2015年8月化肥工業(yè)水煤漿配煤試驗(yàn)研究與應(yīng)用蔡書琴,杜俊(貴州金赤化工有限責(zé)任公司貴州桐梓563200)摘要為了解決桐梓無煙煤洗選帶來的問題,根據(jù)桐梓無煙煤、北方煙煤、石油焦、氣化細(xì)渣的煤質(zhì)分析結(jié)果,進(jìn)行了配煤試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)釆表明,按桐梓無煙煤:北方煙煤:氣化細(xì)渣:石油焦=6.0:2.5:1.0:0.5(質(zhì)量比)配煤的效果最好,可制備出濃度穩(wěn)定、符合氣化爐要求的水煤漿,產(chǎn)氣率提高10%左右,噸氨煤耗降低約500kg,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。關(guān)鍵詞水煤漿配煤試驗(yàn)研究中圖分類號:TQ536.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-7779(2015)04-0031-04Coal Blending Experimental Study of Coal-Water Slurry and UseCai Shuqin, Du JunGuizhou Jinchi Chemical Co, Ltd. Guizhou Tongzi 563200)Abstract In order to solve problems brought up with dressing by washing Tongzi anthracite coalbased on coal quality analysis results of Tongzi anthracite coal, north bituminous coal, petroleum cokeand fine slag of gasification, the coal blending experiment is carried out. Experiment results showthat when coal blending ratio of anthracite coal: north bituminous coal: fine slag: petroleum coke6.0: 2.5: 1.0: 0. 5( mass fraction ) the effect of coal blending is the best, the coal-water slurry madeis concentration stable and meets the requirements of gasification, the gas production rate increases byabout 10% coalon of ammonia decreases by about 500 kg. significant economic andenvironmental benefits are achievedKeywords coal-water slurry coal blending experimental study量高,氣化用煤含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)計(jì)值為11%,但1水煤漿改良試驗(yàn)的必要性氣化煤倉實(shí)際進(jìn)煤含水率遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)指標(biāo),水煤漿貴州金赤化工有限責(zé)任公司(以下簡稱金赤有效成分含量降低,蒸發(fā)水分耗用的熱量增多,降化工公司)主要以桐梓無煙煤為原料,摻合一定低了氣化效率,煤耗增大。比例的北方煙煤和氣化細(xì)渣,采用德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)生產(chǎn)水煤氣,用于生產(chǎn)液氨、甲醇和2試驗(yàn)原料尿素。試驗(yàn)原料煤選用桐梓無煙煤、北方煙煤、石油金赤化工公司所采購的桐梓無煙煤具有低揮焦、氣化細(xì)渣和經(jīng)洗選的綜合精煤。由于取消了發(fā)分、高灰分、高灰熔點(diǎn)、高硫含量的特點(diǎn),為有效卲環(huán)但枟難,要求使用硫含量相對控制灰熔點(diǎn)、灰分和硫含量,必須對原料煤進(jìn)行洗中國煤化工-驗(yàn)、分析及日后生產(chǎn)中選,由此帶來的問題:①增加人工、設(shè)備等成本,耗,滓煤中硫含量相對較低費(fèi)大量資金;②洗選過程產(chǎn)生大量的灰水,增大了的無煙煤。試驗(yàn)用原料煤煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)及灰熔融水處理負(fù)荷,浪費(fèi)了水資源;③洗選后的煤水分含特性見表本文作者的聯(lián)系方式:282790052@qcom化肥工業(yè)第42卷第4期表1試驗(yàn)用原料煤煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)及灰熔融特性桐梓無煙煤石油焦綜合精煤(全水分)/%16.8(內(nèi)水)/%(灰分)/%7.8246.36(揮發(fā)分)/%l(硫分)/%1.15低位發(fā)熱量/(kJ·kg-1)26361.2925139.56變形溫度/℃240l260軟化溫度/℃1310>1401410動溫度/℃370>140014303水煤漿配制方法及成漿性能評價漿G,在約108℃下烘干至恒重后稱量為m,則水煤漿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為m/G×100%。用黏度計(jì)測定3.1水煤漿配制方法黏度,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為60r/min,lmin后讀數(shù)。根據(jù)金赤化工公司氣化爐設(shè)計(jì)的水煤漿粒度(3)將水煤漿置于塑料杯中,用塑料紙、橡皮分布標(biāo)準(zhǔn),用球磨機(jī)制取符合要求的煤樣。稱取筋將塑料杯口密封,放置24h和48h后測定其穩(wěn)上述煤樣500g于o00mL的塑料杯中,按煤樣定性和析水率。穩(wěn)定性測定:用鋼棒插入水煤漿干粉質(zhì)量的0.02%~0.40%稱取水煤漿添加劑中,觀察沉淀現(xiàn)象。析水率測定:將攪拌均勻的水按水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)63%計(jì)算出理論上需加入的煤漿倒100mL量筒中,準(zhǔn)確量取100mL,密水量,將水、添加劑和煤樣用鋼棒混合均勻,同時封,放置24h和48h后讀出上層水的體積。以不加添加劑的水煤漿作為空白樣。4配煤制漿3.2水煤漿成漿性能評價由于水煤漿性質(zhì)復(fù)雜,且目前對水煤漿性質(zhì)低階動力煤成漿性差、水分含量高、發(fā)熱量的檢驗(yàn)尚無統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn),所以,水煤漿成漿性低,但揮發(fā)分含量高、易點(diǎn)燃,高階動力煤則相反檢驗(yàn)方式很多。本硏究引人的水煤漿成漿性檢驗(yàn)為獲得濃度高、黏度低、穩(wěn)定性好和易點(diǎn)燃的優(yōu)質(zhì)判別標(biāo)準(zhǔn)主要包括流動性、黏度、析水率等。水煤漿,將2種或多種煤按一定比例混合,實(shí)現(xiàn)配(1)將水煤漿置于攪拌機(jī)上攪拌均勻,通過煤制漿,是一種揚(yáng)長避短的好方法目測對水煤漿的流動性進(jìn)行分級:A級為稀流體,4.1各種煤單獨(dú)成漿性試驗(yàn)流動連續(xù),平滑不間斷;B級為稠流體,流動較連對洗選過的綜合精煤、桐梓無煙煤、北方煙煤續(xù),流體表面不光滑;C級為借助外力才能較好地和石油焦進(jìn)行水煤漿成漿性試驗(yàn),添加劑加入量流動;D級為泥狀不成漿,不能流動。為干煤粉質(zhì)量的0.05%。不同煤質(zhì)水煤漿成漿(2)用扁形稱量瓶稱取(2.000±0.1)g水煤性能比較見表2表2不同煤質(zhì)水煤漿成漿性能比較綜合精煤桐梓無煙煤北方煙煤石油焦水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%63.3263.86流動性黏度/(mPa·s387析水率/%析水穩(wěn)定天數(shù)dTH中國煤化工CNMHG落棒試驗(yàn)/自由落棒自由落棒稍加壓落棒水煤漿結(jié)構(gòu)軟沉淀軟沉淀更沉淀注:1)析水率為穩(wěn)定后析水率;落棒時間是析水穩(wěn)定后測定值,下2015年8月蔡書琴等:水煤漿配煤試驗(yàn)研究與應(yīng)用由表2可看出:對于給定的水煤漿添加劑,煤種制漿,有利于保持水煤漿結(jié)構(gòu)性能,不產(chǎn)生硬4種煤單獨(dú)成漿綜合性能以石油焦最差,雖然由其沉淀4。石油焦的主要組分是碳?xì)浠衔?含碳制得的水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)大,但不落棒,水煤漿結(jié)構(gòu)質(zhì)量分?jǐn)?shù)90.0%~97.0%,含氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為硬沉淀;由北方煙煤制得的水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)小1.5%~8.0%),還含有氮、氯、硫及重金屬化合水煤漿結(jié)構(gòu)為軟沉淀;由綜合精煤制得的水煤漿質(zhì)物,其低位發(fā)熱量約為煤的1.5~2.0倍,含灰分量分?jǐn)?shù)較大,析水率也高;由桐梓無煙煤制得的水質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.5%,含揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為11%煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)大,水煤漿結(jié)構(gòu)為軟沉淀,流動性較品質(zhì)接近于無煙煤。從技術(shù)角度來看,煙煤屬于好,稍加攪拌即可恢復(fù)其流動性。由于綜合精煤的低變質(zhì)程度煤,揮發(fā)分含量高,有利于氣化,德士洗選過程帶來成本高、環(huán)境污染大、易造成輸煤皮古水煤漿加壓氣化技術(shù)可適用于各種煙煤;但煙帶堵塞等諸多問題,而桐梓無煙煤因灰分含量、灰煤含水量高、可磨性差,難以制得髙濃度的水煤熔點(diǎn)和硫含量高且發(fā)熱量小,其單獨(dú)成漿不能滿足漿。目前,作為商業(yè)化生產(chǎn)水煤漿的原料主要生產(chǎn)要求,只有通過配煤才能滿足生產(chǎn)要求。是變質(zhì)程度較高的煙煤,通過研磨獲得最佳的粒4.2配煤的成漿性試驗(yàn)度級配,加入化學(xué)添加劑后可制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)>灰分含量對制得的水煤漿疏松程度有密切關(guān)70%的水煤漿°系?；曳钟袕?qiáng)的親水性,易吸附水而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)疏為了提高產(chǎn)氣率和煤的利用率、減少環(huán)境污松的沉淀;而煤粒表面疏水性較強(qiáng),易相互團(tuán)聚沉染、増加經(jīng)濟(jì)性,將桐梓無煙煤、北方煙煤、石油焦降而產(chǎn)生硬沉淀③。石油焦灰分含量低,由其制和氣化細(xì)渣按一定比例混合,進(jìn)行成漿性試驗(yàn),添得的水煤漿結(jié)構(gòu)為硬沉淀,必須加亼穩(wěn)定劑才能加劑加入量為干煤粉質(zhì)量的0.05%。配煤的成獲得穩(wěn)定的水煤漿。因此,選擇灰分含量適中的漿性能比較見表3。表3配煤的成漿性能比較項(xiàng)目桐:北=6.0:4.0桐:氣=95:0.5桐:北石=6.0:3.5:0.5桐:北:氣桐:北:氣:石=6.0:3.0:1.06,0:2,5:1,0:0.5水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%61.5062.0961.8061.6261.60流動性級別黏度/(mPa·s)8.05析水率/%析水穩(wěn)定天數(shù)/d落棒試驗(yàn)自由落棒稍加壓落棒稍加壓落棒自由落棒自由落棒水煤漿結(jié)構(gòu)軟沉淀注:1)項(xiàng)目中,桐為桐梓無煙煤,北為北方煙煤,石為石油焦,氣為氣化細(xì)渣。由表3可看出,對于給定的水煤漿添加劑,按表4配煤后的煤質(zhì)分析及灰熔融特性照桐梓無煙煤:北方煙煤:氣化細(xì)渣:石油焦=項(xiàng)目參數(shù)6.0:2.5:1.0:0.5(質(zhì)量比)配煤的效果最好,既(全水分)/%滿足發(fā)熱量高、硫含量適中的要求,又大大提高了re(內(nèi)水)/%煤的利用率。過去需添加石灰石等助熔劑來降低灰熔點(diǎn),現(xiàn)因煙煤灰熔點(diǎn)低,加少量或不添加石灰中國煤化工石等助熔劑也能夠滿足氣化爐的要求,不但降低CNMHG了助熔劑的消耗,而且由于惰性物質(zhì)的減少,灰渣低位發(fā)熱量/(kJ·kg-1)4618.6量減少,更重要的是相同固含量的水煤漿所含有變形溫度/℃效成分增加,氣化效率提高,有利于提高產(chǎn)量。軟化溫度/℃配煤后的煤質(zhì)分析及灰熔融特性見表4。流動溫度/℃290化肥工業(yè)第42卷第4期[2]郝臨山,彭建喜.水煤漿制備與應(yīng)用技術(shù)[M].北京:煤炭工5結(jié)語業(yè)出版,2003:25通過配煤,不再使用洗選精煤,制備出濃度穩(wěn)[3]周德悟,陶培生,陳閩.四礦區(qū)神木煤的成漿性[J].陜西化工,1993(1):18定、符合氣化爐要求的水煤漿,產(chǎn)氣率提高10%[4]周德悟,任舂生,許耀光煤的成漿性能評定[J].煤炭加工左右,噸氨煤耗降低約500kg,既降低了成本、提與綜合利用,1994(2):1012高了后系統(tǒng)的效能,又減少了污水排放量,取得了[5]初茉,李華民.褐煤的加工與利用技術(shù)[J].煤炭工程,2005明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。(2):47-49[6」周德悟,李軍,王柏春.大雁褐煤制水煤漿的硏究[J].煤氣參考文獻(xiàn)與熱力,1990(2):8-11[]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GBT18856[7]袁善錄,戴愛軍.配煤對灰熔點(diǎn)和煤成漿性能的影響[J2002水煤漿質(zhì)量試驗(yàn)方法[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版煤炭轉(zhuǎn)化,2008(1):30-32社,2002(收到修改稿日期2015-01-12)(上接第21頁)改造投入運(yùn)行之后,廢氣排放量減少約90%,減分析合格后,將加工好的夾板安裝至硝酸銨廠房少了人力、物力,節(jié)省了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用;提高了中墻體上,放空管與夾板焊死,固定好原放空管道和廢氣冷凝器的傳熱效果、強(qiáng)度和機(jī)械性能;提高使檢修時更加安全;連通中和廢氣冷凝器人口管了硝銨磷復(fù)合肥生產(chǎn)裝置的出力率。根據(jù)實(shí)際生配管,出口冷凝液管配至冷凝液槽;連接冷卻水進(jìn)產(chǎn)數(shù)據(jù)初步統(tǒng)計(jì),在全年滿負(fù)荷生產(chǎn)的前提下,產(chǎn)出口管;拆除原中和廢氣冷凝器盲板。因冷凝液用量提高10%左右,每年可多創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益幾十萬作磷酸裝置過濾工序三洗水,需對管道進(jìn)行保溫。元;改善了操作人員的工作環(huán)境,為裝置節(jié)能減排6結(jié)語做出了重要貢獻(xiàn),取得了非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。硝銨磷復(fù)合肥生產(chǎn)裝置中和廢氣冷凝器經(jīng)過收到修改稿日期2015-03-14)一必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必歡迎訂閱2016年《小氮肥》《小氮肥》雜志是經(jīng)原國家科委、原化工部批準(zhǔn),由上?；ぱ芯吭壕庉嫵霭娴娜珖钥铩Ｖ饕l(fā)行對象定位占全國氮肥一半以上產(chǎn)能的傳統(tǒng)流程大、中、小規(guī)模的氮肥企業(yè)和兼顧向新型煤氣化轉(zhuǎn)型的企業(yè)。主要報(bào)道內(nèi)容有:氮肥企業(yè)的技術(shù)改造、節(jié)能減排經(jīng)驗(yàn);氮肥生產(chǎn)中新技術(shù)、新設(shè)備、新材料的應(yīng)用;化肥科研成果、生產(chǎn)管理以及氮肥企業(yè)發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)驗(yàn)和開展多種經(jīng)營的信息等。本刊內(nèi)容可供全國從事氮肥、煤化工行業(yè)的工廠、設(shè)計(jì)、科研、高等院校及各省市主管部門的工程技術(shù)人員和管理人員參考《小氮肥》為月刊,大16開,28頁,封面彩印,國內(nèi)外公開發(fā)行,每期定價3.00元,全年定價36.00元全國各地郵政局將于2015年9月開始辦理2016年《小氮肥》期刊征訂工作,郵發(fā)代號4-233,請廣大讀者前往當(dāng)?shù)鼐徒]政局辦理訂閱手續(xù),也可以直接向本刊編輯部訂閱。地址:上海市云嶺東路345號郵碼:200062電話:(021)5280037252500962(兼?zhèn)髡嬷袊夯ぁ缎〉省肪庉嫴緾NMHG版為適應(yīng)我國信息化建設(shè),擴(kuò)大本刊及作者知識信息交流渠道,本刊已被國內(nèi)外文獻(xiàn)索引、文權(quán)摘和全文數(shù)據(jù)庫收錄,其作者文章著作權(quán)使用費(fèi)與本刊稿酬一次性給付。如作者不同意文章被^聲ˇ收錄,請?jiān)趤砀鍟r向本刊聲明,本刊將做適當(dāng)處理?！痘使I(yè)》編輯部