粒度配比对神府煤水煤浆稳定性的影响

研究探讨煤炭工程2006年第12期粒度配比对神府煤水煤浆稳定性的影响赵世永,张晋陶1.西安科技大学化学与化工系,西安7100542.內蒙古煤矿设计研究院,内蒙古呼和浩特010010)摘要∶水煤浆稳定性岀现差异的原因有稳定剂的品种不同,稳定剂使用量的不同,煤本身变质程度的不同,粒度配比的不同,还有温度和搅拌也对其产生一定的影响。论文就是在一定稳定剂使用量一定的前提下,找岀—个最好的粒度配比来使神府大柳塔煤达到最高浓度和较好的稳定性。为了研究粒度级配对神府大柳塔煤成浆性能的影响,采用三种粒度级配方案,对神府大柳塔煤单煤及配煤成浆性能进行比较。结果表明∶较好的粒度级配,成浆性能优越,成浆浓度提高3%~5%,同等浓度时粘度降低,浆体流动性、稳定性变好,能更好的用于工业化生产。关键词∶水煤浆;粒度配比;稳定性;粘度中图分类号:TQ517.4文献标识码:A文章编号:1671-0959(2006)2-008803Increase stability of Shenfu coal water mixture through improvingrticle sizZHAO Shi-yong, ZHANG Jinl. Chemical and Chemical engineering departerment, Xi an University of Technology and Science, Xi'an 7100542. Inner Mongolia Coal Mine Design Research Institute, Inner Mongolia, 010010)Abstract:There are some reasons to influence the stability of coal water mixture( CWM): the kind and amount ofstabilizer, degeneration degree of coal itself, the granularity ratio, temperature and stirring etc. In this thesis, theoptimal granularity ratio was investigated to make Daliuta CWM have the highest concentration and better stability in theconstant stabilizer amount. To study the effect of granularity ratio on the properties of Daliuta CWM, three granularity ratioprojects were adopted to compare the properties of Daliuta CWM with different particle size. It indicates that bettergranularity ratio can result in better property better fluidity, and better stability of the mixture it can also result in anenhancement about 3%0-5% of mixture concentration a decrease of the viscosity in the same concentration, and make iteasier to be used in the industryKeywords: coal water mixture granularity ratio stability ; viscosity高的浓度、较为适宜的粘度,较长时间的稳定性。水煤浆CwM( Coal Water Mixture)是煤粉碎成按一定粒1试验部分径分布的颗粒后,与水、添加剂按比例混合制成高浓度的煤、水分散体系,可作为代替石油的液体燃料和化工原料。1.1试剂与仪器在水煤浆的制备中,要求工业所制水煤浆的质量分数W大本试验采用神府大柳塔煤制备水煤浆,其中添加剂采于60%,粘度η小于1200mPa·s),稳定性s大于30d用非离子型分散剂一月桂醇聚氧乙烯醚。仪器有:101型鼓影响水煤浆稳定性的主要因素有:煤的品种、煤粉的粒度风干燥箱、TG328B型分析天平、马弗炉、TQ-3A型碳分布、化学添加剂、煤浆的质量分数及粘度等。其中煤粉测定仪、KZDL-3型快速智能定硫仪、欧美克LS-POP的粒度分布是成浆与否的一个关键因素。Ⅲ皦激光粒度分析仪、NDJ-1型旋转粘度计、球磨机等。本文研究的目的就是在煤种一定和添加剂存在的情况1.2试验方法下,通过调整水煤浆的粒度配比使神府水煤浆能够具有较本试验采用干法制浆工艺,工艺如图1。收稿日期:2006-03-18作者简介:赵世永(1973-),男,陕西乾县人,讲师,矿物加工工程专业硕士,1996年毕业于中国矿业大学,现在西2006年第12期煤炭工程研究探讨粒度的煤粉不能用来单独做水煤浆块破机“分散剂亦2.1.4小于25μm煤粉的成浆试验试验结果见表4。从表4可以看出,用小于25μm煤粉测量浓度做成煤浆在50%时粘度就达到了1200mPa·(工业上要求不1工拌!败体】辣量黏度超过1200mPa·s),并且粘度随着质量分数的上升而增大。「测量稳定性表3小于75um大于25μm煤的成浆浓度及其粘度与稳定性关系图1千法制浆的工艺流程W(coa)%浆体粘度/mPa,s稳定性1.3煤质分析表1是大柳塔煤的工业分析和元素分析结果。表1大柳塔煤的工业、元素分析结果%工业分析元素分析460008.082.3038.8059.7978.095.030.800.3215.77表4小于25μm煤的成浆浓度及其粘度与稳定性关系由分析结果来看,神府大柳塔煤属于不粘一弱粘煤,w( coal y%o浆体粘度/mPa稳定性属于低灰、低硫、高水,煤质优良,其成浆性能属于难偏向中等,可以直接利用原煤制备一定浓度的水煤浆。该煤中OC值比较低,说明其表面活性低,吸附能力弱,一般认为变质程度高的煤所制水煤浆的稳定性比变质低的煤差,大柳塔煤属于中等。2.2两级粒度配比2结果与讨论2.2.1小于25μm和大于25μm小于75μm的级配2.1粒度组成相同的煤粉的成浆性将小于25μm和25μm到75μm的煤粉按一定比例混合2.1.1大于75μm煤粉的成浆实验保持煤粉质量分数在61%下进行成浆试验。设小于25μm分别用大于75μm的粗粒子和小于75μm、小于25μm的煤粉质量分数为∫),25μm~75μm的煤粉质量分数为的细粒子单独成浆,发现粗粒子和水的混合物搅拌起来没c),试验结果见表有粘稠感,仍然是松散的两相混合物。小于75μm、小于表5小于25um和小于75μm大于25μm25μm的细粒子都可以单独成浆。浆体级配与粘度、稳定性的关系2.1.2添加剂用量的确定试验f)Wc) W(coal)%粘度/mPas-1稳定性在确定添加剂用量的试验中使用小于25μm的细粒子每次制浆80g,煤粉含量为50%。经过18h后进行稳定性评611100价,其数据见表2。61表2添加剂用量对浆体粘度与稳定性的影响添加济用量/%浆体粘度/mPa·s稳定性从表5可以看出把浓度提高到61%后,在60:40时,粘度才达到1100mPa·s,稳定性也达到了B。但是在7030时,粘度超过了1200mPa·s,稳定性也下降了。B222小于25μm和大于75μm的级配将小于25μm和大于75μm的煤粉按一定比例混合保持从整体上来看用小于25pm的细粒子来制浆,稳定性煤粉质量分数在62%下进行成浆试验。试验结果见表6随着添加剂用量的增加而变好,粘度也下降。但是粘度过表6小于25μm和大于75μm浆体级配与粘度、低对煤浆的稳定性也造成影响;另外,从成本来考虑,本稳定性的关系试验采用1.5%的添加剂量来进行。)w(oa)%粘度/mPas-1稳定性2.1.3小于75μum大于25μm煤粉的成浆试验试验结果见表3。从表3中数据可以看到,粘度隨着煤粉的质量分数W(cou)上升,在55%到58%上升的最快,研究探讨煤炭工程2006年第12期从表6可以看出,二者级配在50:50时粘度较低,稳定性也可以。故下个二级级配固定配比为50:50,不断提3结论高浓度来找出该级配的最高成浆浓度。可以初步确定小于1)通过工业分析和元素分析发现神府大柳塔煤属于低25μm的煤粉在级配中占有含量为50%灰、低硫煤,成浆性属于难偏向中等。22.3小于25μm和大于75μm50:50的级配2)单一粒度的煤粉不能制成高浓度的水煤浆,且仅有试验结果见表7。从表7可知,小于25μm和大于小于75μm的煤粉可以单独成浆,大于75μm的煤粉不能单75m的煤粉按固定比例50:50混合,浆体质量分数可达独成浆。到66%,稳定性达到了B,但粘度在930mPa·s。达到工业3)通过两级级配制浆,发现小于25μm的煤粉在级配要求的高浓度和好的稳定性。同时也更加确定了小于25μm中的份量为50%左右时,煤浆具有良好的粘度和稳定性。的煤粉在级配中的份量为50%在三级级配试验中,在保证高浓度时,5:1:4级配下煤浆表7小于25um和大于75um浆体浓度的粘度、稳定性达到最好。与粘度及稳定性的关系参考文献:Wf)Wc)Woal)%粘度/mPa·s-1稳定性B+[1]周少雷,付勇,薛继失.我国水煤浆的前现状及今后的展望[J]选煤技术,1997(1):20-21[2]傅丛,李英华,孙刚.水煤浆稳定性测定方法的研究和标准制定[J]洁净煤技术,2002(4):20-2[3]葛岭梅,何永久,樊治国.神府煤煤岩组分选别及利用研究[M]1996,11,28-292.3三级粒度配比4]董平,吕玉庭,聂丽君.洁净煤与褐煤水煤浆技术[J]应将小于25μm,大于25gm小于75um和大于75μm的用能源技术,1997(3):7-10煤粉按一定比例混合保持煤粉质量分数在66%下进行成浆[5]郝爱民,李新生,宋永玮.煤的改性提质对水煤浆成浆性的试验,结果见表8。从表8可以看出,当W:W中:W相影响[J]煤炭转化,2001(3):48-50的比例为5:2:3或5:1:4时,无论从粘度还是稳定性[6] Slaczka,A, Piszczynski,Z. The Rheology and Stability of上都达到了工业上的要求,同时也保证了高浓度的霈要。Concentrated Coal Water Slurries [J]. Fuel and Energy, 1995表8三级级配与粘度、稳定性的关系[7] Sun, C. G. Dependence of the Rheological Behavior and Static5:3:25:2:35:1:4Stability of Coal Water Slurry Fuels on the StructuralW( coal )%Characteristics of Dispersant [J]. Fuel and Energy 1995粘度/mPa·s15501370稳定性责任编辑李振涛)※信息资讯·征订启事※欢迎订阅《煤质技术》杂志《煤质技术》是由煤炭科学研究总院主办旳国內外公开发行的学术期刊,设有″煤质科学管理″、“煤质与煤化工″、煤炭标准化″、”煤炭洗选与加工″、″煤质硏究与评价″、“煤质分析与仪器″等栏目,报导内容主要涉及煤炭资源评价煤炭生产、储存、运输、销售等环节的质量管理,煤质分析检测等技术新方法及先进技术和仪器设备,煤炭洗选与加工新技术、新工艺及设备,煤炭洁净利用与煤化工技术,煤矿节能与环保,煤炭标准化及煤基制旵(活性炭、型煤、水煤浆)的技术发展等各个领域。本刊已发行136期,深受广大读者的喜爱,并得到广大读者的支持,在此本刊编辑部深表感谢!欢迎广大科技工作者、工程技术人员、煤质管理人员及其他相关人员踊跃投稿和订阋。《煤质技术》国內统一刊号:CN11-3862/TD,国际标准刊号:ISsN1007-7677;广告经营许可证:京朝工商广字第0039号。发行范围:全国所有国有、地方煤矿、所有洗选加工厂、煤炭销售及进岀口的质量监督检验机构、煤炭使用部门包括全国所有的燃煤电厂、焦化厂、化工、建材、燃料公司、有关科研机构和院校等。每期发行近7000册。订阅办法:全年敞开订阅,可补寄:全年共7期含一期增刊)定价为70.00元。1993-1995年的合订本为50.00元/年册;1999年起的合订本为100元/年·册。地址北京和平里煤炭科学研究总院内邮编:00013电话:010-84262371E-mai:MZ-JS@263.net