水煤浆提浓技术及其工业应用

水煤浆浓度偏低会限制其高效利用,粒度级配为水煤浆提浓技术的关键要素。对比改造前后的制浆系统工艺流程,结合分形级配理论对粒度分布与成浆性关系进行分析,即利用PFC2D对单峰和双峰级配煤粉的堆积效率进行计算分析,并对改造方案进行运行效果评价。结果表明:利用平均粒径15μm的煤粒填充平均粒径125μm的煤粒,形成的双峰级配堆积效率最高可达83. 52%,较单峰级配提高4. 2%,即分级研磨堆积效率高于单磨机的堆积效率,采用双峰级配制浆工艺时适当增大细粒含量至约20%则可制得较高浓度的水煤浆。在工业上利用分级研磨制浆工艺进行验证,通过对比改造前后气化水煤浆的质量指标及相关气化参数,发现采用改造工艺后水煤浆浓度提高了2. 6个百分点,析水率减少了0. 6个百分点,流动性得到明显改善;水煤浆浓度提高后,气化炉的比煤耗降低了18 kg/1 000 Nm~3,比氧耗降低了12 Nm3/1 000 Nm~3,有效气体积分数提高了1. 69个百分点,吨精甲醇耗煤减少0. 07 t,吨精甲醇耗氧减少29 Nm~3。     

煤浆提浓试验研究

为了提高气化水煤浆浓度,采用新配方HD-8A添加剂,进行了神华上湾煤制浆过程中添加剂添加量、煤浆pH值与煤浆浓度关系的实验室研究,并在对制浆设备工艺参数调整的基础上进行了工业性试验。工业性试验结果表明:在HD-8A添加剂用量为3‰,煤浆pH值为8.35条件下,煤浆浓度可提高1.17个百分点;煤浆浓度每提高1个百分点,煤气有效成分(CO+H2)占比可提高1.1个百分点,比煤耗可降低10.08 kg/k Nm3,比氧耗可降低12.68 Nm3/k Nm3,且甲醇产量有所提高。     

低阶煤制备高浓度气化水煤浆新技术

针对国内气化水煤浆浓度偏低带来的气化效率低、能耗（煤耗、氧耗）偏高、生产成本增加等系列问题,结合传统制浆工艺和制浆原料性质,自主研发的低阶煤制备高质量水煤浆专利工艺技术可提高3％～5％的煤浆浓度。经实践生产证明,该工艺技术不但技术上可行,而且效益可观。     

分级研磨低阶煤高浓度水煤浆制备技术与应用

为了提高低阶煤气化水煤浆浓度和气化炉效率,降低合成气煤耗和氧耗,增加气化炉烧嘴使用寿命,针对低阶煤煤质特点,开发了分级研磨低阶煤高浓度水煤浆制备技术和装备,通过优化煤浆堆积效率来提高水煤浆浓度和质量。实践证明,该工艺技术与传统单磨机制浆工艺相比,煤浆浓度可提高3%～5%,磨机产量提高30%以上。     

不同煤气化技术对其物耗及能耗的影响

基于不同煤气化技术对物料的消耗不同,以宁东煤为例,参照相关煤气化计算模型,建立了物料衡算和能量衡算耦合的气化炉计算模型,对采用水煤浆气化技术及干煤粉气化技术生产合成气所消耗煤耗及氧耗进行相关的计算。计算结果表明,采用同一种煤质生产合成气,干煤粉气化炉生成的有效合成气(CO+H_2)比水煤浆生成的有效合成气含量高约16.13%,比煤耗降低约73.93 kg/k Nm~3,比氧耗降低约101.29 Nm3/k Nm~3,冷煤气效率提高约9.16%。在煤质条件容许条件下,采用干煤粉气化技术生成煤化工产品其效率相对较高。     

神华新疆煤制气化水煤浆的成浆性试验研究

为提高低阶煤成浆浓度和气化炉效率,降低合成气的煤耗和氧耗,延长气化炉烧嘴使用寿命,以神华新疆红沙泉1号、2号和五彩湾3种低阶煤为原料,采用分级研磨技术对其进行成浆性试验研究,并与传统单磨机制浆工艺进行了对比。结果表明:若采用传统单磨机制浆工艺,3种低阶煤的成浆浓度分别为55.18%、51.93%和55.28%,采用分级研磨工艺,成浆浓度分别为58.32%、54.94%和58.43%,分级研磨技术可使水煤浆浓度较传统单磨机制水煤浆工艺提高3个百分点以上,从而可以降低生产成本,显著提高企业的市场竞争力。     

分散剂对低阶煤制备高浓度气化水煤浆的影响

甘肃华亭煤为低阶煤,内水含量高,制浆浓度较低,在气化过程中比煤耗、比氧耗增加,影响煤气化企业的经济效益。文章选择NF水煤浆分散剂(NF)、渭化水煤浆添加剂(WH)、木质素磺酸钠(SL)、日本JM添加剂(JM)等4种水煤浆分散剂,利用红外光谱对4种水煤浆分散剂的有机结构进行表征,考察分散剂对华亭煤的制浆性能的影响。不同水煤浆分散剂对华亭煤具有选择性,WH对华亭煤的制浆效果最好,通过改变分散剂及添加量为0.4%时,华亭煤制浆浓度从61%提高到65%。     

煤质对水煤浆加压气化炉操作性能的影响探析

基于褐煤、烟煤、无烟煤用作水煤浆加压气化原料的煤质分析,主要分析和阐述了煤的基础分析、制浆性能以及煤的灰渣特性对水煤浆加压气化炉操作性能的影响。分析研究表明,为提高气化炉的冷煤气效率、降低其比氧耗和比煤耗及提高气化炉的运行经济性能以推进水煤加压气化炉的智能化和精细化操作水平,应加强对原料煤的煤质分析和监督管理工作。     

煤炭地下气化炉型及工艺

为探讨不同煤层条件下地下气化炉结构及气化工艺,在模型试验和现场试验的基础上研究了煤炭地下气化有井式和无井式气化炉结构及其工艺参数,形成了有井式“长通道、大断面、两阶段”气化工艺和无井式渗透式气化方法.试验结果表明:空气气化时可获得热值在4.18 MJ/Nm3以上的煤气;富氧气化时,当富氧体积分数由30％上升到80％时,煤气中有效组分(H2+CO+CH4)体积分数由30％上升到60％;两阶段气化第2阶段可生产H2组分体积分数在40％、热值在11.45 MJ/Nm3以上的煤气.无井式渗透式气化通道贯通参数为:当供风压力0.75 MPa、供风流量600 Nm3/h时,贯通速度为0.34 m/d,通道当量直径0.39m,正向供风气化和反向供风气化能获得相同质量的煤气.     

褐煤水煤浆提浓制备工艺研究

针对采用内蒙古某矿褐煤制浆存在浓度低(49.0%),无法满足水煤浆气化炉正常开车需求的现状,通过对制浆温度、添加剂及粒度级配的优化研究,确立了褐煤提浓制浆工艺条件,并应用Aspen Plus软件模拟提浓前后水煤浆气化指标。研究结果表明:采用优化的粒度级配方案,选用质量分数0.5%改性萘系添加剂复配0.4%降黏助剂,在50℃下制浆,褐煤水煤浆最高浓度可达54.1%,相比优化前制浆浓度提高5.6%;提浓后水煤浆的合成气产量、冷煤气效率模拟指标分别为78.07%和70.25%,显著优于现场煤浆相应指标。     

钾及其化合物对黑液水煤浆催化气化的作用

对黑液水煤浆、水煤浆进行了不等温热重实验，发现在1 200 ℃下，黑液水煤浆焦的转化率较高，气化活性比水煤浆焦提高了68.8%，黑液水煤浆焦的霞石的衍射峰值达到1 050，比水煤浆焦的峰值高出22.5%.通过计算可得黑液水煤浆焦的活化能为125.44 kJ/mol，添加催化剂碳酸钾后煤焦的活化能比没有添加时下降了近40%.     

气流床煤气化过程中氯元素的迁移特性

采用神府煤的多喷嘴对置式水煤浆气化装置与采用安徽煤的Shell煤粉气化装置为对象,通过对煤灰、气化生成灰渣以及废水中氯元素含量的分析以及热力学分析,研究气流床煤气化过程中氯元素的迁移特性。研究结果表明：采用神府煤的多喷嘴对置式水煤浆气化装置中,煤中氯元素主要进入废水中,约为88.81%;采用安徽煤的Shell煤粉气化装置中,进入废水中的氯元素为43.03%,存在于粗渣和飞灰中的氯元素分别为34.93%,15.42%;氯元素主要在煤热解过程中释放出来,释放量与最终废水中的氯元素所占比例基本相当;气化温度和进料形态（水煤浆或煤粉）能显著影响产物中氯元素的存在形式,HCl气体的比例随气化温度的升高而降低,水煤浆气化比煤粉气化产物中含有更多的HCl气体;采用安徽煤的Shell煤粉气化装置,Na,K,Cl元素在飞灰中相对富集,这使得最终排放的废水中氯元素的量减少。     

褐煤水煤浆气化分析

褐煤水煤浆气化是一种高效褐煤加工技术,用途广泛,尤其在制氢、制甲醇、合成氨领域优势明显,市场前景广阔。而水煤浆浓度对气化效率及系统总成本有着显著影响,水煤浆浓度越高,气化效率越高,系统总成本大大降低,如何制得高浓度水煤浆成为当前研究的重点。     

唐山矿业分公司选煤厂降低电耗的实践

唐山矿业分公司选煤厂自2006年技术改造后,电耗指标一直居高不下,给降低生产成本带来巨大压力。针对此问题,该选煤厂通过增加处理量、优化煤泥水系统的运行方式、应用节能设备等,大幅降低了电耗,取得了良好的经济效益和社会效益。     

桃山选煤厂降低介质消耗的探讨

为了降低介质消耗,桃山选煤厂在重介质系统中进行了一系列的改造。通过改造弧形筛拆除浓缩旋流器组和更换磁选机得到了很好的脱介效果,降低了吨原煤介质消耗,提高了经济效益。     

改性木质素分散剂对褐煤水煤浆流变性的影响

以廉价可再生的改性木质素作为分散剂,研究了宝日希勒褐煤的成浆性能;利用正交试验,考察了煤的配比、浆体温度、改性木质素分散剂用量和pH值对成浆性能的影响;利用单因素试验,研究了pH值、煤的配比、分散剂用量和制浆温度等因素对水煤浆流变性的影响。结果表明,各因素对浆体流变性影响大小顺序为:煤的配比>浆体温度>分散剂用量>pH值;在25℃,煤的配比为30∶20,分散剂用量为0.3%以及pH值=4的优化条件下,该煤成浆的最大浓度达56.1%,与原料木钠相比,改性木质素成浆浓度提高了4.1个百分点。     

粒度分布对提质褐煤水煤浆性能影响的研究

为了研究颗粒粒度分布的堆积效率在难制浆煤种制备水煤浆过程中的作用,试验选用内蒙古宝日希勒褐煤和气流干燥管工艺提质过的褐煤作为研究对象,并采用欧美克激光粒度测试仪进行煤样的粒度分析,应用相关的软件,计算出两种煤样在不同配比下的堆积效率,研究了粒度分布对两种水煤浆浓度、粘度、流变性及稳定性的影响,结果表明:提质褐煤煤样达到了较好的粒度分布,堆积效率提高6.74个百分点,水煤浆的浓度相应提高6.6个百分点,达到60.83%,满足了工业要求。因此,合理的粒度分布能明显改变提质褐煤水煤浆的流变性,有效提高提质褐煤水煤浆的浓度。     

煤泥水煤浆燃烧特性的热重研究

采用热重分析仪研究了山西潞安煤泥水煤浆的着火、燃烧特性,并与不同低挥发分含量的水煤浆进行了对比;利用TG-DTG法确定了燃烧的着火和燃尽温度,利用Coats-Redfern法进行反应动力学分析.试验结果表明：潞安煤泥水煤浆的着火温度和燃尽温度均高于低挥发分和高挥发分水煤浆,利用可燃性指数判断潞安煤泥水煤浆燃烧性能低于低挥发分和高挥发分水煤浆.由燃烧反应动力学分析结果表明：在不同的升温速率下（12.5,33.3,50.0 ℃/min）,潞安煤泥水煤浆的活化能指数（120.89,7850,71.48 kJ/mol）均高于低挥发分和高挥发分水煤浆.