Szlam wodny węglowy
I. Właściwości fizyczne i funkcje
Szlam węglowo-wodny to szlam wykonany z węgla, wody i niewielkiej ilości dodatków chemicznych. W zależności od przeznaczenia, szlam węglowo-wodny dzieli się na wysokoskoncentrowane paliwo szlamowe węglowo-wodne i szlam węglowo-wodny do zgazowania pieca Texaco. Szlam węglowo-wodny może być pompowany, rozpylany, przechowywany i zapalany oraz spalany w stanie stabilnym. Około 2 ton szlamu węglowo-wodnego może zastąpić 1 tonę oleju opałowego.
Szlam węglowo-wodny do spalania przewyższa pod względem wysokiej wydajności spalania, oszczędności energii i korzyści dla środowiska, co jest ważną częścią czystej technologii węglowej. Szlam węglowo-wodny można transportować na duże odległości rurociągami przy niskich nakładach inwestycyjnych i niskich kosztach operacyjnych. Można go bezpośrednio spalić bez odwodnienia po dotarciu do terminala, a proces magazynowania i transportu jest całkowicie zamknięty.
Woda spowoduje utratę ciepła i nie będzie mogła generować ciepła w procesie spalania. Dlatego stężenie węgla powinno osiągnąć stosunkowo wysoki poziom - 65 ~ 70% w ogólności. Dodatki chemiczne stanowią około 1%. Utrata ciepła spowodowana wodą stanowi około 4% wartości opałowej zawiesiny węglowo-wodnej. Woda jest nieuniknionym surowcem w gazyfikacji. Z tego punktu widzenia stężenie węgla można obniżyć do 62% ~ 65%, co może powodować potencjalnie zwiększone spalanie tlenu.
Aby ułatwić reakcje spalania i zgazowania, zawiesina węglowo-wodna ma pewne wymagania co do drobnoziarnistości węgla. Górna granica wielkości cząstek zawiesiny węglowo-wodnej na paliwo (wielkość cząstek o współczynniku przepływu nie mniejszym niż 98%) wynosi 300 μm, a zawartość mniejsza niż 74 μm (200 mesh) nie jest mniejsza niż 75%. Drobność zawiesiny węglowo-wodnej na zgazowanie jest nieco grubsza niż zawiesiny węglowo-wodnej na paliwo. Górna granica wielkości cząstek może osiągnąć 1410 μm (14 mesh), a zawartość mniejsza niż 74 μm (200 mesh) wynosi 32% do 60%. Aby zawiesina węglowo-wodna była łatwa do pompowania i rozpylania, zawiesina węglowo-wodna ma również wymagania co do płynności.
W temperaturze pokojowej i przy szybkości ścinania 100 s, pozorna lepkość jest zazwyczaj wymagana nie wyższa niż 1000-1500 mPas. Szlam węglowo-wodny stosowany w transporcie rurociągami na duże odległości wymaga pozornej lepkości nie większej niż 800 mPa·s w niskiej temperaturze (najniższa temperatura w roku dla rur podziemnych) i szybkości ścinania 10 s-1. Ponadto, wymagane jest również, aby szlam węglowo-wodny miał niższą lepkość, gdy jest w stanie płynnym, co jest wygodne w użyciu; gdy przestaje płynąć i jest w stanie statycznym, może wykazywać wysoką lepkość, co ułatwia przechowywanie.
Stabilność zawiesiny węglowo-wodnej podczas przechowywania i transportu jest bardzo ważna, ponieważ zawiesina węglowo-wodna jest mieszaniną fazy stałej i ciekłej, a fazę stałą od ciekłej łatwo oddzielić, dlatego wymagane jest, aby podczas przechowywania i transportu nie powstawał „twardy osad”. Tak zwany „twardy osad” odnosi się do osadu, którego nie można przywrócić do pierwotnego stanu poprzez mieszanie zawiesiny węglowo-wodnej. Zdolność zawiesiny węglowo-wodnej do utrzymania wydajności nieprodukowania twardego osadu nazywana jest „stabilnością” zawiesiny węglowo-wodnej. Zawiesina węglowo-wodna o słabej stabilności poważnie wpłynie na produkcję, gdy podczas przechowywania i transportu wystąpi osad.
II. Przegląd technologii przygotowania zawiesiny węglowo-wodnej
Szlam węglowo-wodny wymaga wysokiego stężenia węgla, drobnego rozmiaru cząstek, dobrej płynności i dobrej stabilności, aby uniknąć twardych wytrąceń. Trudno będzie spełnić wszystkie powyższe właściwości w tym samym czasie, ponieważ niektóre z nich są wzajemnie ograniczone. Na przykład zwiększenie stężenia spowoduje wzrost lepkości i pogorszenie płynności. Dobra płynność i niska lepkość pogorszą stabilność. Dlatego konieczne jest monitorowanie stężenia w czasie rzeczywistym.Lonnmetrręczny miernik gęstościcharakteryzuje się dokładnością do 0,003 g/ml, co pozwala na precyzyjny pomiar gęstości i precyzyjną kontrolę gęstości zawiesiny.
1. Prawidłowy wybór węgla surowego do produkcji pulpy
Oprócz spełnienia wymagań użytkowników końcowych, jakość węgla do produkcji pulpy musi również zwracać uwagę na jego właściwości pulpy - trudność pulpy. Niektóre węgle są łatwe do wytworzenia zawiesiny węglowo-wodnej o wysokim stężeniu w normalnych warunkach. W przypadku innych węgli jest to trudne lub wymaga bardziej złożonego procesu pulpy i wyższych kosztów, aby wytworzyć zawiesinę węglowo-wodną o wysokim stężeniu. Właściwości pulpy surowców do produkcji pulpy mają duży wpływ na inwestycję, koszt produkcji i jakość zawiesiny węglowo-wodnej zakładu produkcji pulpy. Dlatego należy opanować prawo właściwości pulpy węglowej, a surowy węgiel do produkcji pulpy powinien być wybierany zgodnie z rzeczywistymi potrzebami i zasadami wykonalności technicznej i racjonalności ekonomicznej.
2. Ocenianie
Szlam węglowo-wodny nie tylko wymaga, aby wielkość cząstek węgla osiągnęła określoną drobnoziarnistość, ale także wymaga dobrego rozkładu wielkości cząstek, tak aby cząstki węgla o różnych rozmiarach mogły się wzajemnie wypełniać, minimalizować przerwy między cząstkami węgla i osiągać wyższą „efektywność układania”. Mniejsza liczba przerw może zmniejszyć ilość używanej wody, a także łatwo jest uzyskać szlam węglowo-wodny o wysokim stężeniu. Technologia ta jest czasami określana jako „grading”.
3. Proces i wyposażenie do produkcji pulpy
Biorąc pod uwagę dane parametry wielkości cząstek węgla surowego i warunki jego rozdrabnialności, aby uzyskać wyższą „efektywność układania” pod względem rozkładu wielkości cząstek produktu końcowego zawiesiny węglowo-wodnej, konieczne jest dokonanie rozsądnego wyboru sprzętu do mielenia i procesu wytwarzania pulpy.
4. Wybór dodatków dopasowanych do wydajności
Aby uzyskać wysokie stężenie, niską lepkość oraz dobrą reologię i stabilność zawiesiny węglowo-wodnej, należy użyć niewielkiej ilości środków chemicznych, zwanych „dodatkami”. Cząsteczki dodatku działają na interfejs między cząstkami węgla a wodą, co może zmniejszyć lepkość, poprawić dyspersję cząstek węgla w wodzie i poprawić stabilność zawiesiny węglowo-wodnej. Ilość dodatków wynosi zwykle od 0,5% do 1% ilości węgla. Istnieje wiele odmian dodatków, a ich formuła nie jest ustalona i musi zostać ustalona poprzez badania eksperymentalne.
Czas publikacji: 13-02-2025
