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煤化工-煤的成浆

录入日期:2015-06-29  阅读: 379

煤的成浆特性

水煤浆是一种新型煤基流体燃料,可以泵送、雾化燃烧,是一种比较理想的代油燃料。水煤浆的特点是具有一定的流动性和稳定性。

水煤浆作为非均质流体,除了水煤浆其原有煤中的固有特性如发热量、灰熔融性,硫含量外,还具有流体特性如浓度、流变性、稳定性等。所以,要制备高浓度、低粘度、稳定性能好的水煤浆,首先要弄清楚水煤浆的各种特性,掌握煤炭成浆的规律,选择适当的制浆工艺。本节将着重介绍煤的成浆特性及制备技术。

1.成浆性评定

通常所说煤的成浆性(Slurrgability),顾名思义,是指将煤制备成水煤浆的难易程度。煤的成浆性一般可以用所制煤浆表观粘度在1Pa˙s(室温-51/100s时)的煤浆浓度来衡量。所谓煤的成浆性好,说明该煤种易制成水煤浆;反之,说明该煤种难制成水煤浆。

2.成浆性指标

水煤浆作为一种流体燃料,当原料煤确定后,其制成的水煤浆流体的性质,通常用以下指标表征。

(1)水煤浆浓度

水煤浆的浓度是指浆中所含固体煤炭的重量百分数。浓度直接影响水煤浆的热值,浓度越大,水煤浆的发热量越大,但在高浓度范围内,水煤浆的粘度将随浓度增大而显著增高,通常浓度每增加1%,粘度可提高数百mPa˙s;粘度过大,对运输不利。所以,就煤浆的输送和燃烧而言,对水煤浆浓度的确定应根据煤质和它的成浆特性、制浆工艺及燃烧要求来综合考虑。一般水煤浆浓度在62%~75%之间。

(2)水煤浆粒度

水煤浆的粒度分布,通常又称为粒度级配的分布,它关系到煤浆的浓度,同时也直接影响煤浆的流变性、稳定性及燃烧特性。为能使煤浆中的煤粒充分燃烧,对细度有一定要求,一般粒度上限,限上率不大于2%,透筛率应≥98%其筛下的粒度为300μm,其中小于200网目(0.074μm)的含量应不少于75%合适的粒度分布,应该是指煤大颗粒间的空隙由小颗粒充填,小颗粒的空间由更小的颗粒充填,以保证煤粒间应能产生较高的堆积效率(一般≥70%),以形成空隙最少的堆积。



(3)水煤浆流变性

煤浆的流变性是影响水煤浆的贮存、输送及雾化喷燃性能的重要因素。流体的流变方程为:

τ=τy+ηγn

式中τ———剪切应力;

τy———屈服应力;

η———刚性系数或塑性系数;

γ———剪切速率du/dy;

n———流动指数。

水煤浆的流型可为牛顿体,宾汉体、假塑体或屈服假塑体,胀性体。它们的流变图参见图3-2,图3-3。

(4)水煤浆稳定性

煤浆的稳定性是表征水煤浆质量的一项重要指标,它是指煤浆在运输和贮存过程中,可保持其物性均匀的一种性质。水煤浆是固、液两相液体,且属粗分散系,因此,产生固、液分离,生成沉淀物不可避免。沉淀可分为硬沉淀与软沉淀。所谓硬沉淀,是指那种通过搅拌不可能使煤浆重新恢复均匀态的沉淀;不属上述情况的沉淀,称之为软沉淀。只要有沉淀物出现,水煤浆沿高度在层间必将存在浓度差,或者出现分层现象。分层现象出现,上层会出现析水,这表明煤浆的稳定性不佳。目前,测定煤浆稳定性的方法为容积观察法。

水煤浆的稳定性常分为静稳定性与动稳定性。水煤浆在静置状态下,能保持不发生硬沉淀的期限,称水煤浆的静稳定期。水煤浆稳定性的要求与制浆用煤性质,制浆工艺及添加剂配方等多种因素有关;而且,用户的贮存、输送条件及环境也会对水煤浆的稳定性有一定影响。


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