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煤化工-煤的成浆

时间:2016-06-27 20:26:12  来源:  作者:

煤的成浆特性5Yh气化网

水煤浆是一种新型煤基流体燃料,可以泵送、雾化燃烧,是一种比较理想的代油燃料。水煤浆的特点是具有一定的流动性和稳定性。5Yh气化网

水煤浆作为非均质流体,除了水煤浆其原有煤中的固有特性如发热量、灰熔融性,硫含量外,还具有流体特性如浓度、流变性、稳定性等。所以,要制备高浓度、低粘度、稳定性能好的水煤浆,首先要弄清楚水煤浆的各种特性,掌握煤炭成浆的规律,选择适当的制浆工艺。本节将着重介绍煤的成浆特性及制备技术。5Yh气化网

1.成浆性评定5Yh气化网

通常所说煤的成浆性(Slurrgability),顾名思义,是指将煤制备成水煤浆的难易程度。煤的成浆性一般可以用所制煤浆表观粘度在1Pa˙s(室温-51/100s时)的煤浆浓度来衡量。所谓煤的成浆性好,说明该煤种易制成水煤浆;反之,说明该煤种难制成水煤浆。5Yh气化网

2.成浆性指标5Yh气化网

水煤浆作为一种流体燃料,当原料煤确定后,其制成的水煤浆流体的性质,通常用以下指标表征。5Yh气化网

(1)水煤浆浓度5Yh气化网

水煤浆的浓度是指浆中所含固体煤炭的重量百分数。浓度直接影响水煤浆的热值,浓度越大,水煤浆的发热量越大,但在高浓度范围内,水煤浆的粘度将随浓度增大而显著增高,通常浓度每增加1%,粘度可提高数百mPa˙s;粘度过大,对运输不利。所以,就煤浆的输送和燃烧而言,对水煤浆浓度的确定应根据煤质和它的成浆特性、制浆工艺及燃烧要求来综合考虑。一般水煤浆浓度在62%~75%之间。5Yh气化网

(2)水煤浆粒度5Yh气化网

水煤浆的粒度分布,通常又称为粒度级配的分布,它关系到煤浆的浓度,同时也直接影响煤浆的流变性、稳定性及燃烧特性。为能使煤浆中的煤粒充分燃烧,对细度有一定要求,一般粒度上限,限上率不大于2%,透筛率应≥98%其筛下的粒度为300μm,其中小于200网目(0.074μm)的含量应不少于75%合适的粒度分布,应该是指煤大颗粒间的空隙由小颗粒充填,小颗粒的空间由更小的颗粒充填,以保证煤粒间应能产生较高的堆积效率(一般≥70%),以形成空隙最少的堆积。5Yh气化网

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(3)水煤浆流变性5Yh气化网

煤浆的流变性是影响水煤浆的贮存、输送及雾化喷燃性能的重要因素。流体的流变方程为:5Yh气化网

τ=τy+ηγn5Yh气化网

式中τ———剪切应力;5Yh气化网

τy———屈服应力;5Yh气化网

η———刚性系数或塑性系数;5Yh气化网

γ———剪切速率du/dy;5Yh气化网

n———流动指数。5Yh气化网

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水煤浆的流型可为牛顿体,宾汉体、假塑体或屈服假塑体,胀性体。它们的流变图参见图3-2,图3-3。5Yh气化网

(4)水煤浆稳定性5Yh气化网

煤浆的稳定性是表征水煤浆质量的一项重要指标,它是指煤浆在运输和贮存过程中,可保持其物性均匀的一种性质。水煤浆是固、液两相液体,且属粗分散系,因此,产生固、液分离,生成沉淀物不可避免。沉淀可分为硬沉淀与软沉淀。所谓硬沉淀,是指那种通过搅拌不可能使煤浆重新恢复均匀态的沉淀;不属上述情况的沉淀,称之为软沉淀。只要有沉淀物出现,水煤浆沿高度在层间必将存在浓度差,或者出现分层现象。分层现象出现,上层会出现析水,这表明煤浆的稳定性不佳。目前,测定煤浆稳定性的方法为容积观察法。5Yh气化网

水煤浆的稳定性常分为静稳定性与动稳定性。水煤浆在静置状态下,能保持不发生硬沉淀的期限,称水煤浆的静稳定期。水煤浆稳定性的要求与制浆用煤性质,制浆工艺及添加剂配方等多种因素有关;而且,用户的贮存、输送条件及环境也会对水煤浆的稳定性有一定影响。5Yh气化网

煤的反应性5Yh气化网

煤的反应性,又称活性。指在一定温度条件下煤与不同气化介质的反应程度.反应性强的煤,在气化和燃烧过程中,反应速度快,效率高.尤其当采用一些高效能的新型气化技术时,反应性的强弱直接影响到煤在炉中反应的情况、耗氧量、耗煤量及煤气中的有效成分等.在流化燃烧新技术中,煤的反应性强弱与其燃烧速度也有密切关系.因此,反应性是气化和燃烧的重要特性指标.将CO2还原率(a,%)与相应的测定温度绘成曲线,由此可见,煤的反应性随反应温度的升高而加强;各种煤的反应性随变质程度的加深而减弱,这是由于碳和CO2的反应不仅在燃料的外表面进行,而且也在燃样的内部微细孔隙的毛细管壁上进行,孔隙率越高,反应表面积越大。不同煤化程度的煤及其干馏所得的残炭或焦炭的气孔率,化学结构是不同的,因此其反应性显著不同。褐煤的反应性最强,但在较高温度时,随温度升高其反应性显著增强。煤的灰分组成与数量对反应性也有明显的影响。碱金属和碱土金属的化合物能提高煤、焦的反应性,降低焦炭反应后的强度.5Yh气化网

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煤的结渣性?5Yh气化网

煤的结渣性是反映煤灰在气化或燃烧过程中成渣的特性,它对评价煤的加工利用特性有很重要的实际意义。 在气化中,煤灰的结渣会给操作带来不同程度的影响,结渣严重时将会导致停产。因此,必须选择不易结渣或只轻度结渣的煤炭用作气化原料。由于煤灰熔点并不能完全反映煤在气化炉中的结渣情况,因此,须用煤的结渣性来判断煤在气化中的结渣难易程度。 煤的结渣性测定要点,是用空气为气化介质,来气化预先加热到800~850℃的赤热煤样;气化过程的后期温度降到100℃时即停止气化,等冷却到室温后取出灰渣,测定〉6毫米的灰渣占灰渣总重的百分数及其相应的最高温度用为煤样的结渣性指标。5Yh气化网
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煤热稳定性5Yh气化网

又称耐热性。是指煤在高温作用下保持原来粒度的性能。它是评价气化用煤和动力用煤的又一项重要指标。热稳定性的好坏,直接影响炉内能否正常生产以及煤的气化和燃烧效率。5Yh气化网
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煤炭的挥发分5Yh气化网

煤的挥发分,即煤在一定温度下隔绝空气加热,逸出物质(气体或液体)中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。因为挥发分不是煤中固有的,而是在特定温度下热解的产物,所以确切的说应称为挥发分产率。 5Yh气化网

煤的挥发分不仅是炼焦、气化要考虑的一个指标,也是动力用煤的一个重要指标,是动力煤按发热量计价的一个辅助指标。 5Yh气化网

挥发分是煤分类的重要指标。煤的挥发分反映了煤的变质程度,挥发分由大到小,煤的变质程度由小到大。如泥炭的挥发分高达70%,褐煤一般为40~60%,烟煤一般为10~50%,高变质的无烟煤则小于10%。煤的挥发分和煤岩组成有关,角质类的挥发分最高,镜煤、亮煤次之,丝碳最低。所以世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。5Yh气化网

 

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