有水煤漿制備廠10座以上，總生產(chǎn)能力約為400萬(wàn)噸/年，所生產(chǎn)的水煤漿作為替代油的燃料，廣泛應(yīng)用于冶金、建材、輕工、化工等各種工業(yè)行業(yè)的燃油工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐、電力行業(yè)燃油電廠、石油行業(yè)燃油熱電站及油田燃油各種鍋爐。我國(guó)水煤漿工業(yè)應(yīng)用技術(shù)正在向廣度和深度方向發(fā)展，向大型化和系

3、統(tǒng)化方向發(fā)展，有廣泛的應(yīng)用前景。三、制備水煤漿原料煤的選擇制備水煤漿原料煤，一般盡量選擇低灰、低硫、低水分、中高發(fā)熱量、高揮發(fā)份、高灰熔點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤。如氣煤、肥煤、長(zhǎng)焰煤、弱粘煤、不粘煤、褐煤等煤種均可作為制備水煤漿的原料煤種。原料煤經(jīng)洗選加工，用浮選精煤或水洗精煤制漿。四、水煤漿添加劑制備水煤漿需要添加劑，添加劑量約為0.51.0%。添加劑的作用是改變煤顆粒的表面性質(zhì)，需添加兩種添加劑，一種為分散劑，另一種為穩(wěn)定劑。分散劑屬表面活性劑，其作用是在水煤漿制備過(guò)程中，提高煤顆粒的表面潤(rùn)濕性，促進(jìn)煤顆粒在水中分散，改善水煤漿流變特性，降低水煤漿粘度，使水煤漿具有良好的流動(dòng)性。穩(wěn)定劑的作用是使水煤

4、漿在儲(chǔ)存和輸運(yùn)期間能保持性態(tài)均勻，使煤顆粒在固液兩相混合物中保持穩(wěn)定，阻止煤顆粒沉淀，使煤顆粒均勻地懸浮在水中，保持水煤漿的穩(wěn)定性。五、制漿工藝及主要工藝設(shè)備根據(jù)制漿精煤物態(tài)的不同，我國(guó)自行開(kāi)發(fā)兩種水煤漿制備工藝：浮選精煤制漿工藝和水選精煤制漿工藝。一般采用濕法磨制，主要工藝設(shè)備為球磨機(jī)或振動(dòng)球磨機(jī)。定量向磨機(jī)供煤、水、添加劑，磨機(jī)按設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，磨出的漿經(jīng)濾漿、攪拌，加穩(wěn)定劑后存貯在專(zhuān)用的水煤漿貯罐中待外運(yùn)。六、水煤漿特性重量濃度：67±2（%）平均粒徑：4550mm粒度分布：<75mm，（%）>75<150mm，（%）>93最大粒度：250mm常溫粘度：1

5、0001200cp低位熱值：46004800kcal/kg七、水煤漿貯存水煤漿制備廠制備出的成品漿貯存在專(zhuān)用的水煤漿貯罐中。水煤漿貯罐有鋼結(jié)構(gòu)的，也有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的。水煤漿貯罐帶有加熱、保溫、防腐、防沉淀、清洗、計(jì)量等技術(shù)措施。八、水煤漿輸運(yùn)水煤漿的輸運(yùn)方式有：管道輸運(yùn)：用于大運(yùn)量、長(zhǎng)距離水煤漿輸運(yùn)。鐵路罐車(chē)輸運(yùn)：用于中小運(yùn)量、長(zhǎng)距離水煤漿輸運(yùn)。汽車(chē)罐車(chē)輸運(yùn)：用于小運(yùn)量、短距離水煤漿輸運(yùn)。船舶輸運(yùn)：用于沿海港口至港口間的水煤漿輸運(yùn)。上述水煤漿輸運(yùn)方式均有工業(yè)應(yīng)用實(shí)例。如山東棗莊八一水煤漿廠至廣西桂林鋼廠，鐵路罐車(chē)輸運(yùn)距離長(zhǎng)達(dá)2200公里。山東兗日水煤漿廠生產(chǎn)的水煤漿由山東日照市5000噸海船

6、運(yùn)至日本北九州1100公里，又轉(zhuǎn)至岡山港400公里。九、水煤漿燃燒水煤漿燃燒是通過(guò)霧化器噴成霧滴在爐膛內(nèi)燃燒，其燃燒過(guò)程大體可分為四個(gè)階段：水分受熱蒸發(fā)、揮發(fā)分析出著火燃燒、固定碳燃燒、焦碳燃燼。水煤漿著火溫度：一般為425550，比同煤種煤粉的著火溫度約低100。水煤漿燃燒的霧化介質(zhì)：水煤漿霧化可采用蒸汽，也可采用壓縮空氣進(jìn)行霧化，均能達(dá)到預(yù)期的霧化效果。爐膛燃燒溫度：水煤漿燃燒時(shí)，爐膛溫度在沒(méi)有助燃劑情況下可達(dá)1350以上，比燃油時(shí)低100200。水煤漿燃燒器及噴嘴：必須采用水煤漿專(zhuān)用的燃燒器及噴嘴。噴嘴的材料要選擇耐磨、耐腐蝕的材料，要求噴嘴有良好的霧化性能、防堵性能、調(diào)節(jié)性能，并能降低

7、氣耗性，提高經(jīng)濟(jì)性。鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍：燃水煤漿鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍為40100%，均能穩(wěn)定燃燒。燃水煤漿污染物排放量：由于水煤漿中的灰分只有5%左右，水煤漿燃燒灰渣量較少。由于水煤漿燃燒溫度較低，因此燃燒時(shí)的nox排放量低，容易達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。二氧化硫的的排放量取決于原料煤的含硫量，為降低二氧化硫的排放量，可在爐前在水煤漿中加入一定量的脫硫劑，在爐內(nèi)燃燒脫硫。十、水煤漿經(jīng)濟(jì)性水煤漿制備廠建設(shè)投資，噸漿投資約為100元/噸。規(guī)模越大，噸漿投資越少。由于各地原煤價(jià)格差別加大，因此水煤漿的生產(chǎn)價(jià)格也會(huì)有差異。目前水煤漿出廠價(jià)約為350400元/噸，而重油市場(chǎng)價(jià)為11001300元/噸。以一臺(tái)230t/h鍋

8、爐為例，燃水煤漿與燃油相比，單位發(fā)電成本降0.07元/度，年燃料費(fèi)節(jié)約13001500多萬(wàn)元。十一、力學(xué)所水煤漿技術(shù)應(yīng)用實(shí)例1. 北京印染廠15 t/h與20 t/h工業(yè)鍋爐水煤漿代油燃燒技術(shù)應(yīng)用北京印染廠有七臺(tái)工業(yè)鍋爐，總供氣量為130 t/h，向紡織廠和印染廠等單位供汽，年耗重油1.5萬(wàn)噸，耗煤2.5萬(wàn)噸。為貫徹“以煤代油”的政策，1984年該廠與中國(guó)科學(xué)院合作開(kāi)發(fā)水煤漿代油燃燒技術(shù)。采用的是中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所的水煤漿燃燒技術(shù)。首先在15 t/h燃油鍋爐試燒水煤漿，并取得成功。在此基礎(chǔ)上，又對(duì)三臺(tái)20 t/h油煤混燒鍋爐進(jìn)行改造，建立了水煤漿卸、儲(chǔ)、運(yùn)系統(tǒng)，達(dá)到了連續(xù)輸送和穩(wěn)定燃燒。90

9、年代初,為擴(kuò)大蒸汽用量,該廠投資建成了一臺(tái)20t/h水煤漿鍋爐。該鍋爐由于全燒水煤漿,一年可節(jié)油3000噸以上,社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是顯著的。1.1.15 t/h燃油鍋爐改造工程試驗(yàn) 燃燒器采用兩個(gè)預(yù)燃室和一個(gè)主噴槍,集中布置在前墻。使用直流型低壓氣動(dòng)霧化噴嘴,每個(gè)噴嘴水煤漿流量為600900 kg/h;預(yù)燃室出口溫度可達(dá)12501350°c。水煤漿燃燒器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，在鍋爐上實(shí)現(xiàn)了冷風(fēng)冷爐條件下的點(diǎn)火啟動(dòng)和穩(wěn)定燃燒水煤漿。水煤漿的燃燒效率90%。對(duì)不同濃度和粘度的水煤漿進(jìn)行了試驗(yàn)，都可正常燃燒，預(yù)燃室穩(wěn)燃性能好，適應(yīng)性強(qiáng)。1.2.20 t/h油煤混燒鍋爐改造工程八

10、十年代末,對(duì)北京印染廠1#、2#、3#三臺(tái)20 t/h油煤混燒鍋爐進(jìn)行了改造。該20 t/h油煤鍋爐原是shl-13型雙鍋筒橫置式鏈條鍋爐,后因煤質(zhì)多變,且有變差趨勢(shì),因此,在側(cè)墻增加了油槍,進(jìn)行油煤混燒,以提高燃燒穩(wěn)定性和鍋爐效率。為實(shí)現(xiàn)以水煤漿代油,在側(cè)墻加裝水煤漿燃燒器,進(jìn)行水煤漿煤混燒?；鞜Y(jié)果表明,燃燒穩(wěn)定,燃燒器出口溫度達(dá)到12001300°c，爐膛溫度達(dá)到12001450°c。鍋爐熱效率達(dá)到77.85%，僅比油煤混燒時(shí),鍋爐熱效率低0.5%,這表明采用水煤漿技術(shù)達(dá)到了煤代油目的。1.3.20t/h水煤漿鍋爐建成90年代初,該廠為擴(kuò)大蒸汽用量,建成了一臺(tái)20t/

11、h水煤漿鍋爐。采用中科院力學(xué)所的燃燒技術(shù)方案:兩個(gè)燃燒器和一個(gè)主噴燃器相組合。1993年下半年開(kāi)始調(diào)試并投入運(yùn)行(供暖期)。運(yùn)行結(jié)果表明,在冷風(fēng)冷爐條件下,可以直接用水煤漿啟動(dòng)鍋爐;運(yùn)行過(guò)程中燃燒穩(wěn)定,從未出現(xiàn)噴嘴堵塞或脫火現(xiàn)象;在百忙之中5%負(fù)荷下,是煤漿仍能維持自穩(wěn)燃燒。爐膛出口溫度1100,生產(chǎn)的蒸汽參數(shù)穩(wěn)定,可并網(wǎng)供生產(chǎn)用汽。1.4.環(huán)保測(cè)試15t/h鍋爐燃燒水煤漿時(shí)，nox排放值為100135ppm， 煙氣林格曼黑度小于1度；20t/h水煤漿煤混燒鍋爐，nox排放值為45ppm， 煙氣林格曼黑度小于1度; 20t/h水煤漿鍋爐燃燒水煤漿時(shí),nox150ppm, 煙氣林格曼黑度小于1度

12、。1.5.經(jīng)濟(jì)效益目前水煤漿成本350400元/噸，運(yùn)費(fèi)200元/噸，而議價(jià)柴油約2000元/噸。而每?jī)蓢嵥簼{可替代1噸油。因此從燃料價(jià)格看，每燒兩噸水煤漿等于可以節(jié)約1000元左右的用油費(fèi)用。如印染廠三臺(tái)20 t/h水煤漿煤混燒鍋爐，每年節(jié)油4000噸，即可以節(jié)省400萬(wàn)元的燃料費(fèi)用。我國(guó)是缺油國(guó)家，燃用水煤漿比燃油、燃煤降低污染，保護(hù)環(huán)境，可以使煤炭資源得到充分利用，所以燃用水煤漿具有顯著的社會(huì)效益，將工業(yè)鍋爐改燒水煤漿不但可以降低污染和保護(hù)環(huán)境、還可提高能源利用效率，是應(yīng)該大力推廣的實(shí)用新型技術(shù)。2. 安太堡煤礦燃用煤泥漿干燥技術(shù)應(yīng)用安太堡煤礦干燥車(chē)間以煤泥作為燃料替代原煤作燃料進(jìn)行干

13、燥煤泥，不加添加劑。煤泥加水稍加稀釋后經(jīng)強(qiáng)烈攪拌制備成煤泥漿。通過(guò)中科院力學(xué)所的燃燒試驗(yàn)得出結(jié)論：安太堡煤礦煤泥在不加添加劑的條件下，可以制備成濃度60%以上的煤泥漿，具有一定的流動(dòng)性和穩(wěn)定性；可以在較低壓力下泵送和霧化；煤泥燃燒迅速、燃燒穩(wěn)定，出口溫度達(dá)800°c左右，可以滿(mǎn)足用戶(hù)要求。2.1.安太堡煤礦干燥車(chē)間燃用煤泥漿改造工程安太堡煤礦干燥車(chē)間熱煙氣爐設(shè)計(jì)用煤泥漿(含水25%左右)燃燒來(lái)代替部分干燥用煤。煤泥漿是開(kāi)發(fā)高濃度水煤漿伴生出來(lái)的特殊燃料，從燃燒特性看，可以用來(lái)代替油作為一種低nox和so2排放的新型燃料。煤泥漿的原料取自真空過(guò)濾機(jī)，采用螺旋運(yùn)輸機(jī)把煤泥量分流出的一部分輸出并加水?dāng)嚢瑁姑耗酀{的含水量達(dá)到40%左右。制漿煤泥經(jīng)攪拌桶進(jìn)行強(qiáng)力攪拌，然后經(jīng)螺桿泵把煤泥漿泵送到兩臺(tái)燃燒爐的側(cè)墻上設(shè)置的12支噴嘴上進(jìn)行霧化燃燒。每臺(tái)燃燒爐燃用煤泥漿約5t/h，煤泥的高位發(fā)熱量為5394kcal/kg。2.2.環(huán)境保護(hù)干燥車(chē)間燃燒爐燃燒時(shí)產(chǎn)生的煤煙和飛塵，以及干燥機(jī)對(duì)煤泥進(jìn)行干燥時(shí)，熱煙氣流將細(xì)煤泥帶走而生成的煤