Nămol de apă cu cărbune
I. Proprietăți fizice și funcții
Suspensia cărbune-apă este o suspensie formată din cărbune, apă și o cantitate mică de aditivi chimici. În funcție de scop, suspensia cărbune-apă se împarte în suspensie de cărbune-apă cu concentrație mare de combustibil și suspensie de cărbune-apă pentru gazificarea cuptorului Texaco. Suspensia cărbune-apă poate fi pompată, atomizată, depozitată, aprinsă și arsă într-o stare stabilă. Aproximativ 2 tone de suspensie cărbune-apă pot înlocui 1 tonă de păcură.
Nămolul de cărbune-apă pentru ardere oferă performanțe superioare în ceea ce privește eficiența ridicată a arderii, economisirea energiei și beneficiile pentru mediu, o parte importantă a tehnologiei cărbunelui curat. Nămolul de cărbune-apă poate fi transportat pe distanțe lungi prin conducte, cu investiții reduse și costuri de operare reduse. Poate fi ars direct fără deshidratare după sosirea la terminal, iar procesul de depozitare și transport este complet închis.
Apa va cauza pierderi de căldură și nu poate genera căldură în procesul de ardere. Prin urmare, concentrația de cărbune ar trebui să atingă un nivel relativ ridicat - 65 ~ 70% în general. Adaosurile chimice sunt de aproximativ 1%. Pierderea de căldură cauzată de apă reprezintă aproximativ 4% din puterea calorică a suspensiei cărbune-apă. Apa este o materie primă inevitabilă în gazificare. Din acest punct de vedere, concentrația de cărbune poate fi redusă la 62% ~ 65%, ceea ce poate provoca o potențială creștere a combustiei oxigenului.
Pentru a facilita reacțiile de ardere și gazificare, suspensia de cărbune-apă are anumite cerințe privind finețea cărbunelui. Limita superioară a dimensiunii particulelor suspensiei de cărbune-apă pentru combustibil (dimensiunea particulelor cu o rată de trecere de cel puțin 98%) este de 300 μm, iar conținutul mai mic de 74 μm (200 mesh) nu este mai mic de 75%. Finețea suspensiei de cărbune-apă pentru gazificare este puțin mai grosieră decât cea a suspensiei de cărbune-apă pentru combustibil. Limita superioară a dimensiunii particulelor este permisă să atingă 1410 μm (14 mesh), iar conținutul mai mic de 74 μm (200 mesh) este de 32% până la 60%. Pentru a face suspensia de cărbune-apă ușor de pompat și atomizat, suspensia de cărbune-apă are și cerințe privind fluiditatea.
La temperatura camerei și o rată de forfecare de 100s, vâscozitatea aparentă este, în general, necesară pentru a nu depăși 1000-1500mPas. Suspensia cărbune-apă utilizată în transportul prin conducte pe distanțe lungi necesită o vâscozitate aparentă de maximum 800mPa·s la temperatură scăzută (cea mai scăzută temperatură a anului pentru conductele îngropate) și o rată de forfecare de 10s-1. În plus, este necesar ca suspensia cărbune-apă să aibă o vâscozitate mai mică atunci când se află într-o stare curgătoare, ceea ce este convenabil pentru utilizare; când se oprește curgerea și se află într-o stare statică, poate prezenta o vâscozitate ridicată pentru o depozitare ușoară.
Stabilitatea suspensiei de cărbune-apă în timpul depozitării și transportului este foarte importantă, deoarece suspensia de cărbune-apă este un amestec de faze solide și lichide, iar solidul de lichid este ușor de separat, așadar este necesar să nu se producă „precipitări dure” în timpul depozitării și transportului. Așa-numita „precipitare dură” se referă la precipitatul care nu poate fi readus la starea inițială prin agitarea suspensiei de cărbune-apă. Capacitatea suspensiei de cărbune-apă de a menține performanța de a nu produce precipitații dure se numește „stabilitate” a suspensiei de cărbune-apă. Suspensia de cărbune-apă cu stabilitate slabă va afecta serios producția odată ce apar precipitații în timpul depozitării și transportului.
II. Prezentare generală a tehnologiei de preparare a nămolului cărbune-apă
Suspensia de cărbune-apă necesită o concentrație mare de cărbune, particule fine, fluiditate bună și stabilitate bună pentru a evita precipitațiile puternice. Va fi dificil să se îndeplinească toate proprietățile de mai sus în același timp, deoarece unele dintre ele sunt restricționate reciproc. De exemplu, creșterea concentrației va duce la creșterea vâscozității și la deteriorarea fluidității. O fluiditate bună și o vâscozitate scăzută vor înrăutăți stabilitatea. Prin urmare, este necesar să se monitorizeze concentrația în timp real.Lonnmeterdensmetru portabilare o precizie de până la 0,003 g/ml, ceea ce poate realiza o măsurare precisă a densității și poate controla cu precizie densitatea suspensiei.
1. Selectați corect cărbunele brut pentru fabricarea celulozei
Pe lângă îndeplinirea cerințelor utilizatorilor din aval, calitatea cărbunelui pentru fabricarea celulozei trebuie să țină cont și de proprietățile sale de fabricare a celulozei - dificultatea fabricării. Unii cărbuni sunt ușor de preparat sub formă de suspensie cărbune-apă cu concentrație mare în condiții normale. Pentru alți cărbuni, este dificil sau necesită un proces de fabricare a celulozei mai complex și un cost mai mare pentru a obține o suspensie cărbune-apă cu concentrație mare. Proprietățile de fabricare a celulozei ale materiilor prime pentru fabricarea celulozei au un impact mare asupra investiției, costului de producție și calității suspensiei cărbune-apă a instalației de fabricare a celulozei. Prin urmare, legea proprietăților de fabricare a celulozei cărbunelui trebuie stăpânită, iar cărbunele brut pentru fabricarea celulozei trebuie selectat în funcție de nevoile reale și de principiile fezabilității tehnice și raționalității economice.
2. Notare
Suspensia cărbune-apă nu necesită doar ca dimensiunea particulelor de cărbune să atingă finețea specificată, ci necesită și o bună distribuție a dimensiunii particulelor, astfel încât particulele de cărbune de diferite dimensiuni să se poată umple reciproc, să minimizeze golurile dintre particulele de cărbune și să obțină o „eficiență de stivuire” mai mare. Mai puține goluri pot reduce cantitatea de apă utilizată și este ușor să se obțină o suspensie cărbune-apă cu concentrație ridicată. Această tehnologie este uneori denumită „sortare”.
3. Procesul și echipamentele de fabricare a celulozei
În condițiile date ale dimensiunii particulelor de cărbune brut și ale condițiilor de măcinare, modul în care distribuția dimensiunii particulelor produsului final al suspensiei de cărbune-apă poate atinge o „eficiență de stivuire” mai mare necesită o selecție rezonabilă a echipamentelor de măcinare și a procesului de fabricare a celulozei.
4. Selectarea aditivilor care optimizează performanța
Pentru ca suspensia de cărbune-apă să atingă o concentrație ridicată, o vâscozitate scăzută și o reologie și stabilitate bune, trebuie utilizată o cantitate mică de agenți chimici, denumiți „aditivi”. Moleculele aditivului acționează asupra interfeței dintre particulele de cărbune și apă, ceea ce poate reduce vâscozitatea, poate îmbunătăți dispersia particulelor de cărbune în apă și poate îmbunătăți stabilitatea suspensiei de cărbune-apă. Cantitatea de aditivi este de obicei între 0,5% și 1% din cantitatea de cărbune. Există multe varietăți de aditivi, iar formula nu este fixă și trebuie determinată prin cercetare experimentală.
Data publicării: 13 februarie 2025
