【正文】 例： ： 1） COW：油在水中的乳化液和煤的混合物 我國發(fā)展水煤漿的重要性及歷程 我國發(fā)展水煤漿的重要性 我國能源結(jié)構(gòu) : 富煤貧油，我國石油產(chǎn)量約為 2億多噸， 04年進口石油約 8000萬噸，石油在各類工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐、電站鍋爐上作為燃料燒掉的每年仍有大約 3000萬噸，約占我國石油產(chǎn)量的 25%左右。 水煤漿的優(yōu)點： a、具有良好的流動性、穩(wěn)定性、易運輸，可減少運輸途中的損失，節(jié)省儲煤場地， 特別是可以液體燃燒方式用泵和管道輸送； b、水煤漿加工簡單，并易儲存； c、燃燒供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)遠較煤粉簡單； d、不存在自然著火、粉塵飛揚等問題； e、可以實現(xiàn) 100%代油，且與油一樣霧化燃燒，因此，原有的鍋爐只要簡單地改造即 可燃用水煤漿，燃燒效率高，電廠鍋爐能達到 98%~99%以上，與煤粉接近； f、水煤漿儲運和燃燒方式與油接近，運行操作規(guī)程相似，個運行人員帶來極大的方 便，提高了可操作性，同時鍋爐能做到既可燒水煤漿又可燒油； g、在水煤漿加工過程中，可以進行不同程度的脫灰脫硫處理，燃燒溫度又比一般煤 粉溫度低 200℃ 左右，因此燃燒時排放的 SO NOx可以大大減少。 水煤漿技術(shù)的起因： 70年代石油危機，煤代油的流體燃料，煤炭直接燃燒，儲存、運輸以及對環(huán)境的污染不如石油和天然氣，還涉及到燃油設(shè)備無法直接燃煤，煤炭的液化和氣化投資大、成本高，水煤漿是一種低成本、見效快技術(shù)相對簡單的經(jīng)物理方法加工的煤基流體燃料。 我國能源特征與挑戰(zhàn) 1 2020040060080010001200儲量/億噸礦物能源/2023年煤炭1145石油33儲采比116年煤炭的利用 7. 4%2. 8%22 .7 %67 .1 %煤石油天然氣水電和核能2023年能源消費率 能源安全是涉及到我國國防和經(jīng)濟建設(shè)。 “七五”攻關(guān)，組建“華煤水煤漿技術(shù)中心”，吸收了煤炭部所屬兩個工程設(shè)計院，唐山分院管道所，兩個制漿廠，兩個添加劑廠，有關(guān)燃燒試驗廠。 水煤漿的質(zhì)量要求 制漿技術(shù)概要 a、煤炭成漿性規(guī)律； b、級配技術(shù)； c、制漿工藝與設(shè)備； d、添加劑技術(shù)。 2）比表面積大，孔隙發(fā)達。 影響水煤漿成漿性的因數(shù)很多，其中主要的有：煤質(zhì)特征、粒度分布和添加劑種類?？赡バ圆顚Τ蓾{性的影響主要表現(xiàn)在當磨礦條件相同時，難以獲得超細的顆粒，從而降低了煤粒的堆積效率。 等經(jīng)球體的堆積有兩種極端方式： ① 正六面體堆積，最松散堆積，堆積效率 λ =π /6 = , 粒孔比（顆粒直徑與孔隙直徑之比） B= ② 正四面體堆積，最緊密堆積， 堆積效率 ?？妆龋w粒直徑與孔隙直徑之比） B= ??? ?? ③ 四種窄粒級煤的堆積效率 b、多種粒徑顆粒的堆積 多種粒徑顆粒的堆積是指具有大小不同直徑顆粒組分填充堆積，即大直徑顆粒群 被次大直徑顆粒群充填，次大直徑顆粒群又被較小直徑顆粒群所充填，較小直徑顆粒 群又被再小直徑的顆粒群充填，余此類推。v n除以 vst既可以得到在顆粒體系緊密堆積時各粒級的體積分數(shù)（也就是當顆粒體系達到最高的堆積效率時，各粒級應(yīng)該達到的體積分數(shù)）。 c、連續(xù)分布顆粒的堆積 這屬于實際顆粒物料的堆積。 RosinRammler模型： 式中： d－某個粒度； Ｒ－大于粒度ｄ的粒級含量； dM－與Ｒ＝ ； n－模型參數(shù)。 在上述的粒度分布模型中，控制粒度分布的是模型參數(shù) n，一般來說，只要確定一個恰當?shù)?n值，可以獲得較高的堆積效率。是一種針對連續(xù)分布顆粒體系求最高堆積效率下 n值的方法，是以上述幾種粒度分布模型為基礎(chǔ)。 ① GaudinSchumann和 Afred粒度分布 設(shè)某個第 i粒級的粒度上限為 d，則粒度下限為 d/B。當達到比較理想的堆積時可以認為是四面體堆積的變形，如下圖所示： 這種模式在各顆粒間都保持有一定的間距，上下兩層間相對運動時，顆粒也只是擦邊而過，對于這種堆積方式，可以計算出 ε 為 ， B值為３。 ② RosinRammler粒度分布 對于 RosinRammler粒度分布，用解析法求最佳的 n值是困難的。 對 Alfred粒度分布，也采用計算機模擬堆積，計算在緊密堆積下的 n值與上述的解析解是一致的 (n≈) ，說明對于那些無法用解析法得出最優(yōu)解的粒度分布，用計算機模擬計算同樣有效。但使用最多的是分散劑 和穩(wěn)定劑。但是，由于煤炭屬于疏水性比較好的物質(zhì)，所以少量的水在煤顆粒體系中由于水具有比較大的表面張力在煤顆粒的縫隙中結(jié)成水珠，無法展開，起不到潤滑作用，所以顆粒之間的內(nèi)摩擦力增加，漿體無法流動或流動阻力很大。 但是，水是極性物質(zhì)，在空氣中和疏水性比較強的煤顆粒體系中具有較強的表面張力，因此，水在煤顆粒體系中是難以鋪展開的。其中含氧官能團主要有羥基（－ OH）、羰基（＞ C=O）、 羧基（－ COOH）及甲氧基（ OCH3）和醚基（ O等）。非離子型添加劑主要通過表面活性降低煤顆粒之間水的表面張力，使煤漿中煤粒表面潤濕，來改變煤漿的性能。 b、方法： ① 普通水煤漿，是在制漿前采用一般的選煤方法，制漿原料煤的灰分一般 在９％左右。 b、粉碎過程：先破碎后磨煤。 c、攪拌的目的：使水煤漿均勻，加強藥劑與煤顆粒之間的作用。目前的水煤漿廠不采用。但該流程仍是以干法磨煤為主，干法制漿的不足之處依然存在。如果采用單段球磨，難以獲得好的級配，一般是一段粗磨，再分出一部分粗磨的物料細磨，目的是獲得好的級配。兗日漿廠選用的細磨球磨機的磨礦效率很低，噸煤電耗按裝機容量計算高達 143千瓦小時。該工藝與前一種不同在于中濃度細磨的來料不是從高濃度粗磨排料中分出，而是直接由破碎機而來，這可能是與破碎機的排料粒度較細有關(guān)（ 3mm）。該工藝的 特點 ： a、解決了選煤廠浮選精煤高水分使選煤廠總精煤水分增加的問題； b、降低了制漿廠的能耗； c、只能采用高濃度磨礦。 第五章 精細水煤漿的制備 緒論 a、什么是精細水煤漿？ 精細水煤漿制漿煤的平均粒度一般小于 10μm，灰分一般小于 2%，粘度和穩(wěn)定性都類似于普通水煤漿， 是普通水煤漿的延伸。這些問題的出現(xiàn)， 主要是由于普通水煤漿的粒度較粗、含灰量高所導(dǎo)致 。其制漿煤的粒度特別細（一般小于 10μm），灰分特別低（一般在 1％－ 2％，對有些煤種可小于 1％），濃度可達到 50％－ 60％。所以，其使用十分廣泛，使煤代油技術(shù)向前邁進了一大步。物理方法是采用油團聚的方法，美國曾用正戊烷作為團聚劑分選出灰分低于 1%的超凈煤，但該方法用團聚劑量達 30%50%，為了降低成本要采用加熱回收團聚劑，因正戊烷沸點低，揮發(fā)性強，整個系統(tǒng)全密封，用惰性氣體保護，存在爆炸的危險，加上制備出的精細水煤漿的成本與柴油接近，雖然其規(guī)模達到中試水平，但停止了進一步的商業(yè)開發(fā)，作為儲備技術(shù)保存下來。美國阿拉斯加大學也在開發(fā)精細水煤漿用于柴油發(fā)電機技術(shù)。 國內(nèi)精細水煤漿技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 礦大是國家技術(shù)攻關(guān)項目普通水煤漿制備技術(shù)的承擔單位，也是我國水煤漿的發(fā)源地。 礦大的精細水煤漿項目起始于 1990年，歷年的技術(shù)攻關(guān)，凝結(jié)了許多碩士和博士研究生的大量的辛勤勞動， 的水煤漿技術(shù)列為“國家科技成果重點推廣計劃”， 2023年水煤漿被原國家經(jīng)貿(mào)委批準為“國家重點新產(chǎn)品”。 ｄ、國家國外專家局“科教之光”資助項目； ｅ、世界實驗室“環(huán)境友好型水煤漿的制備與燃用”。其中兩項關(guān)鍵技術(shù)獲得國家發(fā)明專利： ａ、可以連續(xù)生產(chǎn)的、能力為 5t/h的超細磨工業(yè)樣機，見下圖，當入料原料煤平均粒度為 2mm、排料平均粒度小于 10μm時，噸煤電耗低于 55度。經(jīng)過超細粉碎的原料煤，采用該工藝，對于我國絕大部分煤種，可獲得灰分低于 3%2%的超純煤，對部分煤種可以獲得灰分低于 1%的超純煤，精煤產(chǎn)率可達 50%以上。原料煤經(jīng)粗碎到－ 2mm后調(diào)成濃度為 30％的煤漿，如果原料煤含硫高在此可加入脫硫抑制劑，以達到降低精細水煤漿硫分的目的，然后給入超細磨，在此一般把煤磨碎至 10μm左右，