水煤漿制備技術(shù)
水煤漿是一種煤基流體潔凈環(huán)保燃料，既保留了煤的燃燒特性，又具備了類似重油的液態(tài)燃燒應(yīng)用特點(diǎn)，是目前我國(guó)一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)的潔凈煤技術(shù)。它由65～70%的煤、29～34%的水和小于1%的化學(xué)添加劑，經(jīng)過(guò)一定的加工工藝制成。它外觀象油，流動(dòng)性好，儲(chǔ)存穩(wěn)定(一般3～6個(gè)月 不沉淀)，運(yùn)輸方便(火車(chē)或汽車(chē)罐車(chē)、管道、船舶)，燃燒效率高，污染物(SO2、Nox)排放低，約2t水煤漿可以替代1t燃油，可在工業(yè)鍋爐、電站鍋爐和工業(yè)窯爐等代油或煤、氣燃用。
水煤漿的制備技術(shù)主要包括制漿煤種選擇、一配技術(shù)、制備工藝、制漿設(shè)備及添加劑等。
1. 制漿煤種選擇
根據(jù)煤的煤質(zhì)指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)室成漿性試驗(yàn)可以判定煤炭成漿的難易程度。對(duì)制備水煤漿的原料煤要求：成漿性好，燃燒性能好。研究表明，中國(guó)有豐富的制漿原料煤。
2.一配技術(shù)
一配技術(shù)是水煤漿制備的關(guān)鍵技術(shù)之一。制備高濃度水煤漿，要求水煤漿中大小煤顆粒相互充填,達(dá)到較高的堆積密實(shí)度，這就要求水煤漿中煤顆粒分布是有講究的。
3.制漿工藝
水煤漿制漿工藝通常包括破碎、磨礦、攪拌與剪切，以及為剔除終產(chǎn)品中的超粒與雜物的濾漿等環(huán)節(jié)。
磨礦是水煤漿制備過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，與其他工業(yè)中磨礦不同的是，不但要求產(chǎn)品達(dá)到一定的細(xì)度，更重要的是產(chǎn)品應(yīng)有較好的粒度分布。磨礦可用干法，亦可用濕法。但干法磨礦制漿存在許多缺點(diǎn)，制漿廠很難滿足干磨時(shí)入料水分不高于5%的要求，磨礦功耗大約比濕法高30%，干磨時(shí)新生表面容易被氧化，增加制漿的難度，環(huán)境條件也不及濕法磨礦。目前制漿主要是采用濕法磨礦制漿工藝，濕法磨礦又有高濃度磨礦與中濃度磨礦兩種方式。磨礦產(chǎn)品的細(xì)度和粒度分布與給料的粒度分布、煤炭的物 理性質(zhì)、磨機(jī)的類型與結(jié)構(gòu)、磨機(jī)運(yùn)行工況等因素密切相關(guān)。
4.制漿設(shè)備
制漿設(shè)備主要包括球磨機(jī)、輸漿泵、攪拌器等。我國(guó)已開(kāi)發(fā)出多種類型的水煤漿用磨機(jī)(球磨機(jī)、振動(dòng)磨機(jī))，基本可以滿足水煤漿制備的要求。我國(guó)的水煤漿用磨機(jī)大的處理量為15萬(wàn)噸/年。隨著制漿規(guī)模的擴(kuò)大，需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)大型的球磨機(jī)，以降低制漿成本。
結(jié)合選煤廠建制漿廠是中國(guó)在發(fā)展水煤漿工業(yè)中創(chuàng)造的一個(gè)寶貴的經(jīng)驗(yàn)，至今在其他國(guó)家中尚未見(jiàn)采用。結(jié)合選煤廠建制漿廠時(shí)可盡可能利用選煤廠的細(xì)粒煤炭產(chǎn)品，還可以與選煤廠共用受煤、貯煤、鐵路專用線及水、電供應(yīng)等許多公用設(shè)施，從而減少基建投資。
5.水煤漿添加劑技術(shù)
水煤漿添加劑有多種，不可缺少的是降粘分散劑與穩(wěn)定劑。其中分散劑為重要，它直接影響著水煤漿的質(zhì)量和制備成本。
1) 分散劑：煤炭的表面具有強(qiáng)烈的疏水性，與水不能密切結(jié)合成為一種漿體，在較高濃度時(shí)只會(huì)形成一種濕的泥團(tuán)。在制漿中加入少量的分散劑改變煤粒的表面性質(zhì)，使煤粒表面緊 緊地為添加劑分子和水化膜包圍，讓煤粒均勻地分散水中，并提高水煤漿的流動(dòng)性，用量約為煤的1%。由于各地煤炭的性質(zhì)千差萬(wàn)別，適用的添加劑配方亦各異。一般來(lái)說(shuō)，分散劑是一種表面活性劑。
2) 穩(wěn)定劑：水煤漿畢竟是一種由固、液兩相粗分散體系，煤粒又很容易自發(fā)地彼此聚結(jié)。在重力或其他外加質(zhì)量力作用下，發(fā)生沉淀是不可避免的。為防止發(fā)生硬沉淀，需加入少量的穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑有兩方面的作用，一方面使水煤漿具有剪切變稀的流變特性，即當(dāng)水煤漿 靜置存放時(shí)有較高的粘度，開(kāi)始流動(dòng)后粘度又可迅速降下來(lái);另一方面使沉淀物具有松軟的結(jié)構(gòu)，防止產(chǎn)生不可恢復(fù)的硬沉淀。
我國(guó)開(kāi)發(fā)了腐植酸類、木質(zhì)素類、萘系及高分子等種類的添加劑，可以替代進(jìn)口。目前，噸漿添加劑的成本在20~40元之間，并仍有下降空間。
