精细油水煤浆的特性分析

★加工转化★精细油水煤浆的特性分析任兰柱12刘长跃2赵永利3崔风禄←(1.辽宁工程技术大学,辽宁省阜新市,123000;2.中国矿业大学,北京市海淀区学院路,100083;3.开滦集团铁拓重机公司,河北省唐山市,063013;4.开滦集团钱家营矿业公司,河北省唐山市,063000摘要阐述了在实验室制备精细油水煤浆的选油、选择煤炭标准,以及加工煤炭、制备精细油水煤浆的方法和过程。制备成的精細油水煤浆具有热值髙、粘度低、燃烧速度快、可以代油燃烧等特点,认为精细油水煤浆是一种有前途的代油燃料。关词精细油水煤浆稳定性热值粘度煤炭经过一系列的加工可以作为替代石油的燃制浆用油选0号轻柴油。其主要特性指标如料,其中水煤浆以及油煤浆技术就是以煤代油技术的下:低热值为41.8kJ/kg;闪点86℃C;粘度3~8一个重要方面。作为代油燃料,油煤浆和水煤浆能够厘泊;密度kg/cm;十六烷值40~55;理论空燃节约能源,且燃烧洁净;但油煤浆粘度较高且代油效比14.34。可以看出柴油具有热值较高(约为制浆率低;水煤浆虽然代油效率较高,但适于制浆的煤种原料煤的1.3倍),粘度、杂质、灰分、硫含量较范围较窄,热值较低,着火点和粘度都较高,而精细油低等特点。水煤浆恰好综合了水煤浆和油煤浆的优点,具有热值1.2制浆用煤的选取及其基本性质较高、粘度较低、燃烧速度较快等特点首先,要求制浆用煤含灰分要低,挥发分要精细油水煤浆的制备高。经过实验认为选用新疆煤较适合做精细油水煤浆。对煤样做的工业分析和元素分析结果如表1所1.1制浆用油的选取及其基本性质示1新疆煤的工业分析与元囊分析结果V/%V妞/%1% FCd/% FC/% S,ad/%1.2864.8467.140.2703%C/%H4/%/%N/%%O4/%/MJ·kg185.9288.825.005.171.041.084.514.6631.35从表1可知:新疆煤挥发分为32.86%,属于颗粒。试验表明当原料煤的粒度分布参数d(0.9)较高挥发分煤,有利于精细油水煤浆的燃烧。其灰小于15,D小于10时,原料煤加工成本较低,并分为1.5%以下,热值净热量为31.35MJ/kg。且制取的精细油水煤浆稳定性、流动性较好。表2制浆用煤经过粉碎、超细磨、精选加工等一系为粒度分析数据。从分析结果可知:50%的煤粉粒列过程,最后加工成平均粒度在10μm以下的煤粉径中国煤化工立径小于1328m,基金項目:国家重点技术创新项目”媒基柴油代用燃煤CNMH③45m,比表面积料的制备与燃用”为:1.3265m2/g精细油水煤浆的特性分析1.3制备精细油水煤浆中可以看出M28和M30粘度随剪切率的增加而略为了研究精细油水煤浆的特性,制备了3种有增大,上行曲线在下行曲线的上方,表明煤浆油、煤相同不同配比的精细油水煤浆。制备方法如M8和M30有触变性,剪切应力和剪切率之间具下:将精煤、油、水按不同比例称重;在制浆容器,有非线性关系。而从M32的流变曲线图中可以看中加入油、水和乳化剂,用搅拌器以2000/min搅出粘度随剪切率的增加而减小,可以明显看出上行拌8min形成水、油乳化液;在1000/min转速下曲线在下行曲线的上方,表明煤浆M32也具有触逐步加入制浆煤,搅拌10min制成成品浆。表3给变性,剪切应力和剪切率之间也具有非线性关系出了精细油水煤浆中的水、煤、油的质量百分数。5燃料的热值比较kJ/k衰2精细煤的粒度分析数据甲醚甲醇柴油粒度值粒径小于粒度值粒度值粒径小于粒度值值27.6/pm的颗粒含量/%/pm的颗粒含量/%6煤浆在(1009-1)时的粘度0.713.7858.82煤浆种类M28M30M320.27度/MPa·s1.5211.415.0593.712.2322.0425.30表6为根据流变图计算的煤浆在(100s-1)时的粘度。从表可以看出,从M28到M32的粘度分衰3精细油水煤浆成分别为:22MPa·s、60MPa·s、80MPa·s,粘度值序号代号%%%/%越来越大。这是因为从微观上看从M28到M32,随着煤量的增加,一方面内相水减少,同时煤粒表M28011面亲水区域对水滴产生的吸引作用增强,从而使部分水滴接近固体煤颗粒,随其一起运动,增加了外餐煤浆代号用M表示,后面的数字代表煤浆中煤的相油流动的自由度,使屈服应力降低。另一方面煤重量百分数。粒的增加对水滴的吸附作用增强,体系中一些网状2精细油水煤浆的特性分析结构形成程度增高,而外相油的相对含量减少,油的自由流动程度降低,使屈服应力升高,煤浆粘度(1)热值比较。精细油水煤浆中发热相为煤和升高。两方面同时作用的结果,煤浆的粘度升高。油,它的发热量计算方法如下:每公斤煤浆发热量=煤的质量百分比煤的净热值十油的质量百分比油的净热值。煤的净热值为31.35MJ/kg,油的净热M30值为41.8kJ/kg,由此可以算出精细油水煤浆的热值如表4豪4精细油水煤浆的热值煤浆种类热值/J密度/g·ml-10.951时间/dM3309870.969图1M28、M30、M32精细油水煤浆清澈层厚度随时间的变化图表5为精细油水煤浆M28与各种柴油机代用3)稳定性分析。精细油水煤浆静置1个月燃料的热值比较,从表5可以看出精细油水煤浆的后,在煤浆上表面有清澈层析出,表明精细油水煤热值比二甲醚高11.2%,比甲醇高57.5%浆(2)流变性分析。通过对M28、M30、M32粘度测试,可以得到每种煤浆的流变曲线图。从图H中国煤化工到的精细油水媒浆CNMHG随时间的变化量后出现积巩蓰的3种煤浆经过高速中国煤炭第33卷第7期2007年7月搅拌,测出的流变图如图2所示从图2来看,M28静置1个月后,经过高速搅拌,TAUD一 URVE o流变性基本没变。M30、M32静置1个月后,经过高速搅拌,表现出流塑性3结语选用挥发分高、热值高的原料煤经过精细加工和柴油、水、添加剂充分搅拌后,可以制成稳定性450较好的精细煤浆,且其粘度较低、流动性较好。这样,在不需要对发动机燃料供给系统进行大的改造TUA/PaTUA/D -CURVE前提下,即可实现较好的雾化,从而促进煤浆燃烧速度加快,避免了过后燃烧,提高了燃烧效率。随着燃烧技术的提高,精细油水煤浆燃料将有广阔的发展前景参考文献[1]何学良,詹永厚,李疏松,内燃机燃料[M],中国石化出版社,1999(11)[2]柴宝明,油煤浆在柴油机上的燃烧特性,中国矿业TUA/PaTUA/D-CURVETa(nh. un大学博士论文,2003(6)[3]吉登高,水煤浆燃烧特性的研究.中国矿业大学博士论文,2005(4)[4]孙成功,吴家珊等,水煤浆应用基础研究现状及发展趋势[J].煤炭转化,1993(1)[5]寿祟崎等,水煤浆添加剂及水煤浆稳定性研究用化学工业,2003(4)[6]顾全荣,胡宏纹,王诅讷.金属离子在煤界面吸附图2(a)(b)(c)分别为M28、M30、M32煤浆静置对煤成浆性的影响[J].燃料化学学报,195(4)1个月后经过高速搅拌后流变(責任编辑康淑云)(上接第60页)了选煤效率,减少了柴油捕收剂的消耗。由于其捕3结论收性能更好,因此有利于减轻浮选过程中的“跑粗”现象,不仅仅大大提高可燃体回收率,增加浮(1)乳化油浮选性能优越,使用乳化油后各项精产量,而且还可极大地改善煤泥水处理系统的工指标都有所改善,对于钱家营煤样,在浮精灰分相作环境近,节油率为70%的情况下,而浮精产率提高了参考文献:约5%,可燃物回收率提高了约5%具有显著的[1]丁立新,浮选的理论与实践[M]。煤炭工业出版经济效益。社,1984(6)(2)乳化油稳定性好,可达到3个月左右不分[2]吕玉庭,王劲草,昌一波,DR煤油乳化液的制备与层;而且乳化捕收剂制备简单,使用方法与常规捕应用[J.选煤技术,2003(12)收剂完全相同。[3]赵鸣,皇甫京华,刘翼州,RP乳化剂在煤泥浮选中(3)柴油经乳化剂乳化处理后,形成油水混合的作用[刀.煤炭转化,1998(1)均匀的乳液,促进了柴油在矿浆中的分散性能。在式验[]·选煤技术中国煤化工表面活性剂非极性基的作用下,煤的表面不可浮选区的疏水性提高,增大了煤粒表面的疏水性,提高[5]CNMHG药剂自动乳化及加药系统[冂.选煤技术,2002(8)(责任編辑康淑云精细油水煤浆的特性分析