废弃物处置协同制备水煤浆技术研究进展

阐述了近年来人们掺配不同废液与废固所制水煤浆的浆体性质,其中包括焦化废水、含油废水、印染废水、造纸黑液等废液所制水煤浆以及采用化工污泥、含油污泥、煤气化细渣、煤泥等固废所制水煤浆,分析了不同预处理与改性方式对浆体性能的影响,并对掺配废弃物制浆的技术瓶颈与未来发展趋势进行了展望。

水煤浆加压气化装置灰水系统水处理药剂的选择

水煤浆加压气化装置在运行过程中会产生含有多种污染物和杂质的灰水,这些污染物对灰水系统和气化装置造成不利影响,本文分析了灰水中的主要污染物及其对系统和装置的影响,介绍了常用的水处理药剂种类及其作用,并详细阐述了药剂选择的依据。灰水具有高压、高温、高浊度、高硬度等特点,在运行过程中存在严重的结垢、积灰现象,为了维护系统的稳定运行和提高气化效率,选用适当的水处理药剂至关重要。通过灰水水质分析、药剂性能评估、经济成本考虑和实际运行情况反馈,可以为水煤浆加压气化装置的灰水系统选择出高效、经济、适用的水处理药剂,从而保障气化装置的长期稳定运行。

煤泥水煤浆燃烧特性的热重研究

采用热重分析仪研究了山西潞安煤泥水煤浆的着火、燃烧特性,并与不同低挥发分含量的水煤浆进行了对比;利用TG-DTG法确定了燃烧的着火和燃尽温度,利用Coats-Redfern法进行反应动力学分析.试验结果表明:潞安煤泥水煤浆的着火温度和燃尽温度均高于低挥发分和高挥发分水煤浆,利用可燃性指数判断潞安煤泥水煤浆燃烧性能低于低挥发分和高挥发分水煤浆.由燃烧反应动力学分析结果表明:在不同的升温速率下(12.5,33.3,50.0℃/min),潞安煤泥水煤浆的活化能指数(120.89,78.50,71.48kJ/mol)均高于低挥发分和高挥发分水煤浆.

氧煤比对水煤浆气化影响的数值模拟

用数值方法模拟了水煤浆气化过程中氧煤比对气化过程和出口煤气成分以及碳转化率的影响规律.总结了在具有复杂化学反应的高温、高压容器中,对水煤浆气化过程的数值模拟时经常遇到的问题和解决方法.得到了气化炉内的温度场、流场、浓度场以及出口粗煤气成分,其结果与工程实际相比非常接近;并利用得到的结果分析了影响水煤浆气化过程和出口煤气成分的主要因素即氧煤比,提出了提高出口煤气有效成分(CO+H2)的措施.

水煤浆添加剂研究评述

水煤浆成浆性、流变性及静动态稳定性除了与煤质本身的性质密切相关外，还与添加剂的性能有关。80年代以来，国外在水煤浆添加剂方面做了大量的研究工作，研制及筛选出一批性能优良的分散剂及稳定剂。但是，到目前添加剂的研制及筛选基本上是经验性和半经验性的，使得这项工作耗费大量的时间和经费。而添加剂的分子结构特征与煤质及煤表面物理化学性质有着密切的相关性（匹配性），深入研究这种匹配规律，并建立相应的数据库，将会改变以往水煤浆添加剂研制中的经验性，对添加剂的研制起理论指导作用。本文简述国内外水煤浆添加剂研究状况以及匹配性研究的重要意义。

高浓度水煤浆流变特性和稳定性试验研究

水煤浆是由液固两相组成的非牛顿流体,流变性和稳定性十分复杂,影响因素也很多,其流变特性和稳定特性对管道输送和燃烧性能起着决定性的作用。借助于水煤浆粘度计对质量浓度为60%以上的水煤浆进行流变性测量,研究了温度、浓度和添加剂对煤浆流变性的影响,水煤浆的表观粘度随温度的升高而降低,随浓度增加而增大,添加剂的加入大大改善水煤浆的流变特性。通过对水煤浆稳定性的研究,得出了水煤浆的稳定性随浓度增加而增加,与煤种有关,适量的添加剂能改善稳定性,稳定性随温度升高而降低。从输送水煤浆总体经济角度看,水煤浆的输送温度在20-40℃为宜。

水煤浆与干粉给料方式两种IGCC系统的分析

通过将煤气化过程与联合循环系统相结合,IGCC成为目前最有发展前途的洁净煤技术之一。但以往对IGCC系统的研究多集中联合循环或气化过程本身,而忽略了气化效率对系统整体性能的影响。为揭示气化过程与系统性能之间联系,本文对Texaco与Shell公司的两个IGCC系统实例分别进行了流程模拟和(?)分析,并着重从热力学角度比较了系统煤气化部分的差异对系统整体性能的影响,得出结论:Shell煤气化技术与Texaco煤气化技术相比,气化过程的(?)损失相对减小15％,冷煤气效率提高2.6个百分点,系统热转功效率上升2.1个百分点。本文研究成果为IGCC系统进一步改进提供了热力学基础理论支撑。

220t/h水煤浆锅炉NO_x排放特性的研究

为了解水煤浆锅炉NOx排放规律和降低NOx的排放,对一台220 t/h水煤浆锅炉进行了一系列实验研究.提出了优化浆温和雾化蒸汽压力、适当降低预热空气温度和优化吹灰次数和时间等优化运行方式来实现水煤浆燃烧的低NOx排放.结果显示燃料型NOx是水煤浆燃烧过程中NOx生成的主要来源,锅炉负荷、过量空气系数、温度、吹灰以及水煤浆特性等都对NOx的生成有复杂的影响,在不影响燃烧的情况下,低氧量运行有利于降低NOx排放质量浓度.

多喷嘴对置与新型水煤浆气化炉气化的对比

为了考察新型水煤浆气化炉与多喷嘴对置式水煤浆气化炉的对比,应用数值模拟的方法,对该新型水煤浆气化炉与多喷嘴对置式水煤浆气化炉的气化进行了热态数值模拟研究.结果表明,新型水煤浆气化炉在炉内气化流场的组织和产出的有效气成分上均优于多喷嘴对置式水煤浆气化炉,在相同容量的气化炉内,新型水煤浆气化炉与多喷嘴对置式水煤浆气化炉对比,碳转化率高0.75%,水解率高近2.91%,干有效气成分高5.34%,冷煤气效率高7.09%,每产出1 000 m3有效气(CO+H2)可节省氧气20 m3,节省煤36 kg.

分散剂分子结构特征对煤浆流变特性的影响

系统考察了具有不同分子结构特片系列分散剂对高浓度煤浆性质的影响。发现煤的成浆性、浆体的流变特性和稳定化作用与分散剂的分子结构特征密切相关。就本研究所涉及的分散剂种类和煤种而言，分散剂单体结构中多核芳烃结构所占比例较小时易于使浆体呈屈服假塑性，相反，则使浆体呈屈服胀塑性。分散剂单体的侧链结构对煤成浆性和浆体流变性的影响不很突出，而分散剂的第二单体结构的影响却非常显著。结果还同时表明，分散剂的高分散性能是导致浆体呈屈服胀塑性流体和弱化浆体稳定化作用的重要因素。

O_2/CO_2气氛下煤燃烧产物的热力学分析

利用ASEPN PLUS软件平台对O2/CO2气氛下煤的燃烧产物进行了热力学模拟计算,计算中对煤在O2/CO2气氛下和空气中的燃烧产物进行了对比,研究在O2/CO2气氛下燃烧温度、过量氧系数φ对煤燃烧产物的影响。结果表明,煤在O2/CO2气氛下燃烧,形成的NOx量远低于空气气氛中的生成量;随温度和φ增大,NOx量增大;温度对SO2和SO3量的生成影响很小;当φ<1时,随φ增大SO2的量增大,当φ>1时,φ变化对SO2量影响不大;随φ增大,SO3有微量增长。计算表明应用ASPEN PLUS模拟煤的富氧燃烧是可行的。

选煤厂煤泥浆燃烧特性的研究

采用TG-DTG-DTA(热重-微分热重-差热)热分析联用技术研究了新集选煤二厂煤泥浆的燃烧特性.考察了不同浓度煤泥浆的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等;计算了煤泥浆燃烧动力学参数以及燃烧特性的各种参数,并对结果进行了分析;提出采用温度曲线确定煤泥浆着火温度的方法.结果表明,不同浓度的煤泥浆在燃烧特性上有差别,浓度为67%左右的煤泥浆的燃烧特性较好;采用热分析技术研究煤泥浆的燃烧特性得到的信息量大,可为煤泥浆的优化燃烧及锅炉的设计提供依据.

神木煤的主要性质对其水煤浆特性的影响

研究我国大型优质神木煤田12个煤样的主要性质,对其水煤浆特性的影响。实验表明,煤中水分和含氧官能团是主要因素,水分中以最高内在水分与水煤浆浓度呈线性相关,提出以最高内在水分作为评价指标。并研究了煤浆的改性方法,一是加热方法使水分和官能团脱除,煤表面亲水性降低,使煤浆浓度大幅度提高,二是除去煤中可溶无机离子,可使煤浆粘度降低,并添加某些电解质有可能提高稳定性。

萘油馏分合成水煤浆分散剂的试验研究

用高温煤焦油中的萘油馏分作为原料合成了水煤浆分散剂.采用正交试验法,考察了磺化剂用量、磺化时间、缩合剂用量以及缩合时间对分散剂性能的影响.结果表明,缩合剂用量影响最显著,磺化时间次之,缩合时间影响最小.最佳合成条件为:在75g的萘油馏分中,加入磺化剂30 mL,在160℃下磺化2h,加入缩合剂25 mL,在105℃下缩合1.5 h.

碱金属Na对黑液水煤浆焦-CO_2气化特性的影响

黑液中富含大量的碱金属Na及其化合物,这些碱金属将在黑液水煤浆焦气化过程中起到催化气化的作用。为了研究黑液水煤浆焦-CO2催化气化反应特性,采用XRD、SEM和热重分析技术对黑液水煤浆焦和普通水煤浆焦CO2催化气化实验进行分析,得到了焦炭表面孔隙分布情况、煤浆焦样和气化后残渣XRD分析结果,以及等温条件下气化反应时碳转化率数据。试验结果表明:黑液水煤浆焦表面密集分布很多“斑点”和微孔,说明碱金属Na盐在焦碳表面形成了活化中心点,它们在气化过程中起到催化作用;碱金属Na使焦样表面具有更强的反应位,削弱C-C键的强度,使气化反应更容易进行;同时由于碱金属催化剂在高温气化时将与煤中矿物质反应生成惰性物质,从而可能削弱催化效果。从黑液水煤浆与普通水煤浆XRD晶相分析中可以看出碱金属Na盐主要以氯化钠、硅酸钠形式存在,气化反应后生成的晶相组成主要是霞石和微斜长石。

高碱灰渣烧结熔融过程中的物相变化

为了掌握高碱灰渣烧结熔融过程中的物相变化规律，选取黑液煤浆灰渣展开研究．试验中采用经低温灰化后，粒径为38．5～74．0μm的灰样，在不同温度下测出烧结率．然后对烧结灰进行XRD物相分析和SEM微区结构分析．结果表明：高碱灰渣具有很强的烧结熔融特性，这主要是因为大量较低熔点的黝方石、蓝方石、霞石、无水芒硝等物相生成．高碱灰渣钠基化合物的物相变化过程为黝方石（Na8Al6Si6O24SO4）、无水芒硝（Na2SO4）→黝方石、霞石（Na6KAl7Si9O32）→蓝方石（K1．6Ca2．4Na4．32（Al6Si6O24）（SO4）1．52）、霞石（NaAISiO4）．

脱硫型水煤浆燃烧脱硫的试验研究

水煤浆作为新型代油燃料，得到了广泛重视．为适应环境保护的要求，进行了水煤浆燃烧脱硫试验．试验在０．２５ＭＷ水煤浆燃烧试验台上进行，研究了不同ｗ（Ｃａ）／ｗ（Ｓ）值、不同温度水平以及除尘器对脱硫的影响，发现脱硫型水煤浆具有较高的脱硫率（ｗ（Ｃａ）／ｗ（Ｓ）＝１．５，脱硫率为５５％）．高于煤粉燃烧脱硫；脱硫较佳温度为１２００℃左右．试验结果表明，脱硫型水煤浆有广阔的应用前景．

黑液水煤浆的燃烧及沾污结渣特性试验研究

通过在0 25MW试验炉上对新汶良庄矿常规和黑液两种水煤浆的对比试验,就黑液水煤浆的着火、燃烧、污染物排放及沾污结渣特性进行研究,尤其借助硅碳棒和自制灰污热流计从宏观和微观角度以及采用模糊数学手段对黑液水煤浆的沾污结渣趋势作了详细分析,获得了许多有益的认识,从而为黑液水煤浆的工业应用提供了参考依据.

水煤浆燃烧技术及其发展

分析了水煤浆雾化燃烧的技术状况、应用方向和存在问题,介绍了水煤浆流化-悬浮高效洁净燃烧新技术及其优点,结合实践应用情况,分析了发展水煤浆流化-悬浮燃烧技术的意义和应用前景。

煤中矿物质对水煤浆性质的影响

用水洗、酸洗和HCl—HF深度脱灰方法来脱除煤中矿物质,研究了水煤浆(CWM)的最高煤浆浓度(MXCL)、浆体流变性及静态稳定性的相应变化。不同的煤经水洗、酸洗预处理后对水煤浆性质的影响不同,其影响主要来自于煤浆中所溶出的可溶无机离子的浓度,特别是高价阳离子的浓度。高浓度的可溶高价阳离子,增加了浆体的表观粘度,降低MXCL和改善流变性。用HCl—HF深度脱灰预处理方法使CWM性质明显变坏。矿物质对水煤浆性质的影响主要是由于其亲水性及可溶离子的影响。