【正文】 ?？妆龋w粒直徑與孔隙直徑之比） B= ??? ?? ③ 四種窄粒級(jí)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(shí)各粒級(jí)的體積分?jǐn)?shù)（也就是當(dāng)顆粒體系達(dá)到最高的堆積效率時(shí)，各粒級(jí)應(yīng)該達(dá)到的體積分?jǐn)?shù)）。 RosinRammler模型： 式中： d－某個(gè)粒度； Ｒ－大于粒度ｄ的粒級(jí)含量； dM－與Ｒ＝ ； n－模型參數(shù)。是一種針對(duì)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)。當(dāng)達(dá)到比較理想的堆積時(shí)可以認(rèn)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(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，顆粒也只是擦邊而過(guò)，對(duì)于這種堆積方式，可以計(jì)算出 ε 為 ， B值為３。 對(duì) Alfred粒度分布，也采用計(jì)算機(jī)模擬堆積，計(jì)算在緊密堆積下的 n值與上述的解析解是一致的 (n≈) ，說(shuō)明對(duì)于那些無(wú)法用解析法得出最優(yōu)解的粒度分布，用計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算同樣有效。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(wú)法展開(kāi)，起不到潤(rùn)滑作用，所以顆粒之間的內(nèi)摩擦力增加，漿體無(wú)法流動(dòng)或流動(dòng)阻力很大。其中含氧官能團(tuán)主要有羥基（－ OH）、羰基（＞ C=O）、 羧基（－ COOH）及甲氧基（ OCH3）和醚基（ O等）。 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。 c、攪拌的目的：使水煤漿均勻，加強(qiáng)藥劑與煤顆粒之間的作用。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。兗日漿廠選用的細(xì)磨球磨機(jī)的磨礦效率很低，噸煤電耗按裝機(jī)容量計(jì)算高達(dá) 143千瓦小時(shí)。該工藝的 特點(diǎn) ： 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(wèn)題； b、降低了制漿廠的能耗； c、只能采用高濃度磨礦。這些問(wèn)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 。所以，其使用十分廣泛，使煤代油技術(shù)向前邁進(jìn)了一大步。美國(guó)阿拉斯加大學(xué)也在開(kāi)發(fā)精細(xì)水煤漿用于柴油發(fā)電機(jī)技術(shù)。 礦大的精細(xì)水煤漿項(xiàng)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(dòng)， 的水煤漿技術(shù)列為“國(guó)家科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃”， 2023年水煤漿被原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委批準(zhǔn)為“國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品”。其中兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)獲得國(guó)家發(fā)明專利： ａ、可以連續(xù)生產(chǎn)的、能力為 5t/h的超細(xì)磨工業(yè)樣機(jī)，見(jiàn)下圖，當(dāng)入料原料煤平均粒度為 2mm、排料平均粒度小于 10μm時(shí)，噸煤電耗低于 55度。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(dá)到降低精細(xì)水煤漿硫分的目的，然后給入超細(xì)磨，在此一般把煤磨碎至 10μm左右，使其中的無(wú)機(jī)礦物充分解離。該燃燒器由噴咀和預(yù)燃室組成，霧化的精細(xì)水煤漿從預(yù)燃室的割線方向噴入，在切線方向給入一、二次助燃風(fēng)。此處采用精細(xì)油水煤漿是因?yàn)楣{仍采用柴油機(jī)上現(xiàn)有的供油泵，如果精細(xì)水煤漿中沒(méi)有柴油，則沒(méi)有潤(rùn)滑效果，供油泵再供漿過(guò)程中出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，可以完全供漿的雙聯(lián)供漿泵已經(jīng)設(shè)計(jì)完畢，正在加工，不久可以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)完全燃用不加柴油的精細(xì)水煤漿。 原料煤（灰分約為 ％的普通洗精煤）價(jià)格為 400元／噸； 原料煤深加工后得： 替代 1噸柴油需要的超凈煤量： 10000／ 7400＝ ； 精細(xì)水煤漿濃度為 55％， 則 ： ／ ＝ 也就是 普通洗精煤煤，分選出 ，制備 ，替代 1噸柴油； 替代 1噸柴油的原料費(fèi) ： 400 = 1080元 。作為比較，下表分別列出了柴油機(jī)應(yīng)用柴油和油－水－煤精細(xì)漿的初步試驗(yàn)結(jié)果。由于漿體的灰分特別低，燃盡后少量的飛灰隨煙氣排出，在燃燒室中沒(méi)有積灰和結(jié)渣的情況。浮選尾煤經(jīng)過(guò)脫水后可制備成常規(guī)水煤漿用于大型鍋爐。 礦大開(kāi)發(fā)的超細(xì)磨機(jī)： ａ、精細(xì)水煤漿在 ，燃燒工況穩(wěn)定，爐膛無(wú)積灰； 開(kāi)發(fā)了一種機(jī)械霧化的精細(xì)水煤漿燃燒器，省去了高壓空氣系統(tǒng)，特別適合于 1噸以下的小型燃油鍋爐； ｂ、與小型燃油鍋爐配套的、低價(jià)位的靜電除塵器作為一位博士研究生的課題已經(jīng)接近尾聲，除塵效率達(dá) 99%以上； ｃ、精細(xì)水煤漿還在一臺(tái)農(nóng)用小型 12馬力單缸高速柴油機(jī)上成功運(yùn)行，其中專門設(shè)計(jì)的精細(xì)漿燃用噴射霧化器已申請(qǐng)國(guó)家專利，申請(qǐng)?zhí)枺?001298275，已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性審查階段，該專利的實(shí)現(xiàn)為今后在現(xiàn)有柴油機(jī)上只要更換噴嘴和油泵，對(duì)機(jī)體不作改動(dòng)即可使用精細(xì)漿代替柴油。 江澤民主席在 1996年 1月 19日考察礦大的水煤漿技術(shù)，對(duì)開(kāi)發(fā)這種可以代替柴油的精細(xì)水煤漿技術(shù)給予極大的關(guān)注。較早開(kāi)展煤漿用于內(nèi)燃機(jī)研究的澳大利亞早在 1981年就制定了煤和柴油的混合物作為柴油機(jī)燃料的研究計(jì)劃，專題包括：超細(xì)粉碎，精選，單個(gè)煤油混合物微滴在大氣中的燃燒等，他們的研究表明煤和柴油的混合物在柴油機(jī)上燃燒在技術(shù)上可行，但制備成本偏高，在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中燃料霧化系統(tǒng)及燃燒系統(tǒng)的泵與噴嘴的磨損較為嚴(yán)重。 國(guó)外精細(xì)水煤漿技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 美國(guó)在八十年代為應(yīng)付石油價(jià)危機(jī)，著手開(kāi)發(fā)超凈煤分選技術(shù)，分選出的超凈煤制備成精細(xì)水煤漿，作為內(nèi)燃機(jī)的燃料。也無(wú)法用于對(duì)灰分要求特別嚴(yán)格的玻璃窯爐、陶瓷窯爐等窯爐，因?yàn)榛曳謺?huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。 工藝 特點(diǎn) ： a、煤泥本身含有較高的水分，在攪拌過(guò)程不用單獨(dú)加清水 ,只要把分散劑配成 一定的 濃度 ,再加到攪拌筒中； b、煤泥本身的粒度較細(xì)，特別是浮選尾煤，其粒度分布自然形成了較好的 級(jí)配，所 以一般不用磨機(jī)，因?yàn)槲裁核簼{是替代原煤而不是替代燃油，所以制漿成本是越 低越好，所以尾煤泥水煤漿也不可能上磨機(jī)，否則經(jīng)濟(jì)上不合算； c、特別是浮選尾煤，因泥質(zhì)物含量高，微細(xì)粒特別豐富，所以有時(shí)為了降低制漿成 本，就不用分散劑，雖然漿體的濃度的一些，但對(duì)于摻燒方式，也可以穩(wěn)定燃燒， 當(dāng)然也取決于煤質(zhì)，也就說(shuō)，煤的揮發(fā)分要求高一些。該工藝的 特點(diǎn) ： a、流程簡(jiǎn)單，沒(méi)有過(guò)濾脫水、涅混環(huán)節(jié)； 高濃度 中濃度 b、因?yàn)榧?xì)磨的原料是已經(jīng)粗磨破碎的物料，減小了細(xì)磨的破碎比，提高了細(xì)磨的磨礦效率，更主要的是改善了水煤漿的級(jí)配， 7)高、中濃度磨礦級(jí)配制漿工藝之三 該工藝是俄羅斯管道輸漿系統(tǒng)制漿廠采用的制漿工藝。 這是國(guó)內(nèi)外采用的最多的一種制漿工藝，我國(guó)現(xiàn)有的水煤漿制漿廠基本上都 是采用這種工藝。 4)濾漿 a、濾漿的目的：除雜質(zhì) b、濾漿設(shè)備：在線篩網(wǎng)濾漿器。 ③ 高灰水煤漿，制漿原料本身就是經(jīng)過(guò)洗選的尾煤，不用洗選。所以煤炭的疏水性隨煤化程度加深而增加。分散劑可以增加煤顆粒的親水性，減小水的表面張力，使加入的少量的水在煤顆粒表面形成水膜，起到潤(rùn)滑作用，使水煤漿粘度降低，分散劑的作用機(jī)理可從三個(gè)方面論述。如果不用添加劑，只能制得濃度低于 60%的 水煤漿。 上圖的堆積模型也可以看成正六面體堆積的變形，若 ε仍取 ，當(dāng) B值取六面體堆積的 。該理論認(rèn)為這是反映了真實(shí)情況的，因?yàn)橹挥羞@樣，小粒級(jí)的顆粒才能充分地充填到粗粒級(jí)中去。 Alfred模型： nsnLnsnddddy???式中： d－某個(gè)粒度； y－小于粒度ｄ的粒級(jí)含量； dL－顆粒體系中最大粒度； ds－顆粒體系中最小粒度； n－模型參數(shù)。實(shí)際上隨著粒度的減小，由于比表面積變大，重量減輕，不易克服周圍阻力，從而使堆積時(shí)的空隙率有增大的趨勢(shì)。+ v n = vm(1ε n) 表觀體積： nstm1v???若只有２級(jí)堆積，而且一、二級(jí)顆粒體積之和為１個(gè)單位（為了計(jì)算方便）則： 2m 11??? 對(duì)于 n級(jí)顆粒的堆積： )f(11)1(1)1(vv)f1(1)1(1)1(vvf11)1(1)1(vvf11)1(11)1(vv123233m412222m312m212m1??????????