IKN设备在水煤浆的运用

煤浆是一种新型煤基流体洁净环保燃料，既保留了煤的燃烧特性，又具备了类似重油的液　态燃烧应用特点，是目前我国一项现实的洁净煤技术。它由65～70％的煤、29～34％的水和小于　1％的化学添加剂，经过一定的加工工艺制成。它外观象油，流动性好，储存稳定（一般3～6个月　不沉淀），运输方便（火车或汽车罐车、管道、船舶），燃烧效率高，污染物（SO2、Nox）排放　低，约2t水煤浆可以替代1t燃油，可在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等代油或煤、气燃用。

　　　水煤浆的制备技术主要包括制浆煤种选择、级配技术、制备工艺、制浆设备及添加剂等。

　　　1． 制浆煤种选择

　　　　　根据煤的煤质指标和实验室成浆性试验可以判定煤炭成浆的难易程度。对制备水煤浆的原料煤要求：成浆性好，燃烧性能好。研究表明，中国有丰富的制浆原料煤。

　　　2.级配技术

　　　　　级配技术是水煤浆制备的关键技术之一。制备高浓度水煤浆，要求水煤浆中大小煤颗粒相互充填，达到较高的堆积密实度，这就要求水煤浆中煤颗粒分布是有讲究的。

　　　3．制浆工艺

　　　　　水煤浆制浆工艺通常包括破碎、磨矿、搅拌与剪切，以及为剔除最终产品中的超粒与杂物的滤浆等环节。
　　　　　磨矿是水煤浆制备过程中的关键环节，与其他工业中磨矿不同的是，不但要求产品达到一定的细度，更重要的是产品应有较好的粒度分布。磨矿可用干法，亦可用湿法。　但干法磨矿制浆存在许多缺点，制浆厂很难满足干磨时入料水分不高于5%的要求，磨矿功耗大约比湿法高30%，干磨时新生表面容易被氧化，增加制浆的难度，安全　与环境条件也不及湿法磨矿。目前制浆主要是采用湿法磨矿制浆工艺，湿法磨矿又有高　浓度磨矿与中浓度磨矿两种方式。磨矿产品的细度和粒度分布与给料的粒度分布、煤炭的物理性质、磨机的类型与结构、磨机运行工况等因素密切相关。
　　
　　图1是典型的一段高浓度磨矿制浆工艺简图。



　　　4．制浆设备

　　　制浆设备主要包括球磨机、输浆泵、搅拌器等。我国已开发出多种类型的水煤浆专用磨机（球磨机、振动磨机），基本可以满足水煤浆制备的要求。我国的水煤浆专用磨机最大的处理量为15万吨/年。随着制浆规模的扩大，需要进一步开发大型、高效的球磨机，以降低制浆成本。
　　　结合选煤厂建制浆厂是中国在发展水煤浆工业中创造的一个宝贵的经验，至今在其他国家中尚未见采用。结合选煤厂建制浆厂时可尽可能利用选煤厂的细粒煤炭产品，还可以与选煤厂共用受煤、贮煤、铁路专用线及水、电供应等许多公用设施，从而减少基建投资。

　　　5．水煤浆添加剂技术

　　　　　水煤浆添加剂有多种，不可缺少的是降粘分散剂与稳定剂。其中分散剂最为重要，它直接影响着水煤浆的质量和制备成本。

　　　1） 分散剂：煤炭的表面具有强烈的疏水性，与水不能密切结合成为一种浆体，在较高浓度只会形成一种湿的泥团。在制浆中加入少量的分散剂改变煤粒的表面性质，使煤粒表面紧紧地为添加剂分子和水化膜包围，让煤粒均匀地分散水中，并提高水煤浆的流动性　，用量约为煤的1%。由于各地煤炭的性质千差万别，适用的添加剂配方亦各异。一般来　说，分散剂是一种表面活性剂。
　
　　2） 稳定剂：水煤浆毕竟是一种由固、液两相粗分散体系，煤粒又很容易自发地彼此聚结。在重力或其他外加质量力作用下，发生沉淀是不可避免的。为防止发生硬沉淀，必需加入少量的稳定剂。稳定剂有两方面的作用，一方面使水煤浆具有剪切变稀的流变特性，即当水煤浆静置存放时有较高的粘度，开始流动后粘度又可迅速降下来；另一方面使沉淀物具有松软的结构，防止产生不可恢复的硬沉淀。
　　　我国开发了腐植酸类、木质素类、萘系及高分子等种类的添加剂，可以替代进口。目前，吨浆添加剂的成本在20~40元之间，并仍有下降空间。

在国内，传统的研磨方法分为干磨和湿磨两种，通常采用球磨机，平均粒径为50 微米左右。如采用IKN  ER2000系列高剪切乳化分散机进行分散研磨，平均粒径可达到10 微米以下，并从以下几个方面体现出工艺改进的优势：

1）      改善煤浆的分散性，并减少分散剂用量

2）      改善煤浆的稳定性，并减少稳定剂用量

3）      改善煤浆的燃烧效率和燃烧热

4）      若在剪切分散时加入适当氧化剂，可帮助煤分充分燃烧

5）      可尝试低温燃烧，从而减少有毒物的排放

6）      大大提高生产效率，每小时处理量可以达到100吨甚至更高，在线连续生产，正常状况下，可以实现3-6个月不停机运转

7）      机器维护简单，故障率低

8）      由于颗粒较小，降低后续工程部件磨耗频率和周期