選煤技術(shù)2004年8月COAL PREPARATION TECHNOLOGY文章編號:1001-3571(2004)04-0015-02我國水煤漿制備與燃燒技術(shù)的發(fā)展吉登高,張麗娟',高明峰,丁志杰',陳志剛(1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,北京100083;:2.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院,山西太原030024;3.山西煤田地質(zhì)研究所,山西太原030001)摘要:介紹了水煤漿制備與燃燒技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題及發(fā)展趨勢,著重闡述了我國水煤漿研究和開發(fā)的新技術(shù),目的在于促進水煤漿技術(shù)的研究與開發(fā),實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展。關(guān)鍵詞:水煤漿;粒度級配;穩(wěn)定性;添加劑;燃燒中圖分類號:TQ536文獻標(biāo)識碼:A效率高、負(fù)荷調(diào)整便利、減少環(huán)境污染、改善勞條件和節(jié)省用煤等優(yōu)點。因此,發(fā)展水煤漿技術(shù)可煤炭是我國主要的化石資源和能源,對我國國提高煤炭資源利用效率,減少常規(guī)燃煤帶來的環(huán)境經(jīng)濟的發(fā)展起著極其重要的作用。但是煤炭的開污染,實現(xiàn)以煤代油減少燃料油的消耗。采和利用也給國民經(jīng)濟和人民生活帶來許多負(fù)面影響,其中最突出的就是土地塌陷和燃煤污染,后孝1國外水煤漿技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀包括大量的煙塵、一氧化碳、二氧化碳、二氧化國外水煤漿技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用主要受國際油價我國的能源安全問題主要是石油安全,隨著國研究的多數(shù)技術(shù)發(fā)達國家是作為技術(shù)儲備來硫、氮氧化物和灰渣等的排放市場的影響民經(jīng)濟的快速發(fā)展,石油進口依存度不斷加大。我(1)俄羅斯1988年建成世界上規(guī)模最大的水國是一個煤炭資源豐富而石油資源相對短缺的國家,煤漿制備-管輸一發(fā)電工程,水煤漿生產(chǎn)能力達石油探明儲量人均僅為3t,是全球平均值的12%,5Ma,管輸距離262km,管道直徑530mm,供新但我國的燃油量卻很大,目前全國每年燃油量在4西伯利亞電廠6×670h(6×200MW機組)鍋爐000萬t左右,占全國石油消費量的15。199年我燃用,取得成功。國凈進口石油4381萬t,2000年實際進口石油(2)美國著名的麻省理工大學(xué)、賓州大學(xué)、000萬t,2001年進口石油1億t。石油進口外匯埃德爾菲大學(xué)等單位及美國能源部都投入了大量的支付壓力不斷增加。石油消費量增長過快,其中既人力、財力,進行了廣泛的水煤漿制備、輸送和燃有經(jīng)濟增長的需求,也有潔凈能源發(fā)展過多地依賴燒技術(shù)的開發(fā)研究;著重開展了廣泛的基礎(chǔ)研究于石油的問題。能源安全已成為我國不可回避的現(xiàn)如超低灰煤漿和內(nèi)燃機燃用水煤漿的研究;對大型實問題,急需從我國經(jīng)濟發(fā)展全局出發(fā),結(jié)合我國電站鍋爐改造、大型燃燒器的設(shè)計、煤漿制備與燃資源、技術(shù)和經(jīng)濟條件,大力發(fā)展水煤漿技術(shù)和煤燒的工程設(shè)計也進行了大量的研究,并在許多鍋爐炭液化技術(shù),以緩解我國石油進口壓力。和75MW、120MW電站鍋爐進行了水煤漿燃燒試水煤漿是一種新型煤基流態(tài)化清潔燃料。常規(guī)驗。所建的包括制漿和管道運輸系統(tǒng)的黑邁薩煤漿水煤漿是由70%左右的煤,30%的水及少量的化管道工程,運距439km,年輸送煤量415Mt,幾十學(xué)添加劑組成,近似于流體,可以像油一樣泵送年來為莫哈夫電廠的1580MW發(fā)電機組提供了上霧化、儲存和穩(wěn)定燃燒,可代替燃料油和煤用于電億噸燃料。站鍋爐、工業(yè)與民用鍋爐、工業(yè)窯爐等,具有燃燒(3)日本20世紀(jì)70年代開始研究油煤漿并在1985年實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。從1981年開始研究水收稿日期:2004-06-16作者簡介:吉登高(1963-),男,山西省稷山縣人,博煤漿,經(jīng)過幾年的努力,從1984年起發(fā)展工業(yè)制研究生,副教授,現(xiàn)就職于太原理工大學(xué),主要從事潔凈V凵中國煤化工名濱建成500的煤技術(shù)方面的研究工作。電話:010-62331694。E-mal:水CNMHG世界應(yīng)用規(guī)模最大jidg03@2lcn.com的東京勿菜電站4號機組(75MW)269Uh鍋爐和第4期選煤技術(shù)2004年8月25日8號機組(600MW)1940υ/h鍋爐燃用水煤漿。該律、磨介對不同粒級煤的破碎作用、磨礦過程中粒鍋爐原設(shè)計為油和煤粉的混燒,加入水煤漿后,為度減少過程的連鎖變化規(guī)律,提出了磨介運動的散三種燃料混燒,比例為50%水煤漿、20%油、體理論、有用功耗分層計算法、配球理論及磨礦矩30%煤粉,燃燒效率在98%以上。采用脫氮脫硫陣模型裝置,污染物排放水平為:SO2不大于88ppm(4)化學(xué)添加劑技術(shù)。添加劑是保證水煤漿具NO.不大于60Pm,粉塵不大于50mg/m3。此后,有良好性能必不可少的成分,其中最重要的是分散日本對水煤漿的研究工作并未中斷,還準(zhǔn)備計劃一劑。中國礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))根據(jù)水煤漿中顆個ACC工程,把水力采煤、制漿、管道輸送及應(yīng)粒主要靠空間位阻與熵斥力作用進行分散的理論用組織在一起成為一個獨立的系統(tǒng),進一步提高水開發(fā)了多種添加劑。另外,南京大學(xué)也開發(fā)了一些煤漿的利用率。性能較好的添加劑。國內(nèi)水煤漿技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀(5)水煤漿燃燒技術(shù)。霧化噴嘴是水煤漿燃燒的關(guān)鍵技術(shù),霧化性能的好壞直接影響水煤漿能否中國研制水煤漿始于1982年,由國家科委攻順利著火和燃燒,燃燒效率是否滿足要求。國內(nèi)霧關(guān)局組織進行,1983年1月國家科委將“水煤漿化噴嘴主要有三種形式:旋流內(nèi)混型、Y型、沖擊制備與燃燒技術(shù)”正式列為國家“六五”攻關(guān)項式多級霧化型,容量為100kg/h-4th級噴嘴已實目,其制備技術(shù)的開發(fā)由中國礦業(yè)大學(xué)北京研究生現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。目前正在開發(fā)的新型霧化噴嘴具有防部承擔(dān),鍋爐燃燒技術(shù)由浙江大學(xué)承擔(dān),爐窯燃燒堵、不怕磨損的特點,并具有良好霧化與燃燒性能。技術(shù)由北京科技大學(xué)承擔(dān)。1983年5月,由中國礦業(yè)大學(xué)北京研究生部制備的“大同水煤漿”首3我國水煤漿工業(yè)應(yīng)用情況361次在浙江大學(xué)200kg/h試驗臺試燒成功。水煤漿制1998年以前,我國只有北京水煤漿示范廠備和燃燒的主要技術(shù)為3,:兗日水煤漿廠、棗莊礦務(wù)局八一水煤漿廠、株洲選(1)制漿用煤的選擇與煤炭成漿性的判別。煤廠水煤漿車間及撫順勝利礦水煤漿廠五家水煤漿般要求制漿用煤的揮發(fā)分大于28%,對于大多數(shù)采制備企業(yè),總設(shè)計能力約為0.65MU/a。其中北京用固態(tài)排渣的爐子,要求煤炭的灰熔點(T2)高于水煤漿示范廠和兗日水煤漿廠為引進國外水煤漿制1250℃,而煤炭的發(fā)熱量、灰分、硫分等指標(biāo)應(yīng)根備技術(shù)年之后,我國水煤漿制備廠的發(fā)展據(jù)用戶要求確定。煤炭成漿性與煤炭的物理化學(xué)性較快,八一水煤漿廠經(jīng)過多年的建設(shè),建成了質(zhì)有著密切的關(guān)系。中國礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))對250kta的制漿生產(chǎn)線,且擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)不同煤階的煤進行成漿性研究,提出了分析煤炭成的制備技術(shù)。白楊河發(fā)電廠自備漿廠、邢臺東龐礦漿性的模型及煤炭成漿性能的評價指標(biāo),成功地用水煤漿廠、大同匯海水煤漿廠、勝利油田水煤漿于預(yù)測煤炭制漿效果和優(yōu)選制漿用煤。廠、廣東茂名熱電廠自備漿廠、北京燕化新東方水(2)“級配”技術(shù)。制備髙濃度的水煤漿時,煤漿廠、新汶良莊水煤漿廠、孫村水煤漿廠等陸續(xù)不僅需要把煤炭磨至一定的細(xì)度,更重要的是它的建成,同時建成的一些非國有企業(yè)的水煤漿制備廠粒度分布狀況應(yīng)能使大小顆粒相互充填,以減少顆有大同的新源水煤漿廠、河北霸州水煤漿廠、河北粒間的空隙?？障堵试叫?顆粒的堆積效率越高,宏達水煤漿廠。截止2002年底,我國共有水煤漿用少量的水就能使?jié){體流動。使顆粒堆積效率高的廠15座,設(shè)計能力約為4.26Mt/a,水煤漿廠的數(shù)技術(shù)稱“級配”。中國礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))提出量和總生產(chǎn)能力均居世界第一位。還有一批正在建了“隔層堆積”理論,運用計算機可方便地計算設(shè)中的水煤漿廠,如沈陽石蠟水煤漿廠、大慶盛泰出任意一種實際粒度分布的堆積效率,并可預(yù)測在水煤漿廠、青島新源水煤漿廠、廣東茂名水煤漿廠適當(dāng)添加劑條件下的可制漿濃度。該成果優(yōu)于國外擴建工程、吉林石化水煤漿廠、遼河油田水煤漿廠同類技術(shù),可成功地用于指導(dǎo)制漿試驗研究和工業(yè)和廣東南海水煤漿廠等。實踐。(3)磨礦技術(shù)。是指通過磨機使其產(chǎn)品既能達中國煤化工到一定的細(xì)度,又具較高的堆積效率的磨礦技術(shù)。CNMHG優(yōu)化水煤漿的流王祖訥、張榮曾領(lǐng)導(dǎo)的課題組研究了磨介運動規(guī)變特性、物化特性、燃燒特性及提高產(chǎn)品競爭力的4期選煤技術(shù)2004年8月COAL PREPARATION TECHNOLOGY文章編號:1001-3571(2004)04-0017-03提高選擇性雙向絮凝分選極細(xì)粒煤效果的途徑朱書全,戚家偉,姚春彥,解維偉(中國礦業(yè)大學(xué)北京校區(qū)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,北京100083)摘要:介紹了選擇性雙向絮凝分選原理及使用該技術(shù)分選極細(xì)粒煤泥的試驗研究,討論了煤樣粒度、礦漿濃度、礦漿pH值、礦漿攪拌強度對選擇性雙向絮凝分選效果的影響,結(jié)果表明,上述因素對改善選擇性雙向絮凝分選極細(xì)粒煤泥效果有較大的作用,并提出了提高選擇性雙向絮凝分選效果的途徑。關(guān)鍵詞:選擇性雙向絮凝;極細(xì)粒煤泥分選;作用;途徑中圖分類號:TD943.3文獻標(biāo)識碼:A能源是國際社會在推進可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施中分選。的一個重要議題,是社會發(fā)展、人類文明進步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。中國是能源生產(chǎn)和消費大國,也是目1理論基礎(chǔ)前世界上少數(shù)幾個以煤為主要一次能源的國家之1.1選擇性雙向絮凝分選原理2003年中國原煤產(chǎn)量1736Mt,居世界第選擇性雙向絮凝是根據(jù)可燃體和非可燃體兩部位。在一次能源的消費結(jié)構(gòu)中,煤炭占65%以上;分顆粒不同的表面物理化學(xué)特性實現(xiàn)礦物分離的過煤炭提供了76%的發(fā)電能源,75%的民用能源和程。選擇性雙向絮凝所用絮凝劑具有選擇性,在分60%的化工原料。選體系中兼具兩個作用:一個是親水絮凝作用,所隨著水力采煤和煤炭開采機械化的發(fā)展,煤泥用絮凝劑只與親水性非可燃體進行作用,通過高分粒度越來越細(xì),極細(xì)粒(<74μm的煤泥)的含量子絮凝劑的橋聯(lián)作用將其絮凝成團沉降;另一個是也大量增加,常規(guī)分選方法難以將其有效分離,不疏水絮凝作用,根據(jù)可燃體自身的疏水性,通過添僅浪費了寶貴的能源,而且還帶來嚴(yán)重的環(huán)境問加適量的非極性烴類油增大其疏水性,在高速剪切題。因此細(xì)粒、極細(xì)粒煤分選已成為亟待解決攪拌作用下絮凝成團浮起,從而達到分選目的。的問題。1.2選擇性雙向絮凝分離過程選擇性雙向絮凝技術(shù)是通過在礦漿中使精礦選擇性雙向絮凝分離過程通常由四個階段組尾礦顆粒有選擇性的聚集,形成足以能有效分離的成兩組分,從而實現(xiàn)分選的目的。大量的試驗研究表(1)礦漿分散階段。礦漿在勻速攪拌作用下明,該技術(shù)使用方便、經(jīng)濟,適合極細(xì)粒煤泥的各組分顆?；旧弦詥误w分離的形式均勻而穩(wěn)定地分散于懸浮液中。收稿日期:2004-06-22作者簡介:朱書全(1959-),男,安徽省壽縣人,教授(2)絮凝劑的選擇性吸附階段。鑒于礦物組博士生導(dǎo)師,現(xiàn)任中國礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))化學(xué)與環(huán)境分表面物理化學(xué)性質(zhì)不同,加入絮凝劑后,在礦物工程學(xué)院院長。電話:010-62331897。表面發(fā)生選擇性吸附作用。問題,但這同時也為科研工作者提供了廣闊的研究[3] Wang Zuna, Zhang Rongzeng. Research and Develop空間。面對我國的能源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境保護ent of CWF Technology in China [R]. Conf on Ne-wer Coal Technologics U.S.A. [s n], 1985.的壓力及能源安全供應(yīng)的現(xiàn)實,水煤漿技術(shù)的發(fā)展4]張榮曾,水煤漿制漿技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版具有廣闊的前景,對我國經(jīng)濟發(fā)展具有戰(zhàn)略意義參考文獻[5]劉珊,文芳,2002年全國水煤漿生產(chǎn)和應(yīng)用情況[I]錢伯章,加快發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)[J]·煤化工,裝mn2中國煤化工究與實踐[A」.水[2]岑可法等,煤漿燃燒、流動、傳熱和汽化理論與應(yīng)CNMHG北家:中國臭加用技術(shù)[M].[杭州]:浙江大學(xué)出版社,1997