Въглищна водна суспензия
I. Физически свойства и функции
Водно-въглищната суспензия е суспензия, направена от въглища, вода и малко количество химически добавки. Според предназначението си, водо-въглищната суспензия се разделя на висококонцентрирано гориво от водо-въглищна суспензия и водо-въглищна суспензия за газификация на пещи Texaco. Водно-въглищната суспензия може да се изпомпва, пулверизира, съхранява, запалва и изгаря в стабилно състояние. Около 2 тона водо-въглищна суспензия могат да заменят 1 тон мазут.
Водно-въглищната суспензия за изгаряне се отличава с висока ефективност на горене, енергоспестяване и екологични ползи, което е важна част от технологията за чисти въглища. Водно-въглищната суспензия може да се транспортира на дълги разстояния чрез тръбопроводен транспорт с ниски инвестиции и ниски експлоатационни разходи. Тя може да се изгаря директно без дехидратация след пристигане в терминала, а процесът на съхранение и транспортиране е напълно затворен.
Водата ще причини загуба на топлина и не може да генерира топлина в процеса на горене. Следователно, концентрацията на въглища трябва да достигне относително високо ниво -- обикновено 65 ~70%. Химическите добавки са около 1%. Загубата на топлина, причинена от водата, представлява около 4% от калорийността на въглищно-водната суспензия. Водата е неизбежна суровина при газификацията. От тази гледна точка, концентрацията на въглища може да бъде намалена до 62% ~ 65%, което може да доведе до потенциално увеличаване на горенето на кислород.
За да се улеснят реакциите на горене и газификация, водно-въглищната суспензия има определени изисквания за финост на въглищата. Горната граница на размера на частиците на водно-въглищната суспензия за гориво (размер на частиците с процент на преминаване не по-малък от 98%) е 300μm, а съдържанието под 74μm (200 mesh) не е по-малко от 75%. Фиността на водно-въглищната суспензия за газификация е малко по-едра от тази на водно-въглищната суспензия за гориво. Горната граница на размера на частиците е разрешена да достигне 1410μm (14 mesh), а съдържанието под 74μm (200 mesh) е от 32% до 60%. За да се улесни изпомпването и пулверизирането на водно-въглищната суспензия, тя има и изисквания за течливост.
При стайна температура и скорост на срязване от 100s, обикновено се изисква видимият вискозитет да не е по-висок от 1000-1500mPa. Водно-въглищната суспензия, използвана за тръбопроводен транспорт на дълги разстояния, изисква видим вискозитет не повече от 800mPa·s при ниска температура (най-ниската температура на годината за заровени тръби под земята) и скорост на срязване от 10s-1. Освен това се изисква водно-въглищната суспензия да има по-нисък вискозитет, когато е в течно състояние, което е удобно за употреба; когато спре да тече и е в статично състояние, тя може да покаже висок вискозитет за лесно съхранение.
Стабилността на водно-въглищната суспензия по време на съхранение и транспортиране е много важна, тъй като водно-въглищната суспензия е смес от твърда и течна фаза и е лесно да се разделят твърдото и течното, така че е необходимо да не се образуват „твърди утайки“ по време на съхранение и транспортиране. Така наречените „твърди утайки“ се отнасят до утайките, които не могат да бъдат възстановени в първоначалното си състояние чрез разбъркване на водно-въглищната суспензия. Способността на водно-въглищната суспензия да поддържа производителността си да не образува твърди утайки се нарича „стабилност“ на водно-въглищната суспензия. Водно-въглищната суспензия с лоша стабилност ще повлияе сериозно на производството, след като се образуват утайки по време на съхранение и транспортиране.
II. Преглед на технологията за приготвяне на въглищно-водна суспензия
Водно-въглищната суспензия изисква висока концентрация на въглища, фини частици, добра течливост и добра стабилност, за да се избегне силно утаяване. Ще бъде трудно да се постигнат всички горепосочени свойства едновременно, тъй като някои от тях са взаимно ограничени. Например, увеличаването на концентрацията ще доведе до увеличаване на вискозитета и влошаване на течливостта. Добрата течливост и ниският вискозитет ще влошат стабилността. Следователно е необходимо да се следи концентрацията в реално време.Лонметърръчен измервател на плътностима точност до 0,003 g/ml, което може да постигне точно измерване на плътността и точно да контролира плътността на суспензията.
1. Правилно изберете суровите въглища за пулпиране
В допълнение към изискванията на потребителите надолу по веригата, качеството на въглищата за производство на пулп трябва да се съобрази и с техните свойства за производство на пулп - трудността на производството. Някои въглища са лесни за получаване на висококонцентрирана водно-въглищна суспензия при нормални условия. За други въглища е трудно или изисква по-сложен процес на производство на пулп и по-високи разходи. Свойствата на суровините за производство на пулп имат голямо влияние върху инвестицията, производствените разходи и качеството на водно-въглищната суспензия на целулозния завод. Следователно, законите за свойствата на въглищата за производство на пулп трябва да бъдат усвоени, а суровите въглища за производство на пулп трябва да се избират според реалните нужди и принципите на техническа осъществимост и икономическа рационалност.
2. Оценяване
Водно-въглищната суспензия не само изисква размерът на въглищните частици да достигне определената финост, но също така изисква добро разпределение на размера на частиците, така че въглищните частици с различни размери да могат да се запълват взаимно, да се минимизират празнините между тях и да се постигне по-висока „ефективност на подреждане“. По-малкото празнини могат да намалят количеството използвана вода и е лесно да се получи висококонцентрирана водно-въглищна суспензия. Тази технология понякога се нарича „градиране“.
3. Процес и оборудване за производство на пулп
При дадените характеристики на размера на частиците сурови въглища и условия на смилаемост, как да се постигне по-висока „ефективност на подреждане“ по отношение на разпределението на размера на частиците в крайния продукт от въглищно-водната суспензия, е необходим разумен избор на оборудване за смилане и процес на пулпиране.
4. Избор на добавки, съответстващи на производителността
За да се постигне висока концентрация, нисък вискозитет, добра реология и стабилност на въглищно-водната суспензия, е необходимо да се използва малко количество химични агенти, наричани „добавки“. Молекулите на добавката действат върху границата между въглищните частици и водата, което може да намали вискозитета, да подобри дисперсията на въглищните частици във водата и да подобри стабилността на въглищно-водната суспензия. Количеството на добавките обикновено е от 0,5% до 1% от количеството въглища. Има много разновидности на добавките, а формулата не е фиксирана и трябва да се определи чрез експериментални изследвания.
Време на публикуване: 13 февруари 2025 г.
