煤炭加工與綜合利用No.4.2011COAL PROCESSING &COMPREHENSIVE UTILIZATION水煤漿技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)屬趨勢(shì)賈傳凱,王燕芳,王秀月,詹隆(國(guó)家水煤漿工程技術(shù)研究中心,北京100013)摘要:從制漿工藝和水煤漿品種、水煤漿添加劑的研發(fā)、水煤漿生產(chǎn)智能化等方面介紹了我國(guó)水煤漿技術(shù)的發(fā)展情況;水煤漿制備技術(shù)的發(fā)展促使水煤漿燃燒應(yīng)用技術(shù)多樣化、鍋爐裝備水平不斷提高;水煤漿生產(chǎn)向大型化、潔凈化和采用低階煤、配煤等方向發(fā)展;水煤漿的應(yīng)用將向燃油爐、中小型工業(yè)爐和氣化工業(yè)方向發(fā)展。關(guān)鍵詞:水煤漿;制備;應(yīng)用技術(shù);發(fā)展趨勢(shì)中圖分類(lèi)號(hào):TQ534.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10058397(2011)04005503水煤漿作為煤基清潔燃料和氣化原料,在我種制備生產(chǎn)出高濃度水煤漿,充分顯示了我國(guó)水國(guó)經(jīng)歷了30a的研發(fā)和應(yīng)用,已進(jìn)入全面推廣階煤漿制漿技術(shù)在近幾年來(lái)所取得的進(jìn)步與創(chuàng)新,段。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前全國(guó)水煤漿生產(chǎn)能力已對(duì)于進(jìn)一步擴(kuò)大制漿用煤選擇范圍,推動(dòng)水煤漿超過(guò)8000萬(wàn)t。近年來(lái),隨著水煤漿技術(shù)推廣應(yīng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有積極意義。用領(lǐng)域日益擴(kuò)大,水煤漿的制漿工藝與燃燒(氣選擇用造紙黑液、工業(yè)廢水(污水)及城市污化)應(yīng)用技術(shù)都有了新的發(fā)展。泥等廢棄物以一定比例與煤粉混合,通過(guò)特定的1水煤漿技術(shù)的新發(fā)展制漿工藝制備出可供爐窯燃用的煤漿,不僅實(shí)現(xiàn)了廢棄物資源的利用,還可節(jié)省原料煤和制漿用1.1新的制漿工藝增加了水煤漿品種水,降低生產(chǎn)成本,市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?。隨著制漿技術(shù)不斷進(jìn)步,為了拓寬制漿煤1.2水煤漿添加劑的研發(fā)種,針對(duì)不同原料煤的特點(diǎn),采用揚(yáng)長(zhǎng)避短的技由于水煤漿添加劑對(duì)水煤漿的性能起著關(guān)鍵術(shù)處理措施,研發(fā)出“多破少磨、分級(jí)研磨”、作用,國(guó)內(nèi)許多單位更加重視對(duì)水煤漿添加劑產(chǎn)強(qiáng)化超細(xì)磨,加強(qiáng)攪拌、剪切”及“多磨機(jī)并品的研發(fā),并生產(chǎn)出了一系列適應(yīng)各類(lèi)水煤漿性聯(lián)、優(yōu)化級(jí)配”等新的制漿工藝,并創(chuàng)造了如能要求、性價(jià)比更優(yōu)的市場(chǎng)新產(chǎn)品種利用低階煤制備高濃度水煤漿的方法”、國(guó)內(nèi)近幾年來(lái)研發(fā)的一系列水煤漿添加劑在生物質(zhì)煤漿制備工藝技術(shù)、“多元料漿二次濕磨原料選取和生產(chǎn)工藝上都各具特色,如南京大學(xué)制漿工藝”等多項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利;同時(shí)派生出了諸如研發(fā)的NDF系列添加劑,可適用于多種制漿工神華環(huán)保型水煤漿、低揮發(fā)分(石油焦)煤漿、褐藝的要求,對(duì)煤種的適應(yīng)性較強(qiáng);江蘇昆山迪昆煤煤漿、生物質(zhì)煤漿、氣化用煤漿、多元?dú)饣暇?xì)化工公司選擇的有機(jī)酸羧酸為主體的共聚物漿及速溶煤粉等。目前,這些新的水煤漿品種已合成制取的添加劑,分散性能好,成本較低;北開(kāi)始在市場(chǎng)上得到應(yīng)用。京紫東環(huán)保水處理藥劑廠研制生產(chǎn)的ZDFS系列運(yùn)用日趨成熟的“優(yōu)化級(jí)配制漿工藝技術(shù)”添加劑是選用多組份表面活性劑進(jìn)行復(fù)合,其產(chǎn)將國(guó)際上認(rèn)為不能用作制取高濃度煤漿的低階煤品性能與國(guó)內(nèi)的其它各類(lèi)添加劑具有良好的共溶性;淮南合成材料廠生產(chǎn)的HNF型添加劑可以收稿日期:201105-12作者簡(jiǎn)介:賈傳凱(1980-),男,江蘇淮安人,2001年畢兼顧水煤漿的分散性和穩(wěn)定性雙重作用;中國(guó)礦業(yè)于西安交通大學(xué)熱能與動(dòng)力工程學(xué)院熱能工程系,工學(xué)學(xué)士大(北京)近期研發(fā)的聚丙烯酸系列添加劑是通過(guò)煤炭科學(xué)研究總院國(guó)家水煤漿工程技術(shù)研究中心工程癡,電話:對(duì)聚羧酸鹽系表面活性劑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改性,合010-84261742。成的 EAO,' EA3和V山中國(guó)煤化工,在CNMHG煤炭加工與綜合利用2011年第4期提高成漿濃度和降低添加劑用量方面均明顯優(yōu)于漿以及成漿性差的煤漿燃燒開(kāi)辟了一條新路。萘系添加劑;國(guó)家水煤漿中心針對(duì)以神華為代表2.2鍋爐裝備水平的低階煤種的煤質(zhì)特征,通過(guò)優(yōu)選添加劑分子主水煤漿技術(shù)的推廣應(yīng)用吸引了國(guó)內(nèi)眾多專(zhuān)業(yè)體結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)分子量的疏水和親水基團(tuán)的組成比鍋爐廠家的積極參與,有力地促進(jìn)了水煤漿燃燒例,不斷完善分子結(jié)構(gòu)與神華煤表面性質(zhì)的相互技術(shù)的提高。從最早的杭州鍋爐廠生產(chǎn)的35th匹配性,制備生產(chǎn)出性價(jià)比高的SHPF系列添加水煤漿鍋爐和山東白楊河電廠220U/h燃油爐改劑;華南理工大學(xué)試驗(yàn)成功的SAF高負(fù)荷分散劑燒水煤漿取得成功,到山東、江蘇、浙江等水煤發(fā)展前景廣闊。此外,我國(guó)研發(fā)的新型多功能非漿鍋爐廠家生產(chǎn)的水煤漿系列鍋爐的推廣,再到離子型添加劑也取得了很大進(jìn)展武漢鍋爐集團(tuán)、杭州燃油鍋爐廠生產(chǎn)、改造的1.3水煤漿廠生產(chǎn)智能化、計(jì)量檢測(cè)快速準(zhǔn)確410t/h、670Uh水煤漿大型鍋爐的成功應(yīng)用,在水煤漿生產(chǎn)過(guò)程中,從原料煤破碎到煤與使得水煤漿鍋爐不僅品牌增多,而且在鍋爐的設(shè)水、添加劑的計(jì)量和按比例混合、入磨機(jī)研磨及計(jì)、制造等多個(gè)方面都引人了高而新的技術(shù)理后續(xù)工藝的控制水平和檢測(cè)手段,近幾年來(lái)都有念,更符合水煤漿燃料的特點(diǎn)。如對(duì)整個(gè)鍋爐系了新的發(fā)展,并逐步走向規(guī)范化、智能化。統(tǒng)采用一體化優(yōu)化設(shè)計(jì);運(yùn)用變頻控制技術(shù);配水煤漿生產(chǎn)過(guò)程中各種物料的計(jì)量和各項(xiàng)指?jìng)涓鞣N溫度、壓力等傳感裝置;對(duì)燃燒設(shè)備配備標(biāo)的檢測(cè)既要求檢測(cè)數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確,又要求根高能點(diǎn)火槍、多種類(lèi)型的噴嘴及具有一、二次或據(jù)檢測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整控制各項(xiàng)指標(biāo)和各個(gè)設(shè)備工多重配風(fēng)的全自動(dòng)燃燒器;煙氣采用布袋除塵況運(yùn)行以及物料平衡。為了快速準(zhǔn)確地完成在線并配有濕法脫硫或爐內(nèi)固硫等設(shè)施,有效控制煙檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集功能,許多水煤漿廠更加重視利塵排放濃度,使鍋爐運(yùn)行更環(huán)保。用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)完成生產(chǎn)設(shè)備和控制系統(tǒng)的軟3水煤漿技術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)/硬件結(jié)合,對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理設(shè)備監(jiān)控與反饋,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水煤漿廠整個(gè)生產(chǎn)水煤漿技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,近一步得到各級(jí)過(guò)程的有效控制和管理。政府部門(mén)和企業(yè)的關(guān)心和重視,國(guó)家出臺(tái)的一系列能源結(jié)構(gòu)調(diào)整及鼓勵(lì)和促進(jìn)節(jié)能減排的政策,2燃燒應(yīng)用技術(shù)發(fā)展更趨完善和成熟將會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)水煤漿產(chǎn)業(yè)的推廣和應(yīng)用隨著近年來(lái)水煤漿品種的不斷增加,為適應(yīng)31水煤漿生產(chǎn)向大型化、用戶(區(qū)域)型漿廠發(fā)展不同性質(zhì)煤漿的燃燒要求,水煤漿在燃燒方式、目前我國(guó)的水煤漿廠生產(chǎn)規(guī)模普遍偏小,單燃燒裝置、爐體結(jié)構(gòu)及煙氣環(huán)?？刂频确矫娑加袡C(jī)生產(chǎn)能力多在25萬(wàn)∽a(42υh)以下,僅可供了新的發(fā)展。應(yīng)1臺(tái)180th鍋爐的用漿量,且水煤漿的生產(chǎn)2.1燃燒應(yīng)用技術(shù)多樣成本較高,經(jīng)濟(jì)性差。國(guó)家發(fā)改委明確要求水煤隨著水煤漿品種的增多,針對(duì)各類(lèi)煤漿的燃漿生產(chǎn)廠要大型化、單機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)能力應(yīng)為50燒特性,如煤漿著火性、穩(wěn)燃性、結(jié)渣性、灰的萬(wàn)a;國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家也普遍認(rèn)為建設(shè)百萬(wàn)噸級(jí)水粘污性及磨損性等,水煤漿的燃燒方式也由單煤漿廠才為經(jīng)濟(jì)規(guī)模,且生產(chǎn)成本要比小型水煤的噴霧—懸浮燃燒發(fā)展到流化—懸浮燃燒、多重漿廠降低8%~10%;此外建設(shè)大型水煤漿廠對(duì)配風(fēng)旋風(fēng)燃燒、催化燃燒及水煤漿低溫、低氧燃于組織原料煤定點(diǎn)供應(yīng),漿廠的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)燒等。在燃燒器裝置方面,煤漿的霧化噴嘴和煤輸以及向大、中型鍋爐用戶供漿和向區(qū)域內(nèi)的漿的燃燒器都呈現(xiàn)出多樣化,不僅類(lèi)型多、適用中、小鍋爐用戶配送用漿,都可以保證水煤漿的范圍廣,而且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材質(zhì)選擇及霧化質(zhì)量數(shù)量和質(zhì)量。因此,發(fā)展大型(百萬(wàn)噸級(jí))水煤漿和配風(fēng)量的合理性方面都有了很大改善和提高,廠既可降低水煤漿生產(chǎn)成本和市場(chǎng)售價(jià),又能?；灸軡M足各類(lèi)煤漿在著火、燃燒、燃燼時(shí)對(duì)溫證產(chǎn)品質(zhì)量。度和強(qiáng)度的要求;另外,流化一懸浮燃燒方式的目前在廣東的東莞、佛山、汕頭、茂名、湛出現(xiàn),也為生物質(zhì)(污泥)煤漿、低揮發(fā)分難燃燒江等地區(qū)及福建、中國(guó)煤化工以上CNMHG2011年第4期賈傳凱,等:水煤漿技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)57用戶型(區(qū)域性)大型水煤漿廠的速度正在加快上揚(yáng),這些用戶經(jīng)濟(jì)壓力大,若燃用進(jìn)口高硫如東莞市擬在目前100萬(wàn)ta水煤漿廠規(guī)?；A(chǔ)油,則會(huì)造成較嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此,水煤漿上,著手?jǐn)U建到500萬(wàn)∽/a,以滿足東莞市周邊作為當(dāng)前最現(xiàn)實(shí)的一種潔凈燃料,具有較大的市地區(qū)用戶年用漿量700萬(wàn)t的需求。場(chǎng)潛力。但在燃燒應(yīng)用技術(shù)上還應(yīng)針對(duì)各類(lèi)燃油3.2水煤漿生產(chǎn)工藝(設(shè)備)向潔凈化、高效率、爐(窯)改燒水煤漿出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題,采取應(yīng)對(duì)措低能耗發(fā)展施,進(jìn)一步重視和加強(qiáng)對(duì)燃油爐的改選、如設(shè)置生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水煤漿必須有完善的工藝和高效的預(yù)燃(前置)室,采取提高空氣預(yù)燃溫度,優(yōu)化噴設(shè)備,并做到設(shè)備與工藝有機(jī)結(jié)合,才能使生產(chǎn)嘴霧化技術(shù),設(shè)計(jì)特殊清灰、除渣裝置等措施,工序間聯(lián)結(jié)緊湊,設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷平衡、穩(wěn)定,工使燃油爐(窯)符合水煤漿燃料的要求藝流程各環(huán)節(jié)無(wú)噪音、無(wú)飛塵、無(wú)漏液、不跑3.5水煤漿在中小型工業(yè)爐窯中的應(yīng)用煤,達(dá)到清潔生產(chǎn)。我國(guó)目前有60萬(wàn)臺(tái)工業(yè)鍋爐,絕大多數(shù)散水煤漿生產(chǎn)工藝應(yīng)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提燒原煤,煤炭利用效率低,污染物排放嚴(yán)重。因下,以降低制漿生產(chǎn)成本(減少電耗和添加劑費(fèi)此,面對(duì)國(guó)內(nèi)中小型工業(yè)鍋爐和窯爐,發(fā)展水煤用)為目標(biāo)。因此,在制漿生產(chǎn)工藝中,選擇好漿清潔流體燃料,實(shí)施較為先進(jìn)的噴霧一懸浮燃制漿設(shè)備,尤其是低能耗、高效率的破、磨設(shè)燒和流化一懸浮燃燒方式,提髙煤炭燃燒效率,備,并使破碎與磨礦工序有機(jī)組合顯得尤為重減少污染物排放,將是企業(yè)完成節(jié)能減排指標(biāo)任要。國(guó)家水煤漿工程技術(shù)中心等單位在制漿工藝務(wù)的最佳選擇;此外,水煤漿燃料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存中引入的強(qiáng)破少磨、分級(jí)研磨和細(xì)漿返磨的工藝均采用封閉式,無(wú)損失和泄漏,用戶不再設(shè)煤以及選擇干磨和濕磨配合并舉的流程,都可有效場(chǎng)、灰場(chǎng),文明生產(chǎn),使廠區(qū)環(huán)境優(yōu)美。提高破磨能力,降低入磨細(xì)度,減少磨礦能耗。目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的水煤漿鍋爐已基本形成了3.3制漿原料向低階煤、配煤和生物質(zhì)漿液發(fā)展系列,并可以達(dá)到運(yùn)行安全、燃燒穩(wěn)定、不結(jié)根據(jù)我國(guó)的煤炭資源和煤炭生產(chǎn)情況,為確渣、燃燼度高、鍋爐效率髙、污染物排放量低等保制漿用煤的供應(yīng)量,制漿用煤應(yīng)選擇動(dòng)力煤,優(yōu)勢(shì)。但要把水煤漿鍋爐的應(yīng)用推向新的臺(tái)階定位于低階煤。這是由于我國(guó)動(dòng)力煤與煉焦煤的還需要結(jié)合水煤漿燃料的燃燒特點(diǎn),針對(duì)水煤漿資源比例為7375:26.25,而在我國(guó)動(dòng)力煤資源鍋爐應(yīng)用實(shí)踐過(guò)程中的耗電量較大等問(wèn)題,進(jìn)的儲(chǔ)量和產(chǎn)量中,低階煤種(弱粘煤、不粘煤、步完善和提高水煤漿鍋爐的總體燃燒技術(shù)水平,長(zhǎng)焰煤和褐煤)占動(dòng)力煤資源的63%以上,我國(guó)增加鍋爐運(yùn)行噸位,發(fā)展集中供熱鍋爐。低階煤的灰分、硫分一般較低,煤的比價(jià)相應(yīng)也3.6高濃度氣化用煤漿的發(fā)展前景低,作為制漿用煤既合理又經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠。近年來(lái),由于國(guó)際原油、燃?xì)鈨r(jià)格上漲及國(guó)配煤制漿是以一種煤之長(zhǎng)補(bǔ)另一種煤之短內(nèi)油氣資源不足,加速發(fā)展煤化工已成為煤炭和使煤種間個(gè)性互補(bǔ)。如高、低揮發(fā)分煤搭配,化工等多個(gè)行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn),煤氣化作為發(fā)展現(xiàn)高、低水分煤搭配,高、低灰熔點(diǎn)煤搭配等,既代煤化工的源頭技術(shù),更是受到社會(huì)的廣泛關(guān)注?？蓴U(kuò)大制漿用煤范圍,又可保證制漿用煤質(zhì)量。我國(guó)是目前世界上使用煤氣化裝置最多的國(guó)生物質(zhì)原料如造紙黑液、工業(yè)廢水、城市污家,其中以水煤漿為原料的煤氣化技術(shù)因水煤漿泥及洗選煤泥等,雖然成分較為復(fù)雜,但由于含濃度低(僅為60%),影響了氣化效率。若采用有一定量有機(jī)物質(zhì)并具有熱值,若將其與煤配合成熟的生產(chǎn)燃料煤漿的工藝技術(shù)生產(chǎn)氣化用煤制備成生物質(zhì)煤漿,不僅可以降低制漿成本、節(jié)漿,可使氣化煤漿的濃度提高至65%以上,這對(duì)省用煤量和用水量,還可以實(shí)現(xiàn)廢棄物資源再利發(fā)展水煤漿氣化技術(shù)有著重要意義。據(jù)中石化用,應(yīng)鼓勵(lì)大力發(fā)展。煤氣化技術(shù)中心資料顯示,氣化用煤漿濃度每提3.4立足于水煤漿燃料的代油方向髙1%,產(chǎn)出1m3合成氣的耗氧量降低0.01m3目前,在珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲地區(qū)仍有煤耗降低10g。因此,發(fā)展低階煤生產(chǎn)高濃度水大量燃油用戶,由于油(氣)供應(yīng)緊張和價(jià)格不斷煤漿工藝,在煤氣們TH中國(guó)煤化工CNMHG