分級研磨低階煤高濃度水煤漿制備技術(shù)研究

低等級煤（包括棕櫚樹、長火焰、弱粘煤和不粘煤）占中國煤炭生產(chǎn)的50%以上。現(xiàn)在，它是中國煤炭加工和利用的重要組成部分。1低濃低濃水合砂制造工藝1.1工藝針對低階煤內(nèi)在水分高、可磨性差等問題,以多破少磨、分級研磨和優(yōu)化粒度級配為理論指導(dǎo),開發(fā)了分級研磨低階煤高濃度水煤漿制備新工藝1.2選擇性粗磨/粗漿組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化低階煤高濃度水煤漿制備技術(shù)具有如下5個特點:(1)成功研制的高效破碎機可將≤50mm的煤粒破碎至≤3mm,其中≤1mm占80%以上,遠低于常規(guī)制漿工藝中磨機≤10mm的入料粒度;(2)大型高效水煤漿超細磨機磨細漿時(平均粒徑≤15μm),電耗僅相當于球磨機的1/10,細漿配入選擇性粗磨機中,可優(yōu)化煤漿粒度級配,改善流變性和穩(wěn)定性;(3)質(zhì)量分數(shù)15%~20%的煤漿經(jīng)超細磨機研磨后返回至棒磨機,細漿的加入,可顯著提高棒磨機的研磨效率,使棒磨機的產(chǎn)量提高30%以上;(4)獨創(chuàng)性地將選擇性粗磨與超細磨進行有機組合,優(yōu)化煤漿的粒度級配,與單磨機制漿工藝相比,在不增加制漿電耗的前提下提高煤漿濃度3%~5%,并明顯改善了煤漿的流動性能;(5)針對低階煤煤質(zhì)特征,應(yīng)用相似相溶原理,選擇合理的合成原料,從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計入手,合成出專用CCRI型高效水煤漿添加劑。2煤漿工藝和用煤技術(shù)向現(xiàn)代工藝方向發(fā)展目前,在燃料水煤漿制備領(lǐng)域,分級研磨低階煤高濃度水煤漿制備技術(shù)已成功推廣至廣東、福建、浙江和江蘇等沿海地區(qū),目前已經(jīng)形成1000萬t/a的燃料水煤漿生產(chǎn)規(guī)模。利用該技術(shù)以神華煤為制漿原料生產(chǎn)燃料水煤漿質(zhì)量分數(shù)達到65%±1%,煤漿黏度<1200mPa·s(25℃,100s1)燃料煤漿的應(yīng)用。(1)東莞電力燃料有限公司制漿原煤為神華煤,規(guī)模500萬t/a,一期100萬t已建成投產(chǎn),二期400萬t正在建設(shè);(2)汕頭桂宇化工燃料有限公司制漿原煤為神華煤,規(guī)模50萬t/a,已建成投產(chǎn);(3)浙江煤科清潔能源有限公司制漿原煤為神華煤,規(guī)模400萬t/a,一期100萬t已建成投產(chǎn),二期300萬t正在建設(shè);(4)福建石獅清源印染有限公司制漿原煤為神華煤,規(guī)模100萬t/a,一期50萬t已建成投產(chǎn);(5)江蘇德瑞新能源有限公司制漿原煤為神華煤,規(guī)模50萬t/a,已建成投產(chǎn)。2)氣化煤漿的應(yīng)用。(1)大唐呼倫貝爾化肥公司制漿原煤為內(nèi)蒙古褐煤,規(guī)模65萬t/a,采用新工藝技術(shù);(2)山西豐喜肥業(yè)公司制漿原煤以神府煤為主,規(guī)模50萬t/a,傳統(tǒng)工藝改造;(3)兗礦魯南化肥廠制漿原煤為神府煤,規(guī)模150萬t/a,傳統(tǒng)工藝改造;(4)河南心連心化肥有限公司制漿原煤以榆樹灣煤為主,規(guī)模100萬t/a,采用新工藝技術(shù);(5)內(nèi)蒙古榮信化工有限公司制漿原煤為鄂爾多斯煤,規(guī)模150萬t/a,采用新工藝技術(shù);(6)內(nèi)蒙古伊泰煤制油有限責(zé)任公司制漿原煤為鄂爾多斯煤,規(guī)模100萬t/a,傳統(tǒng)工藝改造;(7)新奧集團新能能源有限公司制漿原煤為鄂爾多斯煤,規(guī)模150萬t/a,傳統(tǒng)工藝改造;(8)神華包頭烯烴公司制漿原煤為神府煤,規(guī)模100萬t/a,傳統(tǒng)工藝改造。3應(yīng)用效果3.1煤漿制備項目東莞市電力燃料有限公司水煤漿生產(chǎn)項目于2007年開始建設(shè),該項目總規(guī)模為年產(chǎn)500萬t,首期100萬t/a已于2008年12月建成投產(chǎn),二期400萬t正在建設(shè),預(yù)計在2014年底投產(chǎn)。項目采用分級研磨低階煤高濃度水煤漿制備技術(shù),以神華煤為制漿原料,生產(chǎn)的水煤漿質(zhì)量分數(shù)為65%±1%,發(fā)熱量≥17556kJ/kg,灰分≤9%,硫分≤0.35%,黏度<1200mPa·s。截至目前,該項目已連續(xù)穩(wěn)定運行近4年,生產(chǎn)的水煤漿已成功應(yīng)用于印染、造紙、制鞋、食品、化工等行業(yè),完成了各種鍋爐試點工作,經(jīng)當?shù)丨h(huán)保局有關(guān)部門的跟蹤檢測證實,神華煤水煤漿的燃盡率均在98%以上,鍋爐熱效率大于83%,SO3.2技術(shù)應(yīng)用效果兗礦魯南化肥廠年產(chǎn)80萬t尿素、20萬t甲醇,采用水煤漿氣化技術(shù),以神木煤為原料,水煤漿質(zhì)量分數(shù)在57%~61%波動。水煤漿制備系統(tǒng)由2套φ3.8m×5.8m和2套φ3.2m×4.5m的棒磨機組成,正常生產(chǎn)時2套φ3.8m×5.8m棒磨機和1套φ3.2m×4.5m的棒磨機常開,1套φ3.2m×4.5m棒磨機備用,為了提高煤漿濃度和氣化能耗,2010年8開始采用分級研磨工藝對現(xiàn)有制漿系統(tǒng)進行改造。按照分級研磨低階煤高濃度水煤漿制備技術(shù)的要求,結(jié)合現(xiàn)場實際情況,國家水煤漿工程技術(shù)研究中心對兗礦魯南化肥廠的制漿系統(tǒng)進行改造,新工藝已于2011年4月投入運行。改造前后的生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比情況見表1。由表1可以看出:(1)采用分級研磨低階煤高濃度水煤漿制備技術(shù),在煤漿黏度保持在800~1000mPa·s不變的情況下,煤漿濃度提高了3.3%;(2)棒磨機制漿系統(tǒng)產(chǎn)量提高了42.8%;(3)由于產(chǎn)量的提高,停止使用1套φ3.2m×4.5m的棒磨機,使得噸漿電耗降低4.1kW·h;(4)小于75μm的顆粒含量增加了9.72%,煤漿粒度級配得到優(yōu)化,流變性與穩(wěn)定性得到了明顯改善;(5)煤漿濃度提高3%~5%,使得水煤漿氣化爐的氣化效率顯著提高,比煤耗、比氧耗明顯降低,有效氣體成分大幅升高;(6)煤漿質(zhì)量得到顯著改善,棒磨機亂棒、斷棒現(xiàn)象明顯改善,同時氣化爐燒嘴使用壽命增加。4燃燒與氣化水煤漿的可行性分級研磨低階煤高濃度水煤漿制備技術(shù)在燃料和氣化行業(yè)生產(chǎn)實踐證明,該技術(shù)與配套設(shè)備運行穩(wěn)定可靠,技術(shù)成熟,與傳統(tǒng)單磨機制漿工藝相比,可使低階煤水煤漿的成漿濃度提高3%~5%,磨機產(chǎn)量提高30%以上,且煤漿的粒度級配趨于合理,流動性和霧化性能明顯改善,有效地提高煤漿的燃燒與氣