气化用高品质水煤浆生产工艺优化研究

发布时间：2020-09-22 18:17

【摘要】：在传统化工行业中,水煤浆是煤化工企业生产过程中的主要原料,用水煤浆作为燃料和原料有利于煤炭高效清洁综合利用,节约石油、天然气等稀缺资源。煤炭气化技术是现在煤基化工行业的根基。气化用水煤浆工艺是煤化工产业链中的前端工艺,加大对煤制浆工艺和技术的研发及应用改造,对煤化工行业的发展起着助推作用。传统水煤浆生产工艺过程是将煤块通过机械研磨、加水和添加剂,再经棒磨机研磨成煤水两相流浆体。在煤浆制备过程中,不同的煤质掺配比例、煤粉颗粒的粒度分布、表面活性剂的使用等,对水煤浆浆体自身的粘度、浓度等成浆特性有非常明显的影响。本文主要从煤质分析、调整煤种掺配方面入手,对褐煤、长焰煤的成浆特性进行了分析,通过二者不同比例的掺配混合制浆试验,得到了比较可靠的煤炭掺配比例。通过实验室高压均质装置制得高浓度水煤浆,并对高浓煤浆和分级研磨工艺煤浆进行特性分析,比较了两者的优缺点,按比例进行掺混试验。通过不同品质的煤浆掺混配比试验及数据分析,制得比较适合气化应用的高品质的水煤浆产品。采用双峰级配方法调整水煤浆粒度分布,运用分级研磨技术提高了水煤浆含微粒子比例,可以使粒度分布得到明显改善,起到提高煤浆浓度的作用。本文对原添加剂进行了考察,分别以天津双盛公司萘系添加剂和渭南木质素系添加剂进行了稳定效果试验分析,并对两系添加剂进行了复配试验。复配之后的新型添加剂既能够提高煤浆的成浆浓度,又可以降低水煤浆自身的粘度,能够最大程度的满足高品质水煤浆所需要求。通过煤质分析、煤种掺配试验分析、高浓煤浆的实验室制备和品质分析、高浓煤浆和棒磨煤浆的掺混试验分析等一系列研究,最终得到稳定性、流变性均符合预期,且浓度在63.4%左右的高品质煤浆。并进一步通过对添加剂的分析研究,成功获得适合该高品质煤浆的复配添加剂,提高了气化用高品质煤浆的稳定性,降低了其粘度指标。最后依据两种煤浆的配比数据,对水煤浆生产的工艺路线进行了增加副线的优化设计。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ536
【图文】：

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图１－１不同级别颗粒填充效果示意图逡逑Ｆｉｇ．１－１邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｓｋｅｔｃｈ邋ｏｆ邋ｃｏａｌ邋ｗａｔｅｒ邋ｓｌｕｒｒｙ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｉｚｅ邋ｇｒａｄｉｎｇ邋ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｓｋｅｔｃｈ逡逑当前水煤浆制备过程中最常用的就是双峰级配方法，典型双峰级配曲线如图１－２逡逑所示，将粗细两种粒径的煤粉进行掺混制备煤浆，能够获得浓度较高的煤浆成品。安逡逑徽理工大学张颂、李寒旭等人曾在２０１３年专门对低阶煤做过双峰级配研宄，该项研逡逑宄，通过对粗颗粒Ｗ（邋１５０邋—到２５０—）的低阶煤取样颗粒和细微煤炭颗粒Ｗ，按逡逑照质量比例分别为３：７、４：６、５：５、６：４、７：３的粒度级配进行制團，当粗颗粒Ｗ邋（１５０邋｜ｘｍ逡逑到２５０邋ｐｍ）邋：Ｗ细微颗粒＝６：４时，可以达到最高制浆浓度６３％［２２］。逡逑８逡逑

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一般传统煤浆制备工艺最核心的设备就是磨机，由筒仓供给的原煤经过皮带输送逡逑到破碎机破碎，在经过煤仓出口的计量给料泵计量，与添加剂以及工业水配比混合进逡逑行研磨制浆［２３］。华鲁恒升原磨煤工艺的流程简图如图１－２所示。逡逑原煤ｎ逡逑破碎机磨机丨￣￣逦．逡逑ｉ邋，逦，逦，逡逑水、逦“「磨机「强化丨［ＨＡｔ逡逑添加＆＂邋ｍ＿＾＂出口邋￣＂剪切一￣＂煤浆逡逑图１－２公司现有磨煤工艺的流程逡逑Ｆｉｇ．１－２邋Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ邋ｐｕｌｐｉｎｇ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑而分段磨煤生产煤浆的工艺路线，是在原有棒磨机的流程上，增加一级超细磨煤逡逑工艺。在棒磨机生产出口管线上，分流一定比例的粗煤浆，回流进入超细磨机系统，逡逑出口取样分析煤浆粒径平均在１４－１５邋ｐｍ左右［２４］。分两段进行研磨生产煤浆的制浆工逡逑艺路线，实质就是借助于调整粗煤浆的回流比例，对该部分粗煤浆进一步研磨，来实逡逑现煤浆内部煤炭颗粒最佳分布。分段研磨生产煤浆工艺流程如图１－３所示。逡逑原煤—ｊ逡逑破碎机｜逦＞｜煤仓｜逡逑１逡逑水、逦气化逡

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