1、浅谈提高水煤浆浓度的方法摘 要：本文简述了煤浆制备工艺流程，分析探讨了影响水煤浆浓度的各个主要因素，通过生产中实测数据的对比，结合多年操作经验提出了相应的改进措施，为提高水煤浆浓度、创造更大的经济效益提供了帮助。 关键词：水煤浆浓度 煤质 粒度 添加剂 钢球级配 煤浆制备工艺是多喷嘴对置式水煤浆气化技术的关键技术之一，据有关研究表明煤浆浓度每提高 1%，有效气成分可提高 1.16%，而有效气成分每提高 1%，每小时可多产甲醇 1.09 吨左右。提高水煤浆浓度对于提高气化效率，降低气化炉的比氧耗和比煤耗有着极为重要的作用。实际生产过程中，不同来源的煤，煤质有很大的差异，这种差异导致制备的煤浆浓度
2、的波动，本厂车间就曾多次出现煤浆浓度低于 58%，严重影响了气化炉产气量及后系统的产品产量。本文针对此种情况，分析探讨了影响提高水煤浆浓度的主要因素，结合实际生产列举了一些改进措施。 一、煤浆制备流程简述 自贮运系统来的原料煤（粒度10mm）进入煤贮斗，经煤称量给料机计量后，与滤液及添加剂进入磨煤机。磨成一定浓度、粘度、有一定粒度分布的水煤浆。水煤浆经滚筒筛出大颗粒后，自流进入磨煤机出料槽，经低压煤浆泵加压、二级滚筒筛筛分后，贮存在煤浆槽内备用。煤浆槽内的煤浆分别经两台高压煤浆泵加压后送至气化炉的四个工艺烧嘴与来自空分的高压氧气混合进入气化炉内反应。 二、影响水煤浆浓度的主要因素 影响水煤浆浓
3、度的主要因素主要有煤质特性、粒度分布、添加剂、助熔剂等。 （一）煤质对水煤浆浓度的影响 1.煤的水分。 2.煤的灰分。灰分虽不直接参加反应，却要消耗煤在氧化反应中所产生的反应热，用于灰分的升温、融化及转化。灰分含量越高，煤的发热量越低，成浆性能也越差。 3.煤的可磨指数。可磨指数越高，煤越容易粉碎，易制得高浓度的水煤浆。 （二）粒度分布的影响 煤浆粒度分布是水煤浆气化技术中重要的工艺指标之一，它决定了煤浆的性能、煤在气化炉内的转化率等，所以操作中应保证煤浆粒度的稳定。在制浆过程中，为了制备高浓度的水煤浆，要求煤粉颗粒的粒径要有一定的分布，使大颗粒间的空隙为小颗粒所填充，以减少空隙所含水量从而提
4、高制浆浓度。而钢球级配技术直接影响煤浆粒度分布的合理与否，在原料煤种不变时，调整钢球级配成为调节煤浆粒度分布的主要手段。 （三）添加剂的影响 煤浆粘度的稳定是提高水煤浆浓度的基础。然而在磨制各种不同的煤种的情况下，添加剂的作用是保持煤浆粘度稳定的主要措施。水煤浆浓度越高粘度越大，相反，水煤浆粘度越低意味着水煤浆的浓度越低。生产在操作中，根据现有煤种的特性，选择合适的添加剂和最优的添加剂使用量，对于降低水煤浆粘度，提高水煤浆的浓度、流动性和稳定性有着重要的。 （四）助熔剂的影响 在相同固含量情况下，水煤浆制备过程中助熔剂的加入，会使煤浆流动性和稳定性均有所改善。因此，对于制浆过程而言，助熔剂的加
5、入并没有负面影响，对成浆性还有一定的改善作用。 三、提高水煤浆浓度的改进措施 本文针对原煤的选用、球磨机钢球级配调整、使用添加剂等三种改进措施探索制备高浓度水煤浆。 （一）原煤的选用 车间分别采用两种不同搭配的煤种，在实际生产过程中两种不同搭配的煤种所体现出的煤浆浓度是不相同的。在分别使用不同煤种搭配的情况下，以煤质较好的情况（都使用黄陵煤） ，煤质较差的情况（都使用小客户神木：北宿=5：5）为例，将所制得的煤浆浓度做成曲线图进行对比，如图 3-1 所示： 通过曲线图，我们可以看出，在使用煤种搭配的煤质较好的煤种配比时，煤浆浓度平均保持在 62.19%，而在使用煤种搭配的煤质较差的煤种配比时，
6、煤浆浓度平均保持在 59.8%。在企业实际的生产中，受到地域的限制以及煤炭资源的不同，使用到的煤种和理想中的煤种会有一定差距。同时考虑到产品成本的问题，不会使用符合气化效果的煤种。我们可以通过对各煤种的搭配技术，以提高煤质，特别是劣质煤的利用率，实现提效增收的目的。而煤种搭配之前需做好各个煤种的特性分析。选择最适合的煤种进行搭配形成“互补” 。既能保证煤浆浓度的要求又可以有效降低生产成本。 （二）球磨机钢球级配 正常生产时，煤浆粒度分布的要求为：100%8 目，99.5%14 目，85%40 目，65%200 目，50%325 目。球磨机内钢球级配作为调节煤浆粒度分布的主要方式，依据球磨机内添
7、加的钢球规格进行调整，其钢球规格有为 80、70、55、40、25 五种。当磨机运行时间较长时，我们需要根据各个磨机内钢球的磨损情况优化钢球级配，使得煤浆的粒度分布更加合理，进一步来提高煤浆浓度。然而钢球的磨损率需要通过计算磨机内部实际的填充率参来计算进行补加。按照试车时钢球添加量来说，填充率为 28%左右。运行时间较长时，填充率需要进行现场测量计算。计算公式如下： 通过计算填充率可看出球磨机的填充率小于要求的填充率 28%，但在运行期间磨机电流和以前的电流差别不大，证明钢球重量也就相差不大，所占筒体内部的体积却有一定差距，由此可判定球磨机小钢球数量所占整体钢球的比例太大。再者通过填充率和标准
8、填充率的对比可以计算出体积差，通过体积差除以 55 以上的钢球体积可得出 M1101A 需加 7-8吨 80-55 钢球，同时保证磨机内钢球总重量要维持平衡所以从磨机内捡出 4-5 吨直径 25 以下的钢球。 同时，车间根据实际运行情况进一步采取了优化措施，更换 A、B 球磨机约 1/3 的提升条，在不改变原煤粒度的前提下，大幅度降低了大颗粒煤的产率，为煤浆浓度的提高创造了条件。 （三）添加剂 传统添加剂选用木质素苯磺酸钠系列添加剂，但面对多种煤种搭配时，此系列添加剂不能适应煤种要求。具体表现为不能有效降低煤浆粘度。即使添加剂加量对煤浆粘度几乎无影响，不但增加了添加剂的消耗，而且增加了产品的单
9、位成本。通过车间的反复试验，决定选用萘钠浓度为 30%的新型添加剂，该添加剂对现有煤种配比有很好的适应性。添加量是传统添加剂量的三分之一，但降低煤浆粘度的效果显著。图 3-3 为添加剂用量与煤浆粘度关系的散点图。 由上图可以看出，随着添加剂用量的增加，煤浆粘度有显著降低的趋势，在添加剂的用量达到 2.5m3/h 数值时，煤浆粘度下降趋于平缓，继续增加用量，粘度达到平衡值 1000cp。 四、结论 （一）选择好的煤质配比，对于提高煤浆浓度有着重要的作用，可获得良好的经济效益。煤种配比时，煤质情况较差的煤种比例不宜过大。两种煤种配比前做好灰熔点和粘温特性的分析，防止出现两种煤种混合后出现粘温特性突
10、变。 （二）控制合适的煤浆粒度分布成为提高水煤浆浓度的关键技术之一，对于难制浆的煤种显得尤为重要。通过球磨机钢球级配调整获得理想的粒度分布，成为提高难制浆煤种成浆性的重要举措。 （三）实际生产中，选择适应本地煤种的添加剂非常重要。需要现场结合添加剂的不同种类进行大量实验，从而得到和现有煤种最相匹配的添加剂。同时添加剂的使用量存在一个最佳值，加入适量的添加剂可以降低煤浆粘度，提高煤浆浓度，使得高浓度煤浆的均匀性、流动性、稳定性达到生产的要求。但添加剂量太高的话将会造成生产成本的增加。两者之间应最好权衡。 参考文献 1聂成元，李耀，等.气化操作工. 徐州：中国矿业大学出版社，2009.1. 2周明松，邱学青，王卫星.浅析高浓度水煤浆制备技术的影响因素.科技风，2008. 3张继臻，黄长胜.优化制浆工艺及其管理来提高煤浆质量.化肥工业，2007. 4袁善录，戴爱军。制备高浓度水煤浆的影响因素探讨.应用化工，2007. 作者简介：吴晓苹（1985 年-） ，性别：女，民族：汉，工作单位：兖矿鲁南化工有限公司，职称：助理工程师，学位：工学学位，主要研究方向：煤化工。
