目前,環境問題和能源問題已經成為全世界面臨的兩大重要難題,如何來行之有效地緩解這兩大難題呢,下面不妨一起看看水煤漿生產線的開發和應用。
水煤漿產生于上世紀70代,西方各國發生以石油為主的能源危機,一時間給人們帶來很大沖擊,于是便紛紛研究以煤代油的策略。煤炭本來就是一個重要的能源,可以直接利用,然而煤炭直接燃燒,儲存、運輸以及對環境的保護不如石油和天然氣,所以急需尋找一種流體基燃料。
(水煤漿制備工藝流程)
煤炭的氣化與液化雖然已有成熟的技術,但是投資大,成本高,難以普遍推廣,因而人們把注意力轉向物理加工的煤漿燃料技術。水煤漿是一種低成本、見效快技術相對簡單的經物理方法加工的煤基流體燃料。
水煤漿作為一種液體燃料,具有石油一樣的流動性和穩定性,可以像油一樣泵送、霧化,儲存和穩定燃燒,燃燒效率高達98%以上,且負荷調節范圍大,并具有節能、污染排放低、儲存運輸方便等特點?蓮V泛應用于工業鍋爐、電站鍋爐、工業窯爐等作為燃料代煤,代油、代氣燃燒,其應用范圍可涉及賓館、醫院學校、工礦企業、電廠、集中供熱站等需要燃料的各行各業。
水煤漿是大約70%的煤炭,30%左右的水及少量添加劑調制而成的漿體。由于它是一種燃料,所以必須具備某些便于燃燒、使用的性質。主要有:
(1)為利于燃燒,水煤漿的含煤濃度要高。通常要求在62%-70%。
(2)為便于泵送和霧化,粘度要低。通常要求在100S-1剪切率及常溫下,表觀粘度不高于1000-1200mPas。
(3)為防止在貯、運過程中產生沉淀,應有良好的穩定性。一般要求能靜置存放一個月不產生不可恢復的硬沉淀。(一般添加:分散劑和穩定劑,應不超過1%)
(4)為提高煤炭的燃燒效率,其中煤粒應達到一定的細度。一般要求粒度上限為300μm 的含量不少于75%。
制漿工藝的主要環節及功能
水煤漿制漿工藝通常包括選煤、破碎與磨礦、攪拌,以及為剔除Zz終產品中的超粒與雜物的濾漿等環節。
(濕法水煤漿生產線工藝流程圖,結合上面水煤漿制備工藝流程圖)
(1)選煤
目的:滿足用戶對水煤漿灰分、硫分與熱值的要求。
方法:
①普通水煤漿,是在制漿前采用一般的選煤方法,制漿原料煤的灰分一般在9%左右。
②精細水煤漿,一般要經過兩次選煤,第一次是常規的選煤方法,把灰分降到9%左右,然后再超細粉碎,使煤中礦物質和可燃體充分解離,再用特殊的方法使煤的灰分降到1%左右。
③高灰水煤漿,制漿原料本身就是經過洗選的尾煤,不用洗選。
(2)破碎與磨礦
粉碎的目的:將磨碎至水煤漿產品所要求的細度,并使粒度分布具有較高的堆積效率。
粉碎過程:先破碎后磨煤。
方法和設備:有濕法和干法(已遭淘汰)兩種,磨礦回路可以是一段磨礦,也可以由多臺磨機構成的多段磨礦。設備主要為球磨機。
(3)攪拌
攪拌的目的:使漿體混勻,加強藥劑與煤顆粒之間的作用。
攪拌設備:攪拌桶
(4)濾漿
目的:在產品裝入貯罐前剔除雜物,以免影響貯運和燃燒。
設備:篩網濾漿器
水煤漿制漿包括干法制漿和濕法制漿,由于干法制漿存在很多不足,所以一般都采用濕法制漿。其中水煤漿濕法制漿包括3種工藝:高濃度磨礦制漿工藝 、中濃度磨礦制漿工藝、高、中濃度磨礦級配制漿工藝
高濃度磨礦制漿工藝
中濃度磨礦制漿工藝
高、中濃度磨礦級配制漿工藝
水煤漿具有良好的流動性、穩定性、易運輸,可減少運輸途中的損失,節省儲煤場地, 特別是可以采用液體燃燒方式用泵和管道輸送。
水煤漿加工簡單,并易儲存。
不存在自然著火、粉塵飛揚等問題;
可以實現100%代油,且與油一樣霧化燃燒,因此,原有的鍋爐只要簡單地改造即 可燃用水煤漿,燃燒效率高,電廠鍋爐能達到98%~99%以上,與煤粉接近;
在水煤漿加工過程中,可以進行不同程度的脫灰脫硫處理,燃燒溫度又比一般煤 粉溫度低200℃左右,因此燃燒時排放的SO2、NOx可以大大減少。
我國能源結構: 富煤貧油,我國已探明的煤炭儲量有1000億噸,而石油則相對短缺。煤炭是我國的主要能源,目前已成為世界上較大的煤炭生產國和消費國,能源利用以煤炭為主,在當前以化石能源為主體的能源結構中,煤炭占73.8%,石油占18.6%,天然氣占2%,其余為水電等其它資源。
在我國,石油與煤炭相比,可供開采的數量有限,需要依靠進口。我國進口的石油,約占消費量的30%,因此我國的石油資源顯得十分珍貴。我國大部分電站及工業鍋爐是以燃煤為主,但有不少工業爐窯還在燃油。針對種情況,我國制定了“以煤代油,壓縮燒油”的能源政策。
環境保護:我國是用煤大國,散煤燃燒存在缺點,儲運復雜,燃燒效率低,除大型電站效率較高外,一般的燃煤鍋爐效率很低,其中包括燃盡率和鍋爐效率;水煤漿儲運是全密封;水煤漿燃燒火焰中心溫度較燃油低100-200℃ ,有助于抑制NOx生成。
水煤漿選用洗精煤或選配低硫、低灰分煤制漿。煤炭經過洗選,可脫除硫30%-40%(脫除黃鐵礦硫60%-80%);脫除灰分(煤矸石等)50%-80%,原始煙塵與灰渣量減少,因而漿中硫含量與灰分較低。
水煤漿生產過程包括:選煤設備、破碎與磨礦設備、攪拌設備、慮漿及儲存設備。其中重要的為磨礦設備,水煤漿磨礦設備常選用溢流型球磨機設備,該設備具有:研磨粒度細(可達200-300目),產量大(Zz大每小時可以研磨100T),型號齊全(約有20種不同規格和型號的球磨機)的優點。
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