第二章煤燃烧前的净化

第三章煤燃烧前净化３.1洁净煤技术基础３.2选煤技术３.3型煤技术３.4水煤浆技术3.1洁净煤技术基础洁净煤技术洁净煤技术（CleanCoalTechnology）——针对燃煤对环境造成污染提出的技术对策，旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制新技术的总称。

3.1洁净煤技术基础3.1洁净煤技术基础美国洁净煤技术的发展

美国于1986年推行“洁净煤技术示范计划（CCTP）,在能源部的主持下，先后投资52亿美元，选定38个商业性示范项日，涉及4个主要应用领域，即先进发电系统、环境控制设备、煤炭加工清洁燃料装置、工业应用技术示范项目。

3.1洁净煤技术基础美国洁净煤技术的发展3.1洁净煤技术基础

欧共体的洁净煤研究与发展计划主要目标：改善煤电生产的经济性和增强欧洲洁净煤技术的出口潜力；近期目标：提高现有电站效率，降低排放水平；中期目标：支持IGCC和PFBC示范工程的商品化；长期目标：建立设计简单、装备先进的新一代技术基地。日本通产省于2000年公布了“21世纪煤炭计划”该计划提出在2030前分3个阶段研究开发洁净煤技术。其主要项目有:先进发电、高效燃烧、脱硫脱氮和降低烟尘；利用煤气的燃料电池、煤炭制造—甲醚和甲醇、水煤浆、煤炭液化和煤炭气化等。3.1洁净煤技术基础按照国务院1997年批准的《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展规划》，中国洁净煤技术包含四个领域、十四项技术1、煤炭加工领域：选煤、型煤、水煤浆；2、煤炭高效燃烧与先进发电技术领域：CFBC、PFBC、IGCC；3、煤炭转化领域：气化、液化和燃料电池；4、污染排放控制与废弃物处理领域：烟气净化、电厂粉煤灰综合利用、煤层气的开发利用、煤矸石和煤泥水的综合利用。

3.1洁净煤技术基础

§

3.2选煤技术一、选煤的目的

1、除去原煤中的杂质，降低灰分和硫分，提高煤炭质量，适应用户的需要；

2、把煤炭分成不同质量、规格的产品，适应用户需要，以便有效合理的利用煤炭，节约用煤；

3、煤炭经过洗选，矸石可以就地废弃，可以减少无效运输，同时为综合利用煤矸石创造条件。

3.2选煤技术参考资料：《选煤基础知识》吴式瑜岳胜云编著

我国的选煤技术有了很大进步。我国选煤技术的研究和开发已经步人世界先进行列。各种选煤方法所占比例也发生了较大变化，具体如下：跳汰选占26%，重介质选占54%，浮选占14%，风选占5%，其它方法占1%。常规选煤方法可以去除50%～60%的灰分和30%～40%的硫分。据统计，每入选1亿吨原煤可以减少燃煤排放SO22150万吨，选煤脱硫成本仅及烟气脱硫费的1/2，1995年全国入选原煤2.2亿吨，实现利税62.5亿元，节省运费40亿元。3.2选煤技术1、原理

在垂直脉动的介质中按颗粒密度差别进行选煤的过程叫跳汰选煤。二、跳汰选煤3.2选煤技术水作分选介质的叫水力跳汰，以空气作分选介质的叫风力跳汰，以重悬浮液作分选介质时叫重介跳汰。

选煤生产中，以水力跳汰用得最多。3.2选煤技术（1）床层松散上升水流的速度和加速度对床层松散起决定性作用。速度和加速度配合不当，可能使床层不松散或整起整落，只有大小适宜才可得良好的松散。（2）分层原理3.2选煤技术3.2选煤技术2、跳汰机

跳汰机的种类繁多，用处各有不同。（1）按产生脉动水流的动力源的不同：可分为活塞跳汰机、无活塞跳汰机。无活塞跳汰机中水流的脉动是利用压缩气来推动的。（2）按风室的布置形式分，有侧鼓式与筛下空气室跳汰机。3.2选煤技术侧鼓式3.2选煤技术三、重介质选煤3.2选煤技术在静止的悬浮液中，作用在颗粒上的力有重力G和浮力Go，因此，悬浮液中颗粒所受的合力为：而则1、原理：在密度大于1的介质中，按颗粒密度的差异进行选煤，叫重介质选煤或重介选煤。选煤所用的重介质有重液和重悬浮液（简称悬浮液）两类。重液：有机溶液（如四氯化碳、三溴甲烷）和无机盐水溶液（如氯化锌水溶液、氯化钙水溶液），它们是稳定介质，放置很长时间能保持自己的物理性质。悬浮液：是固体粒子和水的混合物，静置后粒子即下沉，使悬浮液密度上、下不一致，为不稳定介质。目前，国内外普遍采用磁铁矿粉与水配制的悬浮液作选煤用。3.2选煤技术2、重介质选煤机3.2选煤技术具有结构紧凑、占地面积小、重量轻、传动机构简单、提升轮磨损较小。3.2选煤技术重介质旋流器选煤原理在离心场的作用下：质量为的颗粒受到的离心力为悬浮液给的向心力颗粒在悬浮液中半径为r处受到的合力F为：3.2选煤技术物料和悬浮液以一定压力沿切线方向给入旋流器，形成强有力的漩涡流。液流从入料口开始沿旋流器内壁形成一个下降的外螺旋流；在旋流器轴心处形成一股上升内螺旋流;由于内螺旋流具有负压而吸入空气，在旋流器轴心形成空气柱;入料中的精煤随内螺旋流向上，从溢流口排除；矸石随外螺旋流向下，从底流口排除。3.2选煤技术重介质旋流器是—种结构简单、无运动部件的选煤没备。根据机体形状分为圆锥型和圆筒型重介质旋流器；根据给料压力分为有压给料和无压给料重介旋流器；根据产品数量可分为两产品和三产品重介质旋流器。3.2选煤技术3.2选煤技术3.2选煤技术3.2选煤技术3.2选煤技术3、重介质选煤特点重介质选煤是当前最先进的一种重力选煤方法。（1）、可以严格地按密度分选，分选效率高；（2）、能有效地分选难选煤和极难选煤；（3）、对原煤的适应性强，生产中受给煤量和原煤质量波动的影响较小；（4）、入选粒度范围宽，入料上限大，其上限可达500～1000mm，因此可代替人工手选，使选煤过程全部机械化：（5）、重介质分选设备构造简单，生产操作和工艺过程的调整比较方便等。3.2选煤技术4、重悬浮液重介质选煤用的重悬浮液是细磨高密度固体微粒与水的混合物。选择加重质，注意粒度和密度的综合要求。达到重悬浮的分选密度及重悬浮液的稳定性；保证较好的流动性，粘度不能高；

其次，要无毒，无腐蚀性，不污染精煤，价廉，来源广，易回收。工业上可以采用的加重质有磁铁矿、重晶石、黄铁矿、砂子、黄土等。选煤中主要用磁铁矿（Fe3O4）。3.2选煤技术3.2选煤技术重介质悬浮液制备3.2选煤技术3.2选煤技术磁选机工作原理四、浮选1、原理从左至右，随着矿物亲水程度的减弱，水滴越来越难于铺开而成为球形；气泡的形状正好与水滴的形状相反，从右向左，随着矿物表面亲水性的增强，气泡变为球形。显然，在水中亲水性的矿物难与气泡附着，可浮性差；疏水性的矿物易与气泡附着，可浮性好。3.2选煤技术3.2选煤技术2、浮选的特点为了从大量的煤泥中选出精煤，提高精煤产率，增加经济收益，选煤厂广泛采用浮选方法分选煤泥。煤泥的来源有两个：入选原煤中所含，即开采和运输过程中产生的，称为原生煤泥；一为选煤过程中粉碎和泥化产生的，称为次生煤泥。3.2选煤技术煤泥浮选需要的基建投资和生产费用都较重选高。3、浮选夜配制（1）起泡剂在浮选过程中控制气泡大小和维持泡沫稳定性的浮选药剂叫做起泡剂。当吸附有起泡剂单分子层的气泡相互接触时，由于它们之间有两层起泡剂单分子层所形成的水层相隔，因而气泡在水中不容易合并、在水面上也不容易破灭。3.2选煤技术松木加工副产品黄油、重松节油等。石油、化工副产品这类药剂包括杂醇、仲辛醇、高级醉、戊醇残液等。杂醇：主要是酒精厂、香料厂、糖厂、化肥厂的副产品，为黄褐色液体，有较好的起泡性能．主要成分是戊醉。3.2选煤技术

（2）捕收剂提高煤粒表面疏水性的药剂称为捕收剂，它具有捕收煤粒的作用。提高煤粒表面疏水性的药剂称为捕收剂，它具有捕收煤粒的作用。浮选煤炭时通常采用非极性碳氢化合物，如煤油、柴油等。非极性油类药剂虽不溶于水，但由于强烈的搅拌作用，被粉碎成许多小油滴而分散在矿浆中。这些小油滴一经与煤粒相遇，就附着在煤粒表面。煤粒的疏水性越强，油滴在其表面附着的可能性越大，附着得越快、越多、越牢固。非极性的小油滴不与亲水性的矸石附着。3.2选煤技术4、浮选机3.2选煤技术3.2选煤技术3.2选煤技术一、什么是型煤技术

将煤粉和低品位煤加工制成一定强度和形状的煤产品。二、发展型煤技术的意义

我国的工业锅炉和市场用煤年耗煤量约5亿t，这些设备均属层燃方式，要求以型煤为燃料，而煤矿采出原煤的块煤率不足20%，因而块煤供不应求。研究表明，燃用型煤的工业锅炉平均节煤25%，民用锅炉20%；同时少排放CO70～80%，烟尘60%，若添加固硫剂，SO2可减少40%～60%以上的排放，NOX减少55%。§3.3型煤技术§

3.3型煤技术参考资料：《型煤技术》徐振刚刘随芹主编三、型煤分类§3.3型煤技术四、民用型煤上点火蜂窝煤由烟煤、褐煤做原料，用火柴或报纸点燃，它由点火剂、引火剂及煤本体组成。点火剂由二氧化锰、氯酸盐、硝酸盐等氧化剂，煤炭、炭素等可燃物及少量稳定防潮剂（石蜡、松香、硬酯酸钙等）和粘结剂组成。§3.3型煤技术民用型煤比散烧节煤20%～30%，烟尘减少40%～60%，CO减少80%；加固硫剂后二氧化硫减少40%～60%，氮氧化合物减少55%，Bap（多环芳烃）减少90%，烟气黑度达到林格曼1/4级。§3.3型煤技术

19世纪末法国科学家林格曼将烟气黑度划分为六级,标准的林格曼烟气黑度图由14cm×21cm不同黑度的图片组成，除全白与全黑分别代表林格曼黑度0级和5级外，其余4个级别是根据黑色条格占整块面积的百分数来确定的，黑色条格的面积占20%为1级；占40%为2级；占60%为3级；占80%为4级。

§3.3型煤技术五、工业型煤种类：（1）造气型煤（2）型焦及炼焦配用型煤（3）工业锅炉使用§3.3型煤技术在1200℃的密闭炉（称为炼焦炉）中干馏，可得固定碳很高含量之煤焦，俗称焦炭；因为缺氧，所以不会烧掉，某些固体因为热量成为气体，而剩之且成泡沫状之碳物体就是焦炭了。用来制成焦炭之煤称之为“焦炭煤”，其应具有低硫量及特定灰分的特性；制焦炭过程称为“干馏”，其中产生气体部分冷却之后就成为煤焦油。§3.3型煤技术煤气是无色透明的气体，能猛烈燃烧。用煤气做燃料，温度高，火力猛，污染少。家庭和工厂用的管道燃气有的就是煤气。煤气还是多种化工原料，用它来合成橡胶、化肥等工业品。煤焦油是一种黑褐色的很臭的油，但用途很多，可以用来合成塑料、合成纤维、杀虫剂、糖精、染料、药品、炸药等多种工业品。焦炭是灰黑色的、有小孔的固体，与煤相比杂质少，是冶炼钢铁不可缺少的燃料。§3.3型煤技术焦炭主要之功用是用来冶铁炼钢，将焦炭、铁矿及石灰石混和在鼓风炉之中燃烧，经不完全氧化，生成一氧化碳，再将氧化铁还原成铁，就可制成炼钢所需要之纯铁了。其反应可由下列之反应式表示：C＋O2→COFe2O3＋3CO→2Fe＋3CO2亦可直接将氧化铁还原：Fe2O3＋3C→2Fe＋3CO§3.3型煤技术

工业锅炉用型煤优点粒度均匀、孔隙率大

型煤进入炉膛时，在床层上堆积—定的厚度，由于其孔隙率较一般大20%，床层的风阻力小，空气分布均匀。煤燃烧反应表面积大，从而可强化中烧，使灰渣的含碳量明显减少。型煤有较好的热变形特性，确保型煤能气全烧透。

型煤进入炉膛后，由于上下表面温度不均匀，当受热膨胀时因应力的释放及上、下表面的膨胀不均匀，使型煤上表面出现花卉状的裂缝。§3.3型煤技术型煤燃烧时，飞灰和漏煤大量减少，能消除烟尘，减轻污染，节约能源。降粘通过配煤热压成型，会使型煤的粘结性明显降低。改变灰熔点所谓阻熔是指提高煤的灰熔融性（ST）。例如：大同煤的ST为1190℃，而鲤鱼江煤的ST为1480℃，混合型煤的灰熔融性为1265℃，比大同煤的灰熔融性提高了75℃。使用型煤可以降低炉内空气过量系数，减少床层通风阻力，降低风机功耗，减少排烟损失，提高锅炉效率。§3.3型煤技术六、型煤成型工艺§3.3型煤技术1、无粘结剂冷压成型（1）破碎破碎的作用除减小煤的粒度外，还可使煤粒度较为均匀，这样在成型时可使煤粒紧密接触，成型后强度较高。一般要求将原煤破碎到4mm以下，其中1mm以下的煤粒占60%左右即可。（2）干燥对无粘结剂成型，控制原煤的含水量特别重要。制作燃料型煤，煤中的剩余水分应在12%～16%之间。当对煤料进行干燥时，不仅可降低水分含量，还可使不同粒度煤中剩余水分分布均匀。

§3.3型煤技术原料煤破碎筛分干燥冷却压制冷却成品

（3）冷却适宜的成型温度在60～70℃范围内，这个温度常比干燥出来的粉煤温度低，因此就需要冷却。

（4）压制冷却到适宜的成型温度后，在冲压式成型机或环式成型机上进行压制。在压制过程中，温度还会升高。为了防止型煤自燃，制得的型煤还需冷却，然后才能准放或储存。§3.3型煤技术2、粉煤有粘结剂成型

（1）原料煤干燥疏水性有机粘结剂，原料煤的水分含量大于4%时（质量比），就不能正常粘结。若用亲水性有机粘结剂或水溶性无机粘结剂时，要求物料具有适当水分以利提高型煤强度，一般成型水分控制在8%～10%为宜。（2）原料煤的破碎一般采用的粒度为0～3mm，目前往往是将原料煤加入粘结剂后再送入破碎机破碎，在破碎的同时也进行初步混合。

§3.3型煤技术原料煤与粘结剂成型原料制备成型生球固结成品型煤（3）配料即按预先经过试验得到的方案，严格控制原料粉煤和粘结剂的用量比进行配料。（4）物料混合在实际生产过程中，除在破碎的同时进行初步的混合外，还另有专门的搅拌设备进行混合，一般采用双轴搅拌机或立式搅拌筒进行混合均匀，以保证型煤质量。§3.3型煤技术（5）成型成型原料制备完毕之后，用成型机进行成型。（6）固结一般说来，刚从成型机压制出来的型煤强度还很低，不能直接应用，这时型煤里的煤粒暂时被粘结在一起，为了保证粘结剂能成为坚强的骨架，使煤粒间牢固地粘结，生球固结就成为必不可少的—个环节。§3.3型煤技术由于采用的粘结剂不同，因而有不同的固结方法。以石灰为粘结剂的石灰型煤，生球固结是采用碳化方式，即生球中的Ca（OH）2与碳化气体中的CO2反应生成CaCO3。型煤就是依靠碳化过程中生成CaCO3的作为骨架固结，成为具有较高强度的人造块煤。碳化反比式如下：§3.3型煤技术（7）粘结剂

1）种类有机粘结剂：焦油、沥青、淀粉、腐殖酸、本质素磺酸盐、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。无机粘结剂：粘土、膨润土、高岭土、石灰、水玻璃、石膏、水泥、氯化钠等。工业废弃物：纸浆废液、制糖废液、制革废液、酿酒废液、糠醛渣、电石渣、动物血浆、污泥。复合粘结剂：粘土-纸浆废液、淀粉-膨润土、麦秸-石灰。§3.3型煤技术2）要求粘结性好，流动性强，在煤粒表面易扩散、分布均匀；能很好润湿煤表面，且增加粒子间的作用力；来源广，价廉，无污染；无机物含量低，尽量减少增加型煤的灰分，固硫效果好；制备工艺简单；使型煤具有抗湿防水性能。量多、价低§3.3型煤技术3、粉煤热压成型1）快速加热煤加热温度升到340～500℃时，即有气体和液体产生，同时形成胶质体，煤逐渐软化熔融。煤是否具有粘结性要视加热过程中所形成的胶质体的数量和质量，而加热过程中所形成胶质体的数量和质量首先取决于煤种，其次取决于加热速度。

§3.3型煤技术煤种

按能否形成胶质体可将煤分为粘结性煤和非粘结性煤。根据形成的胶质体的多少，又可将粘结性煤分为：强粘结性煤（胶质体最大厚度大于25mm）、中等粘结性煤（为9~25mm）、弱粘结性煤（小于9mm）。§3.3型煤技术

加热速度慢速加热条件下（如1～3℃/min）。受热时间长，胶质体一旦形成，随即就进一步分解，产生较多的气，在这种情况下，煤的软化温度较高，固化温度较低，塑性温度区间也就较窄，可塑性小，胶质体的流动性也较差，不可能形成较多的胶质体，所以慢速加热不可能改善粘结性能。

§3.3型煤技术在快速加热条件下，如在0.5～1min内就达到煤的软化温度400℃左右，由于受热时间短，形成的胶质体还来不及进一步分解，就再次结合，形成分子较大的胶质体。一般说来，在中压下（50MPa）即可获得强度较好的型煤。因此，热压成型过程中需要较高的加热速度。§3.3型煤技术2）维温分解

加热到塑性温度的煤粒，进一步热分解和热缩聚，使煤粒“软化”，并由于气体产物的生成，使煤粒膨胀。为了使热解的挥发产物进一步析出，以防止热压后型块膨胀或碳化处理时外裂，应在塑性温度下隔热维温2～4min左右。3）挤压成型经过维温分解以后，处于胶质体状态的煤料中，还存在不可熔物质或惰性粒子。为了使其均匀地分布于熔融物质中，煤料在挤压机中进一步受到粉碎、挤压和搅拌，以提高型煤结构的均匀性和强度。§3.3型煤技术4）后处理突然冷却会降低新化学键的相互作用力：在热压型煤中，由于热分解和热缩聚的时间不足，尚有部分胶质体未转化为固相，热焖可延长液～固相转化的时间；在热压型煤中，急骤冷却，就会使结构致密的型煤的表里温度梯度加大，型煤的尺寸愈大，表里温差就愈大，从而产生不同的收缩力，因而降低型煤的强度。§3.3型煤技术§3.3型煤技术§3.3型煤技术常见机械§3.3型煤技术齿辊破碎机§3.3型煤技术齿辊破碎机产物过粉碎程度小，结构简单工作可靠。§3.3型煤技术锤式破碎机能够把煤破得很细（13～3mm）以下，而且可以保证产物中不带过大粒度的颗粒，所以这种破碎机广泛用于中碎和细碎作业，但它的缺点是锤头磨损较快，检修量较大。§3.3型煤技术环锤式破碎机是最几年国内迅速发展起来的一种新型破碎设备，该设备具有节能、生产效率高，噪声小，粉尘小及能保证出料细度等优点。§3.3型煤技术§3.3型煤技术国外多采用冲压机（成型压力为100～140MPa）成型，现在占世界总产量90%的褐煤型煤都是使用冲压式成型机压制而成。§3.3型煤技术对辊成型机§3.3型煤技术§3.3型煤技术七、型煤的质量要求（1）冷（热）机械强度、落下强度、转鼓强度等冷抗压强度：350～500N／球，（MT／T748-1997）落下强度：将粒度60～100mm的块煤，从2m高处自由落下到规定厚度的钢板上，然后将落下的煤中大于25mm的块煤再次落下，共落下3次，以破碎后大于25mm的块煤占原煤样的质量百分数，大于75%。转鼓强度：大于70%。§3.3型煤技术（2）灰熔融性：气化用型煤的灰熔融性ST大于1250℃。（3）固硫性能：添加固硫剂的工业型煤固硫率应大于45%。（4）防水性：以型煤浸入水中之后的性能进行评价。将一定数量的型煤在空温的水中浸泡达24h后，取出，逐个置于规定的试验机的施力面中心位置上，以规定的均匀位移速度单向施力，记录型煤开裂时试验机显示施加的力，MT／T749—1997。§3.3型煤技术八、型煤技术的发展方向

1、型煤粘结剂的开发钙系复合粘结结剂、催化固硫粘结剂等，廉价、易推广的粘结剂。

2、成型机的研制

3、褐煤成型研究中国矿业大学研制成功了老年褐煤成型技术，以老年褐煤为原料，在不加粘结剂、不事先干燥的情况下，压制出型煤，其冷强度不低于9.8MPa，落下强度在80%以上，并有防水性，解决了老年褐煤无粘结剂成型的难题。

§3.3型煤技术4．建立生物质型煤示范厂根据日本绿色援助计划，由日方提供生物质型煤高压成型设备，已在山东临沂矿务局汤庄煤矿建成了年产1万吨型煤的示范厂，以烟煤为原料，通过添加农作彻秸秆粉碎后的细料及少量添加物，采用高压成型设备压制出机械强度高的型煤。5．开发高固硫率型煤型煤中较普遍采用的氧化钙型固硫剂，不适于锅炉温度达1200℃左右的操作条件，因为固硫率不高，只有40%～50%，针对这种情况，需要开发能用于型煤的高温固硫剂、制造适于高硫煤的新一代固硫型煤。§3.3型煤技术§3.4

水煤浆技术一、水煤浆（CWM）简介煤浆燃料是以细的煤粉同水或其它流体调制而成的，能用于燃烧的燃料，主要有煤—油混合物，煤—甲醇混合物，煤—水混合物（CWM）等。是煤炭的一种深加工产品，一种代油产品，一种节能环保产品，一种流动的煤炭，是一种煤基清洁流体燃料。应用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉作为燃料。水煤浆组成：煤颗粒（64～70%），水（29～35%）

§3.4水煤浆技术§3.4水煤浆技术§3.4水煤浆技术水煤浆的技术特点

（1）浓度高、流变性好、长期储存不沉淀，能象燃油一样泵送、雾化，完全能够代替燃油在工业锅炉、窑炉、电站锅炉上使用；（2）燃尽率由烧煤的60～70％提高到98％以上，锅炉热效率83%以上，炉渣中的含碳量降到2％以下，充分体现了环保、节能的特点；

（3）水煤浆与燃油类似，用储罐运输及储存，减少了运输过程中的污染和储存的占地面积；（4）由于较高的燃尽率，炉渣排放量明显减少，既减少煤厂、渣厂占地面积，又改善了周边的环境；

（5）由于是系统内液体自动化燃烧，与燃煤锅炉相比，大大改善了工作环境和条件。不同燃料的价能比燃料品质（低位热值）价格价能比（元/GJ）与煤之价能比原煤5800kcal/kg25.9MJ/kg230元/t8.88

1水煤浆4800kcal/kg20.1MJ/kg350元/t17.411.96重油9500kcal/kg39.7MJ/kg1500元/t37.78

4.25天然气8740kcal/m336.5MJ/m31.8元/m349.3932

5.55柴油10400kcal/kg43.5MJ/kg2000元/t46.00

5.18电热860kcal/kwh3.6MJ/kwh0.4元/kwh111.11

12.51§3.4水煤浆技术二、水煤浆产品质量及其国家标准质量指标：燃料（煤质）指标和流体指标主要质量指标：浓度：64—70%；粘度：≤1200mpa.s（常温）；稳定性：1～3个月不发生硬沉淀；发热量：4500～5000kcal/kg；灰分（Aar）:＜7%；硫分（St,ar）:＜0.35%；平均粒径：45~50μm；粒度分布：<75μm，（%）>75，<150μm，（%）>93；最大粒度：250μm。§3.4水煤浆技术三、煤的成浆特性及制备技术

1、煤的成浆特性§3.4水煤浆技术§3.4水煤浆技术§3.4水煤浆技术2、改善煤的成浆性（1）、配煤成浆：低变质程度煤成浆性差，发热量低，但挥发份高，易点火燃烧，高变质程度煤则相反，一般采用配煤改善成浆性，高变质煤作为细料（HGI高），低变质作为粗料（HGI低），这样即可得到优质煤浆又能节省磨煤电耗。（2）、压力处理：降低煤孔隙度，避免过分消耗添加剂，加速水煤浆的老化等问题。（3）、热力处理：借助于热力和疏水物质驱赶燥孔中的水，可减小孔隙度，改善成浆效果。（4）、新型添加剂的与应用。§3.4水煤浆技术§3.4水煤浆技术3、制浆方法和流程初期分干法与湿法干法要求入料水分＜5%。湿磨分高浓度（＞60%）与中浓度（40%～50%）磨矿两种工艺。（1）高浓度磨矿工艺简单，磨矿浓度稍高于最终水煤浆产品浓度，分散剂直接加入磨机，在磨矿过程中药剂与煤颗粒表面接触混合，可省去强力搅拌与捏混。缺点：要求控制好级配，否则煤浆在磨机中流动性差，必须加分散剂，降低粘度。§3.4水煤浆技术（2）中浓度磨：磨机的能力高但其产品须经过滤脱水，滤饼与分散剂再经捏混和强力搅拌使其均匀混合成浆。§3.4水煤浆技术确定水煤浆制备工艺时，应注意（1）选择满足用户要求的煤种：对制备水煤浆的原料煤一般要求是：灰分应小于10%，硫分小于1%，挥发分通常在用于锅炉燃烧时要求大于25%。灰熔融性软化温度对于固态排渣炉ST>1300，液态排渣则要求灰熔中的温度>1200度（2）选择好添加剂：在添加剂选择上，要遵循性价比最优的原则，同时对煤种的适应性要强，无毒无环境污染；（3）控制粒度级配：在水煤浆粒度级配上做到堆积效率要高。要具备一定量的细颗粒；但随着煤粉平均粒径的降低，磨矿电牦将增加，煤的总表面积增加，添加剂用量会增加。§3.4水煤浆技术添加剂的作用（1）改变煤颗粒间的表面性质，提高煤炭表面的亲水性，降低煤水界面间的张力，促使煤粒表面能更容易被水所润湿，使煤颗粒均匀地分散在水中，防止颗粒团聚；（２）借助于添加列调节煤浆的酸碱度，消除浆体中的气泡等有害成分等不利因素。§3.4水煤浆技术分散剂分散剂是最重要的化学添加剂：两亲的表面活性剂，一端由碳氢化合物构成的非极性的亲油极，另一端是亲水的极性极。分散剂属表面活性剂，大致可分为离子型（阳离子型、阴离严型）和非离子型两大类。用于水煤浆的分散剂主要是阳离子型和非离子型。阴离子型分散剂主要包括磺酸盐、羧酸盐及少量磷。§3.4水煤浆技术稳定剂稳定剂应具有使煤浆中已分散的煤粒能与周围其它煤粒及水结合成一种较弱但有具有一定强度的三维空间结构的作用。稳定剂的加入，可以使已分散的固体颗粒相互的交联，形成空间结构，从而有效的阻止颗粒沉淀，防止固液间的分离。常见的有无机盐、高分子有机聚合物，聚丙烯酰胺絮凝剂，羧甲基纤维素等。用量一般在干煤量的0．006%。§3.4水煤浆技术四、水煤浆输运水煤浆的输运方式有：管道输运：用于大运量、长距离水煤浆输运。铁路罐车输运：用于中小运量、长距离水煤浆输运。汽车罐车输运：用于小运量、短距离水煤浆输运。船舶输运：用于沿海港口至港口间的水煤浆输运。

上述水煤浆输运方式均有工业应用实例。如山东枣庄八一水煤浆厂至广西桂林钢厂，铁路罐车输运距离长达2200公里。山东兖日水煤浆厂生产的水煤浆由山东日照市5000吨海船运至日本北九州1100公里，又转至冈山港400公里。§3.4水煤浆技术§3.4水煤浆技术水煤浆的燃烧可分力五个阶段：第一阶段：蒸发水分预热及雾化；第二阶段：加速加热水分完全蒸发，煤浆颗粒结团；第三阶段：水煤浆中的挥发分析出并着火，即一般的形成火焰阶段；第四阶段：强力燃烧阶段，并伴有水煤气反应；第五阶段：燃尽阶段。五、水煤浆燃烧应用§3.4水煤浆技术1、水煤浆的燃烧特点（1）水煤浆的着火热量比煤粉的着火热量高。（2）水煤浆以喷雾方式进入炉内燃烧，为达到良好的雾化，入口速度高，一般要求达到200～300m/s，而烧煤粉则以一次风混合带入，速度较低，一般为20～30m/s。§3.4水煤浆技术（3）在水煤浆的水分被迅速蒸发后，其燃烧特性要优于煤粉颗粒的燃烧，这是因为水煤浆雾滴在经干燥和析出挥发分后，所形成的炭粒比煤粉颗粒具有更大酌比表面积和微孔容积水煤浆为雾化燃烧，燃烧效率高（95～99%），比散煤燃烧提高20%以上，起到节能，减少煤炭的燃烧量