水煤漿技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其新進(jìn)展

3水煤漿技術(shù)進(jìn)呈現(xiàn)狀及其進(jìn)展李安(煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)爭論院，安徽合肥230041)能源是社會和經(jīng)濟(jì)進(jìn)展的重要物質(zhì)根底，煤炭是我國的主要能自1990～2023年，煤炭在我國能源生產(chǎn)構(gòu)成中的比例已經(jīng)超過75％。2023763126％，水電7．9％。由此可見，我國石油資源格外短缺，同年我國石油凈進(jìn)口量1．36億t，對外依存度到達(dá)42．9％，估量到2023年，國產(chǎn)原油只能滿足需求量的58％，2023年我國石油對國際市場的依靠程度將達(dá)50％以上。因此，立足于我國能源資源的特點(diǎn)，開發(fā)煤代油技術(shù)，對于我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和能源安全具有戰(zhàn)略意義。水煤漿是70由約70％的煤粉、30％的水和少量化學(xué)添加劑組成的混合體，約2t或2．5t一般水煤漿代替lt重油。因水煤漿具有良好的流淌性和穩(wěn)根本上屬于物理過程，工藝簡潔，生產(chǎn)本錢低，投資小，屬于一種見效快、節(jié)能和環(huán)保型的較為抱負(fù)代油燃料。實(shí)際上，水煤漿應(yīng)用領(lǐng)域1一般水煤漿及其技術(shù)現(xiàn)狀“七五”和“八五”技術(shù)攻關(guān)，一般水煤漿已經(jīng)進(jìn)入了商業(yè)化階段，截至2023年底，全國水煤漿制漿廠已建成20座，總設(shè)計(jì)力量超過500萬/t。正在建設(shè)中的還有青島開源熱力公司(50萬∥a)、廣東南海潔能燃料水煤漿廠(200萬∥a)等。與1999年底統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相比，水煤漿廠的數(shù)量增加175％，生產(chǎn)力量增加400％。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2023年全國燃燒水煤漿約200萬t，替代燃油100萬t，節(jié)約燃料費(fèi)近6億元。水煤漿添加劑是水煤漿中參加的各類化學(xué)品的總稱，主要包括的添加劑在性能和價格上都優(yōu)于國外產(chǎn)品。分散劑有萘磺酸鹽系19—30元。穩(wěn)1．2～4元。我國水煤漿廠的制漿工藝，除了北京制漿廠和兗日制漿廠外，起參加磨機(jī)進(jìn)展高濃度磨礦，磨機(jī)出料再經(jīng)過除渣、攪拌、濾漿、穩(wěn)定性處理、高剪切均質(zhì)熟化處理等工序，最終獲得成品漿。72％左右的積存過高而喪失磨礦成效。此外，由于只有一臺磨機(jī)，對水煤漿產(chǎn)品粒度分布的調(diào)整有肯定的局限性。其中關(guān)鍵設(shè)備磨機(jī)的規(guī)格有：1．83m×8m，2．4m×8m(或8．5m，9m)，3m×1lm(或12m，13m)，3．8m×12m。磨機(jī)的生產(chǎn)力量因人料的粒度組成、煤的可磨性、產(chǎn)2臺3m×13m的磨機(jī)，吉化水煤漿廠選用2臺3m×11m的磨機(jī)，南海水煤漿廠選用4臺3．8m×12m的磨機(jī)。一般水煤漿用量最大的是電站鍋爐。目前全國共有4家企業(yè)在電站鍋爐上燃用水煤漿，分別是山東白楊河電廠、廣東茂名熱電廠、北京燕山石化第三熱電廠、廣東汕頭萬豐熱電廠。這些企業(yè)共有7臺電站鍋爐燃燒水煤漿。除了萬豐熱電廠的一臺電站鍋爐的蒸發(fā)量為176∥h，其余的蒸發(fā)量均為220L／h。對楊河電廠原為煤粉爐，改燒重油，最終改燒水煤漿，承受四角燃燒方9890％一91％，灰渣含碳量穩(wěn)定在8％左右，飛灰含碳量穩(wěn)定在10％以內(nèi)，s0：和NO，排放低于國家標(biāo)準(zhǔn)∞J。的20∥h燃油鍋爐和60∥h的燃油發(fā)電鍋爐，燃燒效率分別為93％～95％和95％～98％，鍋爐效率分別為80％一82．5％和82％以上。目98油／水煤漿兩用的要求，燃油時能到達(dá)滿負(fù)荷運(yùn)行。燃水煤漿時，如按鍋爐廠燃煤設(shè)計(jì)，也能到達(dá)滿負(fù)荷，如按燃油設(shè)計(jì)，一般能到達(dá)8090％80％以上，排放到達(dá)環(huán)保要求H1。但是，工業(yè)鍋爐爐膛較小，水煤漿噴槍霧距較長，結(jié)渣，影響水煤漿的穩(wěn)定燃燒。成功油田針對一般水煤漿在中小型工業(yè)鍋爐中燃燒存在的問題，性強(qiáng)、啟動快速、高效、低污染等特點(diǎn)。實(shí)踐證明，承受該技術(shù)，使85％～91％，遠(yuǎn)高于目前燃20地區(qū)，已有20余臺鍋爐推廣應(yīng)用”1。在冶金、化工、機(jī)械、陶瓷、2000萬t。水70％提高到95％分?jǐn)?shù)由3．7％降至0．59％，鋼外表氧化皮平均厚度由2．79mm削減至0．44mm，少損率削減63％，煙氣排放都到達(dá)環(huán)保要求。目前，水煤漿在工業(yè)窯爐中的應(yīng)用主要集中在建材和冶金行業(yè)，200余臺熱風(fēng)爐，由原來燃燒柴油、重油、自然氣、焦?fàn)t煤氣等改燒水煤漿，每年用水煤漿量超過200萬t，經(jīng)濟(jì)效益格外顯著“。一般水煤漿由于灰分較高，粒度較粗，限制了其使用范圍。①水煤漿適合于現(xiàn)有燃油電廠的改造；②工業(yè)鍋爐由于燃燒空間較小，穩(wěn)定燃燒，特別是對于一些用于賓館、超市、寫字樓的小型鍋爐或中心空調(diào)，由于以燃油和燃?xì)鉃橹?，燃燒?qiáng)度高，爐膛小，因結(jié)渣更不一套投資高、體積大的除塵器不經(jīng)濟(jì)，也很難布置；③大量的工業(yè)窯屬熔爐、玻璃窯爐、陶瓷窯爐等均不適合使用一般的水煤漿；④一般水煤漿更無法用于內(nèi)燃機(jī)，因內(nèi)燃機(jī)中的油泵、噴咀屬于周密部件，和堵塞。2精細(xì)水煤漿及其技術(shù)現(xiàn)狀小于1％，平均粒度小于10斗m，因此可以應(yīng)用于一般水煤漿無法應(yīng)用20世紀(jì)70年月80法等國投巨資開發(fā)超低灰煤、化學(xué)煤、精細(xì)水煤漿等技術(shù)，目的是以酸堿法、熔融堿瀝濾法，這些方法的根本原理都是通過強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶明顯，但由于本錢高、環(huán)境污染嚴(yán)峻，始終難以工業(yè)化。物理方法些特別的分選方法分選出超凈煤，其降灰、降硫效果不如化學(xué)方法。美國的OTIsKA出灰分低于1％的超純煤，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的精細(xì)水煤漿在通機(jī)使用，美國腈胺公司和Buthel公司承受化學(xué)方法深度脫除煤炭中的灰分，獲得灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于1％的超純煤。不過，上述美國的2跌，美國的技術(shù)沒有進(jìn)一步的商業(yè)化，而是作為技術(shù)儲藏∞J。中國礦業(yè)大學(xué)(北京)開發(fā)的絮團(tuán)一浮選方法是一種低本錢的超凈煤物理分選方法¨J3％以631％50％時200kg生產(chǎn)力量的中試，局部煤種的試驗(yàn)結(jié)果見表1。表1局部煤樣絮團(tuán)一浮選分選超凈煤結(jié)果承受上述某種超純煤制備的精細(xì)水煤漿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為51．0％，粒度為90％的小于40．6¨m，低位熱值為MJ／kg，假設(shè)柴油的熱值按45．98MJ／kg計(jì)算，則3t精細(xì)水煤漿可以替代lt低，100s一剪切率對應(yīng)的黏度為225mPa·s，為霧化燃燒制造了很好的條件，不消滅硬沉淀的時間為1個月左右。為了將精細(xì)水煤漿應(yīng)燃室的割線方向噴人，在切線方向給入一、二次助燃風(fēng)。由于承受高8．12GJ／(m3·h)，遠(yuǎn)高于一般水煤漿的燃燒熱強(qiáng)度。由于漿體的灰分特別。對于煙氣排解的少量飛灰，可以承受小型除塵器來脫除。該燃燒的精細(xì)油水煤漿還在一臺S195—1型單缸高速農(nóng)用柴油機(jī)進(jìn)展了運(yùn)行固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64．84％，全硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．265％，粒度分布為90％小于24．5斗m，50％小于10．0斗m，平均直徑為12．2斗m。油水／k，剪切率100s。1對應(yīng)的黏度為220mPa·s。對該柴油機(jī)的供油燃用油水煤漿的熱效率稍低于柴油，NO。的排放量卻遠(yuǎn)低于柴油，緣由是油一水一煤精細(xì)漿的燃燒溫度低于柴油。燃用柴油時未測出sO：，而燃燒油一水一煤精細(xì)漿時，sO：的濃度也不高，緣由是制漿煤的硫分很低。可見，一般柴油機(jī)稍經(jīng)改造，就可以穩(wěn)定地燃燒油一水一