Fango di acqua di carbone
I. Proprietà fisiche e funzioni
La fanghiglia di carbone e acqua è una fanghiglia composta da carbone, acqua e una piccola quantità di additivi chimici. A seconda dello scopo, la fanghiglia di carbone e acqua si divide in combustibile ad alta concentrazione e fanghiglia di carbone e acqua per la gassificazione dei forni Texaco. La fanghiglia di carbone e acqua può essere pompata, atomizzata, immagazzinata, infiammata e bruciata in condizioni stabili. Circa 2 tonnellate di fanghiglia di carbone e acqua possono sostituire 1 tonnellata di olio combustibile.
La fanghiglia di carbone e acqua per la combustione offre prestazioni superiori in termini di elevata efficienza di combustione, risparmio energetico e benefici ambientali, un aspetto importante della tecnologia del carbone pulito. La fanghiglia di carbone e acqua può essere trasportata su lunghe distanze tramite condotte con investimenti ridotti e bassi costi operativi. Può essere bruciata direttamente senza disidratazione dopo l'arrivo al terminale, e il processo di stoccaggio e trasporto è completamente chiuso.
L'acqua causerebbe perdite di calore e non potrebbe generare calore nel processo di combustione. Pertanto, la concentrazione del carbone dovrebbe raggiungere un livello relativamente alto, in genere del 65-70%. Le aggiunte chimiche ammontano a circa l'1%. La perdita di calore causata dall'acqua rappresenta circa il 4% del potere calorifico della miscela carbone-acqua. L'acqua è una materia prima inevitabile nella gassificazione. Da questo punto di vista, la concentrazione del carbone può essere ridotta al 62-65%, il che potrebbe causare un potenziale aumento della combustione dell'ossigeno.
Per facilitare le reazioni di combustione e gassificazione, la poltiglia carbone-acqua deve soddisfare determinati requisiti di finezza del carbone. Il limite superiore della granulometria della poltiglia carbone-acqua per combustibile (granulometria con un tasso di passaggio non inferiore al 98%) è di 300 μm, e il contenuto inferiore a 74 μm (200 mesh) non deve essere inferiore al 75%. La poltiglia carbone-acqua per gassificazione è leggermente più fine di quella della poltiglia carbone-acqua per combustibile. Il limite superiore della granulometria può raggiungere 1410 μm (14 mesh), e il contenuto inferiore a 74 μm (200 mesh) è compreso tra il 32% e il 60%. Per facilitare il pompaggio e l'atomizzazione della poltiglia carbone-acqua, è necessario che la poltiglia carbone-acqua sia anche fluida.
A temperatura ambiente e con una velocità di taglio di 100 s, la viscosità apparente non deve generalmente essere superiore a 1000-1500 mPa·s. La poltiglia di carbone e acqua utilizzata nel trasporto tramite condotte a lunga distanza richiede una viscosità apparente non superiore a 800 mPa·s a bassa temperatura (la temperatura più bassa dell'anno per le condotte interrate) e una velocità di taglio di 10 s-1. Inoltre, è anche necessario che la poltiglia di carbone e acqua abbia una viscosità inferiore quando è in stato fluido, il che ne facilita l'uso; quando smette di fluire e si trova in stato statico, può presentare un'elevata viscosità per facilitarne lo stoccaggio.
La stabilità della poltiglia di carbone e acqua durante lo stoccaggio e il trasporto è molto importante, poiché è una miscela di fasi solide e liquide ed è facile separarle. Pertanto, è necessario che non si produca alcuna "precipitazione forte" durante lo stoccaggio e il trasporto. La cosiddetta "precipitazione forte" si riferisce al precipitato che non può essere riportato al suo stato originale agitando la poltiglia di carbone e acqua. La capacità della poltiglia di carbone e acqua di mantenere le prestazioni senza produrre precipitazione forte è definita "stabilità" della poltiglia di carbone e acqua. Una poltiglia di carbone e acqua con scarsa stabilità comprometterà seriamente la produzione una volta che si verificherà la precipitazione durante lo stoccaggio e il trasporto.
II. Panoramica della tecnologia di preparazione della poltiglia carbone-acqua
La poltiglia di carbone e acqua richiede un'elevata concentrazione di carbone, granulometria fine, buona fluidità e buona stabilità per evitare precipitazioni difficili. Sarà difficile soddisfare contemporaneamente tutte le proprietà sopra menzionate, poiché alcune di esse sono reciprocamente limitate. Ad esempio, l'aumento della concentrazione causerà un aumento della viscosità e un deterioramento della fluidità. Una buona fluidità e una bassa viscosità peggioreranno la stabilità. Pertanto, è necessario monitorare la concentrazione in tempo reale.Lonnmetromisuratore di densità portatileha una precisione fino a 0,003 g/ml, che consente di ottenere una misurazione accurata della densità e di controllare accuratamente la densità della poltiglia.
1. Selezionare correttamente il carbone grezzo per la polpazione
Oltre a soddisfare i requisiti degli utenti finali, la qualità del carbone destinato alla polpatura deve tenere conto anche delle sue proprietà di polpatura, ovvero della difficoltà di polpatura. Alcuni tipi di carbone sono facili da ottenere in condizioni normali, come la fanghiglia di carbone e acqua ad alta concentrazione. Per altri tipi di carbone, la produzione di fanghiglia di carbone e acqua ad alta concentrazione è difficile o richiede un processo di polpatura più complesso e un costo maggiore. Le proprietà di polpatura delle materie prime destinate alla polpatura hanno un impatto significativo sull'investimento, sui costi di produzione e sulla qualità della fanghiglia di carbone e acqua dell'impianto di polpatura. Pertanto, è fondamentale conoscere le leggi che regolano le proprietà di polpatura del carbone e selezionare il carbone grezzo per la polpatura in base alle esigenze effettive e ai principi di fattibilità tecnica e razionalità economica.
2. Classificazione
La miscela di carbone e acqua non solo richiede che le particelle di carbone raggiungano la finezza specificata, ma richiede anche una buona distribuzione granulometrica, in modo che particelle di carbone di diverse dimensioni possano riempirsi a vicenda, ridurre al minimo gli spazi vuoti tra le particelle di carbone e ottenere una maggiore "efficienza di impilamento". Un minor numero di spazi vuoti può ridurre la quantità di acqua utilizzata ed è facile produrre una miscela di carbone e acqua ad alta concentrazione. Questa tecnologia è talvolta definita "grading".
3. Processo e attrezzatura per la polpazione
Date le caratteristiche dimensionali delle particelle di carbone grezzo e le condizioni di macinabilità, per far sì che la distribuzione dimensionale delle particelle del prodotto finale della poltiglia di carbone e acqua raggiunga una "efficienza di accatastamento" più elevata è necessaria una selezione ragionevole delle attrezzature di macinazione e del processo di riduzione in poltiglia.
4. Selezione di additivi adatti alle prestazioni
Per far sì che la poltiglia di carbone e acqua raggiunga un'elevata concentrazione, una bassa viscosità e una buona reologia e stabilità, è necessario utilizzare una piccola quantità di agenti chimici, denominati "additivi". Le molecole dell'additivo agiscono sull'interfaccia tra le particelle di carbone e l'acqua, riducendone la viscosità, migliorando la dispersione delle particelle di carbone in acqua e migliorando la stabilità della poltiglia di carbone e acqua. La quantità di additivi è solitamente compresa tra lo 0,5% e l'1% della quantità di carbone. Esistono molte varietà di additivi e la loro formula non è fissa e deve essere determinata attraverso ricerche sperimentali.
Data di pubblicazione: 13 febbraio 2025
