煤炭加工與綜合利用No.2,2013COAL PROCESSING COMPREHENSIVE UTILIZATION賈切作用對大同水爆漿表觀詁度的影響李敏(天地科技股份有限公司,北京100013)摘要:試驗研究了大同水煤漿表觀粘度在不同剪切速率、不同剪切時間下的變化情況,結(jié)果表明,在剪切率100s、剪切時間45min時表觀粘度最低,流變特性最好。關(guān)鍵詞:水煤漿;剪切率;剪切時間;表觀粘度中圖分類號:TQ536文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:10058397(2013)02005703水煤漿是一種煤水混合物,由70%左右的1試驗用煤煤、30%左右的水和1%左右的添加劑混合而成,1.1試驗用煤性質(zhì)屬于非牛頓流體,在受到剪切作用時,會轉(zhuǎn)變成試驗選用大同水煤漿廠制漿用煤,煤樣的工賓漢流體、假塑性流體、脹塑性流體。水煤漿作業(yè)分析指標(biāo)如表1所示。為一種燃料,應(yīng)該具有所需要的流變特性。由于流變性影響到貯存時的穩(wěn)定性、輸送時的流動由表1可以看出,該煤樣灰分較低,硫分未性、霧化燃燒過程的可霧化性和可燃性等,因此超過1%,揮發(fā)分在30%以上,發(fā)熱量大于28M/kg,可磨性指數(shù)中等,說明大同煤是良好的在制漿工程中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)不需要的流型,例如脹塑性流體。筆者試驗研究了大同水煤漿在不制漿用煤,符合制備高濃度水煤漿的要求。1.2煤樣制備同剪切率、不同剪切時間下的流變特性,總結(jié)出本試驗要求煤樣中小于0074mm粒級占80%最合適的剪切率和剪切時間,用于指導(dǎo)生產(chǎn)。以上。將大同選煤廠精煤破碎到小于13mm后,每收稿日期:20130228次取1kg煤樣用小球磨機分別磨2h和19min,得作者簡介:李敏(1977-),女,江蘇徐州人,2005年畢到細(xì)粒級和粗粒級產(chǎn)品,然后將兩種煤樣混合,并業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)(北京)礦物加工工程專業(yè),工學(xué)碩士,天地通過計算機擬合得出在粗粒和細(xì)粒各占50%時,堆科技?xì)萦邢薰竟こ處?。積效率最高,煤樣的成漿效果最好。參考文獻(xiàn)烯和丙烯可行性分析[J].工業(yè)催化,2008,16(8):[1 Kimberly Russell. 2004 World Light Olefins Analysis8]劉中民,齊越.甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術(shù)的研R. Houston, TX: Chemical Market Associates. Inc究開發(fā)及工業(yè)性試驗[J].成果與項目,2006,21(5):(CMAI),20032]齊國禎,謝在庫,等.煤或天然氣經(jīng)甲醇制低碳烯烴工[9]邢淑建,于海斌,甲醇制烯烴工藝及催化劑的研究藝研究新進展[J}.現(xiàn)代化工,2005,25(2):9-13[].工業(yè)催化,2010(18):53-57.[3]陳臘山. MTO/MTP技術(shù)的研發(fā)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J[101白爾錚.甲醇制烯烴用SAPO-34催化劑新進展[J化肥設(shè)計,2008,46(1):3-6工業(yè)催化,2001,9(4):3-84」任光煤制甲醇過程中煤氣化技術(shù)的選取[J.同煤[1]1朱偉平,薛云鵬,李藝,等,甲醇制烯烴研究進展科技,2010(2)[J].神華科技,2009,7(3):72-5]郭照明.液相甲醇合成工藝技術(shù)簡介[J].油氣田地面[12]王茜,李增喜,王蕾,等.甲醇制低碳烯烴技術(shù)研工程,2009,28(6):81究進展[].工程研究——跨學(xué)科視野中的工程[6]白爾錚,金國林甲醇制烯烴(MTO)和MTP工藝[J中國煤化工化學(xué)世界,2003(12):674-676[7]張飛,張明森,柯麗.甲醇與C4烯烴偶合制取乙CNMHG烯烴技術(shù)的新進化,a0,515):U5-211煤炭加工與綜合利用2013年第2期表1大同水煤漿廠制漿煤樣的工業(yè)分析水分灰分/%軍發(fā)分/%固定碳/%硫/%高位發(fā)熱量/MJ·k哈氏可分析值QQgr, d磨指數(shù)值3.3645046630.893:5361.2506470.70200.726428.90299058.741.3試驗步驟30min、45min、60min、90min、120min(1)稱取粗粒煤樣和細(xì)粒煤樣各58.47g,加(3)用NXS-1l型旋轉(zhuǎn)粘度計迅速測得水煤漿入水和0.6%(占干煤量)的萘磺酸鹽添加劑,在的表觀粘度,記錄有關(guān)數(shù)據(jù),并繪制流變曲線。攪拌器中攪拌10min,使之均勻成漿。制成后水煤漿重量為180g,濃度為63%~65%,表觀粘結(jié)果與討論度為1000mPa·s左右。不同剪切率條件下,表觀粘度隨剪切時間的(2)迅速用變頻攪拌器分別在剪切率為變化情況如表2~7所示,表觀粘度的變化趨勢3531s-、61.49s-1、79.2s-1、104.72s-1、見圖1。由表可以看出132.5s-、151.694的條件下,剪切15min、表2剪切率S=35.311時表觀粘度隨剪切時間的變化剪切時間/mi180表觀粘度/mPa·s1055.581042.391130.5311.54974.50114542125031364.621505.28溫度/℃62.8662.862.7662.7763.0563.Il63.2563.89流型均為屈服脹塑性表3剪切率SM=61.491時表觀粘度隨剪切時間的變化剪切陽180表觀粘度/mPa·s1058.96141.621162.841285.97溫度℃濃度/%63.8764.51注:流型均為屈服脹塑性表4剪切率S=792s時表觀粘度隨剪切時間的變化表觀粘度/mPa:s1003.731005.43951.971037.891129.21961.141169.77溫度/℃濃度/%64.2364.70注:流型均為屈服脹塑性表5剪切率SM=10472s時表觀粘度隨剪切時間的變化剪切時間/min表觀粘度/mPa·s993.61960.041123.281470.321766.87溫度/℃農(nóng)度/%63.8765.00注:流型均為屈服脹塑性表6剪切率S=132.55s時表觀粘度隨剪切時間的變化剪切時間/min90表觀粘度/mPa·s1067.56886.69924.42949.921487.91752.57型屈服脹塑性屈服假塑性溫度/℃aB YH中國煤化工濃度/%63.865.30CNMHG2013年第2期李敏:剪切作用對大同水煤漿表觀粘度的影響59表7剪切率S=151.69時表觀粘度隨剪切時間的變化剪切時間/min0表觀粘度/mPa·s1070.73n2組83的離和出一流型屈服脹塑性賓漢流體溫度/℃濃度/%63.8664.7365.1365.71(1)大同水煤漿剪切后的流型為屈服脹塑性,同,添加劑不同,得到的流變曲線也不同,大同這種流型在水煤漿生產(chǎn)應(yīng)用中是應(yīng)該避免的流水煤漿之所以出現(xiàn)兩次表觀粘度下降的情況,可型,說明此水煤漿在高剪切率下或者長時間攪拌能與大同的煤質(zhì)有關(guān),也可能與現(xiàn)場所用添加劑下極易出現(xiàn)老化現(xiàn)象,所以現(xiàn)場應(yīng)避免在高剪切有關(guān)。從上述各流變曲線可以看出,大同水煤漿率下長時間攪拌。與添加劑作用的時間較慢,在低剪切率或短時間(2)在剪切率為104.72s-1、剪切時間45~內(nèi),剪切作用使添加劑與煤粒充分接觸。加強藥60min時,水煤漿達(dá)到了均質(zhì)、熟化階段,表觀劑與煤粒表面間的作用,加強水煤漿的熟化,改粘度達(dá)到了熟化后的最低值。變漿體流動性能,可使煤漿表觀粘度下降。隨著(3)大同水煤漿流變性總體變化規(guī)律與其他剪切時間的延長,煤漿的流動性會被顯著破壞甚水煤漿的粘度變化一致,即在剛開始時略有下至完全不能流動。這是因為剪切作用使煤漿中的降,隨著剪切強度的增大,超過臨界剪切時間后顆粒碰撞幾率及碰撞強度大大增強。由DLvO理表觀粘度呈現(xiàn)增高的趨勢,直至失去流動性,粘論可知,當(dāng)顆粒在外力作用下相互靠攏并獲得較度計無法測量其表觀粘度為止。高的動能時,它可以克服阻礙顆粒接近的能峰而(4)大同水煤漿與其他水煤漿的不同之處在進人吸引區(qū),在吸引力的作用下,顆粒之間緊密于,表觀粘度在經(jīng)過略微下降再升高后,并未像相連構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)物,這種作用形成的空間結(jié)構(gòu)其他的水煤漿一樣隨著剪切時間的延長和剪切強物強度比由穩(wěn)定劑形成的結(jié)構(gòu)物要牢固得多,因度的加大繼續(xù)增高,而是有所降低后,再大幅度而具有很強大的屈服應(yīng)力,使煤漿的流動性破壞增加。直至不能流動。而大同水煤漿在出現(xiàn)這種現(xiàn)象之(5)剪切強度不同,表觀粘度出現(xiàn)最大值和前有表觀粘度下降的過程,即出現(xiàn)兩次表觀粘度最小值的時間不同。下降的現(xiàn)象,這與常規(guī)水煤漿的變化規(guī)律有所不同。S=35.3ls1結(jié)論一SM=132.55s1400(1)大同水煤漿是屈服脹塑性流體,所以生產(chǎn)現(xiàn)場要避免高剪切率下長時間攪拌。1000(2)受到剪切作用后,在漿體出現(xiàn)老化現(xiàn)象之前,水煤漿表觀粘度有兩次下降的情況,而且第二次下降后的粘度值比第一次粘度值更低,所0306090120150180210240剪切時間/min以生產(chǎn)現(xiàn)場要充分考慮這一點,選取合適的攪拌圖1不同剪切率條件下表觀粘度流變曲線時間。(3)試驗得出此水煤漿最合適的攪拌條件為水煤漿的流變性受多種因素的影響,煤質(zhì)不剪切率100s、剪切時間45min。中國煤化工CNMHG