摘 要：文章分别采用传统制浆工艺以及分级研磨制浆工艺对榆林-鄂尔多斯地区的三个煤样永智、张家峁、红柳林进行了成浆性实验研究，结果表明：永智、张家峁、红柳林三个煤样，采用传统制浆工艺所得最高成浆浓度分别为54.34%、62.77%和60.33%;采用分级研磨工艺后，最高成浆浓度分别为57.57%、65.53%以及64.20%，煤浆浓度比传统制浆工艺提高3%-4%。
关键词：论文机构,水煤浆,浓度,煤气化
1 概述
水煤浆是20世纪70年代石油危机以后开发的一种清洁煤基燃料，是一种可以代替重油和固体煤的新型洁净燃料，它具有比固体煤高的燃烧效率[1]，可以在工业锅炉、电站锅炉、和工业窑炉中燃用，亦可作为气化原料生产合成煤气[2]。近年来，空气雾霾备受关注，煤炭不清洁的利用是造成空气雾霾的原因之一，水煤浆便是一种有效的清洁利用煤炭资源的手段，不仅如此，发展水煤浆技术还可以节约燃油、缓解煤炭运输，是一项具有重大意义的，带有方向性的低污染代油技术[3]。
近年来，随着以水煤浆气化为龙头的煤化工产业的快速扩张，气化水煤浆的应用规模也得以迅速扩大[4]。水煤浆的浓度直接影响气化炉气化效率，气化能耗以及生产成本。因此，如何提高水煤浆的浓度直接影响企业的经济效益。国家水煤浆工程技术研究中心对影响水煤浆成浆浓度的因素做了深入的研究，开发出了“分级研磨”的工艺技术，并配合其研发的水煤浆专用添加剂，用以提高气化水煤浆的成浆浓度。文章采用传统制浆工艺与分级研磨制浆工艺对某化工企业所提供的三个煤样进行水煤浆成浆性实验，用以了解分级研磨工艺对于三个煤样的成浆浓度的影响。
2 实验条件
2.1 煤质分析
实验煤样取自榆林-鄂尔多斯地区，分别为永智、张家峁、红柳林，编号为1号、2号、3号，对三种煤样进行煤质分析，结果见表1。
由表1可知，1号煤样属于高水分、特低灰分、高挥发分、低硫、较难磨的难制浆煤种，2号煤样属于低水分、低灰分、中高挥发分、低硫、较难磨煤种，3号煤样属于低水分、特低灰分、中高挥发分、特低硫、较难磨煤种。
2.2 实验器材
TJCPS-180×150全密封锤式破碎缩分机;XMB-Φ240×300棒磨机;QHJM-3超细研磨机;GS-86型电动振筛机;DT500A电子天平;101-DA型电热鼓风干燥箱;HB43型梅特勒快速水分测定仪;NXS-4C型水煤浆粘度仪;BT-2002型激光粒度分布仪;JJ-1型定时电动搅拌器。
2.3 实验方法
生产现场对于水煤浆的粒度分布和粘度的要求为≤0.075mm颗粒比例占≥40.0%，≤0.45mm颗粒比例占≥86.0%，≤1mm颗粒比例占≥97.0%，水煤浆最大表观粘度为≤1200mPa・s。为了使得实验结果更具有参考性，实验中的煤浆粒度分布以及粘度均按照此要求进行。
实验采用干法制浆，找出最佳的制浆条件，然后用湿法按照最佳工艺条件进行验证。干法制浆的过程为：用棒磨机按照现场对水煤浆的粒度分布要求进行棒磨，将磨好的煤粉、一定量的添加剂和水放入烧杯中，用搅拌器搅拌6min。
将制得的水煤浆进行浓度、表观粘度的测试，妥善保存24h后进行流动性和稳定性的测试。
分别采用传统制浆工艺以及分级研磨制浆工艺对三个煤样进行成浆性实验研究，通过对比实验结果来得出分级研磨工艺水煤浆成浆浓度的影响。分级研磨制浆工艺的流程简图如图1所示。
3 结果与讨论
3.1 传统制浆工艺实验
三种煤样采用传统制浆工艺所得煤浆浓度结果见表2。
注：流动性标准：连续流动为A;间断流动为B;不流动为C。同一级别中以“+”“-”表示优劣。稳定性标准：浆体保持其初始状态，无析水和沉淀产生为A;存在少量的析水或少许软沉淀产生为B;有沉淀产生，密度分布不均，但经搅拌作用后可再生为C;产生部分沉淀或全部硬沉淀为D。
由表2可以看出，随着水煤浆浓度的升高，表观粘度随之升高，浆题流动性变差。按照现场需求，当表观粘度控制在1200mPa・s以下时，三个煤样采用传统制浆工艺所得到的煤浆最高浓度分别为54.34%、62.77%和60.33%。
3.2 分级研磨工艺实验
分级研磨工艺的干法实验，即根据现场粒度分布的要求，将棒磨机磨好的粗煤粉以及超细磨机磨好的超细煤粉按照一定的比例混合，在加入一定量的添加剂和水，搅拌6min得到水煤浆产品。三个煤样不同粗细比例的粒度分不见表3。
根据现场气化对粒度分布的要求，确定了三种煤样的级配比例粗：细分别为90：10、85：15以及80：20。按照该比例，三种煤样的采用分级研磨工艺所制得的煤浆浓度见表4所示。
由表4可以看出，采用分级研磨工艺所制得的1号、2号、3号煤样的成浆浓度分别为57.57%、65.63%以及64.20%。对比传统制浆工艺多得到的煤浆浓度分别上涨了3个、3个和4个百分点。
实验证明，分级研磨工艺通过对煤浆的堆积效率进行优化，使得水煤浆浓度得以提高。而煤浆浓度的提高对于煤气化性能有着很大的影响，有研究表明，随着煤浆浓度的升高，进入气化炉的水含量减少，为维持气化炉炉温恒定，气化单元所需氧气量减少，因燃烧而损失的CO、H2减少，有效气含量增加，因而比煤耗、比氧耗均降低，冷煤气效率升高[5]。
4 结束语
(1)取自榆林-鄂尔多斯地区的永智、张家峁、红柳林三个煤样，采用传统制浆工艺所得最高成浆浓度分别为54.34%、62.77%和60.33%;采用分级研磨工艺后，最高成浆浓度分别为57.57%、65.53%以及64.20%，煤浆浓度比传统制浆工艺提高3%-4%。
(2)采用分级研磨工艺，提高了煤浆的堆积效率，煤浆浓度的提高对煤气化性能有着很大的影响，对企业经济效益的提高有着重大的意义。
参考文献
[1]杜长江.水煤浆生产应用在“节能减排”中的价值[A].水煤浆新技术研发与实践[C].北京：中国石化出版社，2012：36-41.
[2]段清兵，等.低阶煤高浓度制浆新技术的研发与应用[A].水煤浆新技术研发与实践[C].北京：中国石化出版社，2012：32-35.
[3]李瑞国，等.水煤浆燃烧技术及其发展[A].水煤浆新技术研发与实践[C].北京：中国石化出版社，2012：58-64.
[4]段清兵，等.褐煤制气化水煤浆实验研究[J].洁净煤技术，2014，20(6)：19-22.
[5]万伟，等.煤浆浓度变化对煤气化性能的影响[J].化学世界，增刊：66-67.
