第33卷第1期煤炭科學(xué)技術(shù)05年1月水煤漿的藥劑、粒度級(jí)配的試驗(yàn)與應(yīng)用田青運(yùn),胡發(fā)亭2,樊學(xué)彬1.北京京煤集團(tuán)水煤漿廠,北京102300;2.煤炭科學(xué)研究總院煤化工分院,北京100043)摘要:介紹了DF-02、DF-03分散劑與納米穩(wěn)定劑在水煤漿生產(chǎn)中的試驗(yàn)與應(yīng)用情況,實(shí)踐證明,較為合理的水煤漿粒度級(jí)配對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本起著重要的作用,采用新型的分散劑和穩(wěn)定劑,使水煤漿添加劑的用量比以前大幅降低,經(jīng)濟(jì)效益顯著。關(guān)鍵詞:水煤漿;藥劑;粒度級(jí)配中圖分類號(hào):TQ53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):0253-2336(2005)01-0044-04Development and application of additives and particleclassification for coal water mixtureTIAN Qing-yun, HU Fa-ting, FAN Xue-bin(L. Coal Water Mixture Mill, Beijing Jingmei Group, Beijing 102300, China2. Beijing Branch of Coal Chemistry, China Coal Research institute, Beijing 100013, China水煤漿是20世紀(jì)0年代石油危機(jī)中發(fā)展起來穩(wěn)定著火燃燒。約2t水煤漿可代1t油。由于水的一種新型燃料。水煤漿一般由63%~68%不同煤漿與燃油在相同熱值下相比,其價(jià)格僅為重油的粒度分布的煤,31%~36%的水和約1%的添加劑1/2左右,燃用水煤漿與直接燒煤相比,具有燃燒制成,具有油一樣的流動(dòng)性和穩(wěn)定性,被稱為液態(tài)效率髙、負(fù)荷易調(diào)控、節(jié)能和環(huán)境效益好等顯著優(yōu)環(huán)保型代油產(chǎn)品。水煤漿可以泵送、霧化、儲(chǔ)存與點(diǎn)。因此,將煤炭轉(zhuǎn)化為水煤漿使用,可使煤炭資處于壓縮狀態(tài)。同時(shí)底板3m以內(nèi)裂隙發(fā)育,6m以下局部出現(xiàn)裂隙,但與淺部不溝通,破裂區(qū)范圍參考文獻(xiàn)主要集中在煤柱邊緣及采空區(qū)下方。底板破壞區(qū)為[I]王作宇,劉鴻泉.承壓水上采煤[M]北京:煤炭工業(yè)出分別在煤柱邊緣及采空區(qū)內(nèi)部,最大破壞深度達(dá)版社,199392m。通過對(duì)該區(qū)模擬試驗(yàn),長壁法破壞底板深[2]彭蘇萍,王金安.承壓水體上安全采煤[M]北京:煤炭工業(yè)出版社,2001度是8~12m,條帶法是9.2m左右,雖然破壞深[3]張金才,劉天泉.論煤層底板采動(dòng)裂隙帶的深度及分布特度改變不大,但底板受力狀態(tài)、位移特征、裂隙貫征[J]煤炭學(xué)報(bào),1990(2)通性等仍有一定的特點(diǎn)。但這種方法對(duì)底板改善仍[4]徐星寬.礦井充水機(jī)理、水害成因與治理[M]山東科技需要進(jìn)一步研究。大學(xué)學(xué)報(bào),2003(4)該試驗(yàn)應(yīng)用說明,底板突水既是地質(zhì)問題又是[5]薛禹群.地下水動(dòng)力學(xué)[M]北京:地質(zhì)出版社,1997[6]胡寬瑢.采掘工作面底板突水和防治原則的基本理論研究個(gè)采礦問題,五陽礦在這方面的做法說明治理突水[M].太原:山西科學(xué)技術(shù)出版社,1999不單純研究底板突水機(jī)理,更應(yīng)該重點(diǎn)研究開采方法的改革,只有這樣才能使其由被動(dòng)治理變?yōu)橹鲃?dòng)作者簡介:熊崇山(1961-),男,內(nèi)蒙古商都人,副教授,在防治。以上各種方法都是關(guān)于承壓水的理論研究在山西中國煤化工大學(xué)(北京)博士研究生防治其水害方面的具體應(yīng)用,是科學(xué)轉(zhuǎn)化為技術(shù)的從事CNMHG的教學(xué)和研究與科研工作。典型實(shí)例,對(duì)五陽礦進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是很有必要的mall, ran1 2345678(@ tom. ce優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)礦井安全生產(chǎn)有利,在技術(shù)上可行,所取得直接經(jīng)濟(jì)效益是客觀的。稿日期:2004-10-08;責(zé)任編輯:曾康生第33卷第1期煤炭科學(xué)技術(shù)05年1月源得到更潔凈、更有效地利用。置溶解、攪拌和泵送條件。1添加劑的試驗(yàn)與應(yīng)用表3使用NDF-03二次加藥制備水煤漿的性能1.1作用機(jī)理取樣時(shí)間種類煤漿濃度/%煤漿黏度/mPa·s分散劑吸附到煤粒表面后,在煤粒表面形成很24日13時(shí)出料薄一層添加劑分子和水化膜,能顯著地降低溶液的24日14時(shí)出料表面張力,提高煤粒表面的潤濕性。根據(jù)靜電斥力24日16時(shí)出料作用和空間位阻作用認(rèn)為,降低固、液間的界面張24日17時(shí)出料力,可使體系的表面自由能降低,體系將會(huì)趨于更24日18時(shí)出料66.0724日19時(shí)出料65.0y9414穩(wěn)定。水煤漿穩(wěn)定劑的作用是形成空間結(jié)構(gòu),對(duì)顆粒沉淀產(chǎn)生機(jī)械阻力,它使水煤漿中的顆粒相互交添加劑平均添加率為4.7g/kg,前段加藥3.7g/kg,后段聯(lián),從而有效地阻止顆粒沉淀,防止固、液間的分加藥為1.0g/k離。常用的穩(wěn)定劑有無機(jī)鹽、高分子有機(jī)化合物及表4使用NDF-03二次加藥,羧甲基纖維素(CMC)并調(diào)節(jié)pH值制備水煤漿的性能1.2分散劑的工業(yè)運(yùn)行試驗(yàn)采用南京大學(xué)提供的水煤漿添加劑(NDF取樣時(shí)間種類煤漿濃度/%煤漿黏度/mPaNDF-02)及CMC穩(wěn)定劑、新型納米穩(wěn)定劑24日20時(shí)出料等藥劑,京煤集團(tuán)水煤漿廠于2002年9月23日進(jìn)24日21時(shí)出24日22時(shí)行了分散劑的工業(yè)運(yùn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見表1~5。25日0時(shí)料料料料料24日23時(shí)出料表1使用NDF-02制備的水煤漿性能65.09414取樣時(shí)間種類煤漿濃度/%煤漿黏度/mPa添加劑平均添加率為4.7g/kg,前段加藥3.7g/kg,后段23日11時(shí)出料64.44加藥為1.0g/kg,加入NaOH調(diào)節(jié)水煤漿pH為8.6423日12時(shí)出料23日13時(shí)出料65.6表5使用NDF-03制備水煤漿的抗攪拌性能23日14時(shí)出料65.5123日15時(shí)出料66.3l攪拌時(shí)間/min煤漿濃度/%表觀黏度/mPa·s溫度/℃23日16時(shí)出料65.975766.03注:添加率為7.0g/kg表2使用NDF-03一次加藥制備水煤漿的性能66.0718取樣時(shí)間種類煤漿濃度/%煤漿黏度/mPa·s采用24日1時(shí)樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。23日23時(shí)出料24日1時(shí)出料(2)添加劑NDF-03對(duì)該廠選用的大同煤具24日2時(shí)66.47有良好的成漿性能,添加劑的添加率在4.5~5.024日3時(shí)g/kg(干煤)條件下,濃度可達(dá)到60%,黏度24日4時(shí)出料24日5時(shí)料為1200mPa·s,水煤漿穩(wěn)定性、流動(dòng)性、抗攪拌24日6時(shí)出料性能良好,管道輸送平穩(wěn),運(yùn)輸穩(wěn)定性能良好,使24日12時(shí)出料64.900用NDF-03后,添加劑用量可以減少25%,表觀注:添加劑平均添加率為4.5~5.5g/kgc黏度V山中國煤化工了生產(chǎn)成本,提高了水煤CNMHG通過48h工業(yè)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明3)水煤漿添加劑NDF-03能夠起到分散和1)添加劑NDF-03在常溫下具有良好的溶穩(wěn)定的作用,并在制漿條件上具有較寬的調(diào)節(jié)范解性能,無沉淀物,操作方便,適用于該廠現(xiàn)有裝圍,改進(jìn)加藥方式后(由一次加藥改為二次加45第33卷第1期煤炭科學(xué)技術(shù)2005年1月藥),藥劑用量有效降低,再將水煤漿pH值調(diào)節(jié)影響水煤漿流變特性等特點(diǎn),解決了大同煤等難成為8左右后,水煤漿的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高,可以漿煤種制漿穩(wěn)定性差的技術(shù)難題。滿足該廠選用水煤漿添加劑技術(shù)和工藝上的要求。1.3新型納米穩(wěn)定劑工業(yè)運(yùn)行試驗(yàn)2水煤漿粒度級(jí)配的試驗(yàn)與應(yīng)用京煤集團(tuán)水煤漿廠于2003年3月進(jìn)行了新型水煤漿中煤炭的粒度不但要求達(dá)到規(guī)定的細(xì)納米穩(wěn)定劑的工業(yè)運(yùn)行試驗(yàn),并取得了滿意的試驗(yàn)度,還要求具有良好的粒度分布。使不同大小的煤某效果。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表6。粒能夠互相充填,盡可能地減少煤粒間的空隙,達(dá)到較高的堆積效率。首先,對(duì)沉淀的漿進(jìn)行了級(jí)配表6新型納米穩(wěn)定劑制備大同煤水煤漿穩(wěn)定性能方面的實(shí)驗(yàn)研究,在水煤漿這種固、液兩相體系穩(wěn)定劑添加量濃度黏度中,煤粒在堆積時(shí),粗顆粒間縫隙多被細(xì)顆粒填7d的穩(wěn)定性/%/mPa·s充,從而阻止液相的上升、粗顆粒的沉降,形成63.351530析水2mm、硬沉淀10m種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。粗顆粒和細(xì)顆粒含量要夠量,才能63.02917析水1mm、硬沉淀2得到較高的堆積效率。在實(shí)驗(yàn)室中,進(jìn)行了提高沉2.563.081703無析水、無沉淀淀漿中細(xì)粒含量的再磨實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)前后粒度情況對(duì)2.562.53684無析水、無沉淀比見表7。無析水、無沉淀無析水、無沉淀表7實(shí)驗(yàn)前后粒度情況對(duì)比62.561761無析水、無沉淀沉淀漿/%提高細(xì)粒含量后/%無析水、無沉淀<239μm含量703無析水、無沉淀<9.52um含量62.33976無析水、無沉淀堆積效率62.81911析水3mm、硬沉淀15mm穩(wěn)定性小于36h產(chǎn)生硬沉淀大于7d不產(chǎn)生硬沉淀通過84h工業(yè)運(yùn)行實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)表明從實(shí)驗(yàn)中可以看出,通過對(duì)沉淀漿進(jìn)行二次磨1)新型納米穩(wěn)定劑具有操作簡單方便的特礦實(shí)驗(yàn),增加了細(xì)粒含量,堆積效率由56%提高點(diǎn),適用于該廠現(xiàn)有裝置攪拌、泵送等生產(chǎn)工藝條到66%,穩(wěn)定性由小于36h產(chǎn)生硬沉淀提高到大件于7d沒產(chǎn)生硬沉淀。在穩(wěn)定性上,水煤漿的質(zhì)量(2)新型納米穩(wěn)定劑對(duì)該廠選用的大同煤具有得到了較大的改善。良好的穩(wěn)定性能。水煤漿濃度為64.0%,黏度為2.1粒度級(jí)配調(diào)整實(shí)驗(yàn)1200mPa·s,穩(wěn)定劑最佳用量為2.5g/kg,水煤將大磨機(jī)岀料與入料分別按3:2,2:1,3:1的漿存放一星期無沉淀、無析水。實(shí)驗(yàn)室觀察該穩(wěn)定比例混合、攪拌,調(diào)整漿液的粒度分布,使?jié){液達(dá)劑質(zhì)量穩(wěn)定,15d內(nèi)性質(zhì)無任何變化到較為合理的分布狀態(tài),測調(diào)整后漿液的濃度、黏(3)新型納米穩(wěn)定劑利用最新納米科技成果度(20℃)粒度分布,并觀察漿液的穩(wěn)定性,結(jié)具有性質(zhì)穩(wěn)定不降解、不顯著增加水煤漿黏度、不果見表8。表8粒度級(jí)配調(diào)整實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)濃度粒度分布含量/%粒徑/μ項(xiàng)目mPas1.20μm2.39μm10.5pm50.9μm75.6μm203最大平均入料64.29223.269.098.544.82出料659.231.6中國煤化工大同63.7031.7CNMHG49331.3:164.9376.935.93第33卷第1期煤炭科學(xué)技術(shù)05年1月從表8實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,采取3:2配比的漿性處理環(huán)節(jié),尤其在夏天,在生產(chǎn)過程中,在大磨與大同的煤漿粒度較為接近,煤漿的穩(wěn)定性也比較機(jī)前均勻穩(wěn)定地加入穩(wěn)定劑,使新型納米穩(wěn)定劑得好。經(jīng)過反復(fù)級(jí)配調(diào)整實(shí)驗(yàn),并結(jié)合生產(chǎn)中添加劑到充分研磨,提高了漿的穩(wěn)定性。用量及大罐煤漿的穩(wěn)定狀態(tài),最后確定了粒度級(jí)配3)采用煤泥直接制漿,增加了水煤漿中的細(xì)數(shù)據(jù)(見表9),以便于記憶和方便現(xiàn)場操作。粒含量,提高了堆積效率,改善了水煤漿的質(zhì)量(4)在制漿車間外加了一臺(tái)3×12m大磨機(jī)表9粒度級(jí)配數(shù)據(jù)作為二段高濃度細(xì)磨。粒度分布/um入料/%出料/%3經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)2.39μm(1)由于采用了新型的分散劑和穩(wěn)定劑,使水50.9μm煤漿添加劑的用量比以前大幅降低,使得噸漿成本75.6um%可以降低18元,按年制漿6萬t計(jì)算,添加劑費(fèi)平均顆粒/μm用每年可以節(jié)約108萬元左右Dop/um200以上100以上2)調(diào)整煤漿的粒度級(jí)配后,煤漿的穩(wěn)定性提注:Do指的是累積含量達(dá)到50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的顆粒粒徑;D9高,同時(shí)又促進(jìn)了藥劑的節(jié)省。煤泥原來作為副產(chǎn)指的是累積含量達(dá)到90%時(shí)所對(duì)應(yīng)的顆粒粒徑。品時(shí),每噸銷售價(jià)格為50元,用于制漿后,其每噸銷售價(jià)格為300元,每噸凈增250元。按全年生當(dāng)生產(chǎn)中參照表9粒度級(jí)配操作時(shí),生產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)15萬t精煤計(jì)算,產(chǎn)岀煤泥3855t,可凈創(chuàng)收定,節(jié)省藥劑,降低了生產(chǎn)成本,提高了煤漿的穩(wěn)入96萬元。定性。結(jié)語2.2高濃度的磨礦實(shí)驗(yàn)用經(jīng)過一次破碎后的煤進(jìn)行濃度不同的磨礦實(shí)水煤漿作為一種潔凈煤燃料,具有十分廣闊的驗(yàn),磨礦15min,用大于175wm和小于175μm應(yīng)用前景,它對(duì)于合理、高效和潔凈的利用煤炭的篩網(wǎng)檢查磨礦結(jié)果,比較磨礦產(chǎn)品中粒度分布情保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益方面都具有十況。當(dāng)濃度為30%時(shí),大于175μm篩網(wǎng)的含量為分重要的意義。在今后的工作中,開展水煤漿技術(shù)34.3%,小于175μm篩網(wǎng)的含量為65.7%;當(dāng)濃的研究與應(yīng)用推廣,從生產(chǎn)實(shí)踐與實(shí)際應(yīng)用過程中度為50%時(shí),大于175μm篩網(wǎng)的含量為15.9%發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,不斷降低生產(chǎn)成本,努力提小于175μm篩網(wǎng)的含量為84.1%。磨礦時(shí)間相高產(chǎn)品質(zhì)量,使水煤漿的制備與應(yīng)用技術(shù)更加完同、曆礦濃度不同時(shí),高濃度磨礦要比低濃度磨礦善、成熟。產(chǎn)生更多的細(xì)粒。因此,在制漿工藝中,將二段細(xì)參考文獻(xiàn)磨變?yōu)楦邼舛饶サV,可以使煤漿中細(xì)粒含量增加,粒度分布改善,穩(wěn)定性得到提高[I]張榮曾.水煤漿制備技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[M]北京:經(jīng)濟(jì)為了給制漿工藝調(diào)整提供充分的、可靠的實(shí)驗(yàn)管理出版社,1992.數(shù)據(jù),進(jìn)行了磨機(jī)高濃度再磨礦實(shí)驗(yàn),用生產(chǎn)出來[2]張榮曾.水煤漿制備技術(shù)[M]北京:科學(xué)出版社,的濃度為63%的漿進(jìn)行再磨,磨礦時(shí)間為30min[3]王祖訥,柴保明,付曉恒,等.深度物理加工與精細(xì)水煤再曆前漿液粒度分布小于25%,再磨后水煤漿中漿[J]煤炭加工與綜合利用,2002(10)的粒度分布發(fā)生了明顯變化,細(xì)粒含量(小于[4]支獻(xiàn)華.水煤漿穩(wěn)定性的影響因素及評(píng)定方法[J]煤炭9.52μm篩網(wǎng))增加,大于35%,改善了漿的質(zhì)加工與綜合利用,2000(1)量。通過試驗(yàn)及多年的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),該廠建立了凵中國煤化工系列相關(guān)的制度CNMHG河北深州人,工程師,現(xiàn)在北八事小水技術(shù)研究工作。Tel:010-(1)為降低生產(chǎn)成本,提高煤漿的質(zhì)量,采取69842461-22971,E-mail:bjqy@263.net了在曆礦前、后分段加入分散劑。2)為使水煤漿具有一定的穩(wěn)定性,設(shè)置穩(wěn)定收稿日期:2004-11-26;責(zé)任編輯:劉軍娥47