褐煤提質(zhì)前后成漿特性的研究

劉云肖 初茉

摘 要：褐煤是煤化程度最低的煤種，為泥炭在適度壓力下轉(zhuǎn)變而成，煤化程度低， 用作氣化原料存在許多缺陷，如高水分、高灰分、熔點(diǎn)變化大、機(jī)械強(qiáng)度低、熱穩(wěn)定性差、煤氣粉塵含量大、料層透氣性差等。但將褐煤提質(zhì)后制備高濃度水煤漿，再通過(guò)水煤漿氣化加以利用是褐煤利用的一個(gè)新途徑。本文通過(guò)對(duì)褐煤原煤和提質(zhì)型煤成漿特性的研究，通過(guò)級(jí)配試驗(yàn)、添加劑試驗(yàn)、成漿濃度試驗(yàn)等，得出褐煤經(jīng)提質(zhì)后成漿性可以得到很大的提高，為褐煤應(yīng)用拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域。

關(guān) 鍵 詞：褐煤；提質(zhì)型煤； 水煤漿； 試驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ 530 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2015）07-1701-05

A Study on the Pulp Properties Before and After Lignite Upgrading

LIU Yun-xiao1，2， CHU Mo1

（1. China University of Mining &Technology，Beijing， School of Chemical&Environmental Engineering， Beijing 100083， China；

2. Hulunbuir Shenhua Clean Coal Co.， LTD Inner Mongolia， Inner Mongolia Hulunbuir 021025， China）

Abstract： Lignite is the lowest degree of coalification coal， peat change into at moderate pressure， low degree of coalification， used as the raw material for gasification has many defects， such as high moisture， high ash melting point changes， large， low mechanical strength， poor thermal stability， the dust content in the gas， material layer permeability difference etc.. But the lignite of high concentration coal water slurry preparation， and then through the gasification of coal water slurry is a new way to use lignite utilization. In this paper， through the study of lignite coal and upgrading of coal briquette slurrying property， by grading test， additive， the slurry concentration test， obtained by the upgrading of lignite pulp can be improved greatly， and widen the application field of lignite application.

Key words： Lignite； Briquette upgrading； Coal water slurry； Test

褐煤是煤化程度最低的煤種，為泥炭在適度壓力下轉(zhuǎn)變而成，介于泥炭和煙煤之間，含水量高，含碳量低，含氧量高，氫含量變化大，在空氣中易風(fēng)化，易自燃，儲(chǔ)存困難[1]。由于褐煤本身的特性決定了其用作氣化原料存在許多缺陷，如高水分、高灰分、熔點(diǎn)變化大、機(jī)械強(qiáng)度低、熱穩(wěn)定性差、煤氣粉塵含量大、料層透氣性差等。

神華寶日希勒褐煤提質(zhì)提質(zhì)項(xiàng)目采用氣流干燥熱壓成型技術(shù)，經(jīng)過(guò)輥壓機(jī)后的提質(zhì)型煤使褐煤水分降低，發(fā)熱量提高，而且有效改善了褐煤的表面結(jié)構(gòu)和吸水特性[2]，熱壓型煤結(jié)構(gòu)漸趨緊密，呈現(xiàn)出類(lèi)煙煤結(jié)構(gòu)特征，其成漿特性得到了很大的改善。

1 神華褐煤氣流干燥成型工藝介紹[3]

神華呼倫貝爾潔凈煤公司褐煤氣流干燥熱壓成型工藝采用直管式氣流干燥技術(shù)，利用高溫?zé)煔庠谒查g將褐煤水分由30%左右降至8%左右，再將干燥后的褐煤經(jīng)過(guò)熱壓成型，生產(chǎn)具有較高發(fā)熱量的提質(zhì)型煤[4]。

2 褐煤制備氣化水煤漿研究現(xiàn)狀

褐煤屬于難制漿煤種。褐煤變質(zhì)程度煤低，芳香核縮合程度低， 支鏈、橋鏈較多， 內(nèi)部細(xì)孔豐富，孔隙率大，密度明顯低于煙煤。同時(shí)，褐煤結(jié)構(gòu)中支鏈上羧基、羥基等酸性含氧官能團(tuán)較多，親水性強(qiáng)[5]，這些特征使褐煤不經(jīng)過(guò)預(yù)處理難以直接制取高濃度、低黏度的水煤漿。

澳大利亞、美國(guó)、日本等國(guó)對(duì)褐煤進(jìn)行了研究，澳大利亞斯溫堡技術(shù)研究所對(duì)維多利亞褐煤進(jìn)行了處理，結(jié)合干燥和增稠技術(shù)，制得了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的褐煤漿；美國(guó)北達(dá)科他州研究中心根據(jù)褐煤特性，研究出一種HWD 工藝（熱水干燥工藝），將褐煤在高壓容器中利用高壓水加工提質(zhì)，干燥后的成品用作制漿原料，在中試裝置上制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的水煤漿；Atesok 等研究了土耳其褐煤煤質(zhì)對(duì)成漿的影響，用這種煤樣制出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58%的水煤漿。本課題利用寶日希勒熱壓型煤，經(jīng)熱處理后制得水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)56%的高濃度水煤漿[6]。

神華寶日希勒褐煤提質(zhì)項(xiàng)目褐煤熱壓提質(zhì)工藝屬?lài)?guó)內(nèi)外首創(chuàng)，目前尚沒(méi)有對(duì)熱壓提質(zhì)型煤的成漿性變化規(guī)律進(jìn)行深入研究。為了拓寬熱壓提質(zhì)褐煤的應(yīng)用領(lǐng)域，提高其應(yīng)用價(jià)值，需進(jìn)一步分析研究褐煤經(jīng)熱壓成型后對(duì)成漿特性的影響。

3 褐煤、熱壓型煤成漿性試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)原料

本試驗(yàn)所用的煤樣為呼倫貝爾神華潔凈煤有限公司提供的內(nèi)蒙古寶日希勒褐煤原煤和熱壓型煤，為了確定褐煤經(jīng)過(guò)熱壓提質(zhì)過(guò)程的煤質(zhì)變化，首先對(duì)原煤和熱壓型煤的煤質(zhì)特性分別進(jìn)行分析，包括工業(yè)分析，元素分析，可磨性，孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)及最小內(nèi)水等。具體分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 神華寶日希勒褐煤提質(zhì)項(xiàng)目原煤和提質(zhì)型煤數(shù)據(jù)分析

Table 1 Analysis of raw coal and briquette of Shenhua BaoRixile lignite upgrading project

指標(biāo) 工業(yè)分析， %

Mad Aad Ad Vad Vd Vdaf Fcad Fcd

原煤 13.20 12.37 14.25 30.80 35.49 41.38 43.63 50.26

提質(zhì)型煤 8.47 14.57 15.92 30.53 33.35 39.67 46.44 50.73

指標(biāo) 元素分析，% HGI 發(fā)熱量

Qb，ar /（MJ?kg-1）

Cd Hd Nd Od St，d

原煤 62.78 6.41 1.05 14.98 1.54 106 50 85.0

提質(zhì)型煤 72.86 5.24 0.96 14.55 0.46 115 40～60 75.0～95.0

煤孔結(jié)構(gòu)

參數(shù)分析 孔隙

率，% 總孔體積

/（mL?g-1） 總孔

面積A BET比表

面/（ m2?g-1） MHC， %

原煤 49.91 0.7748 30.584 3.483 5 20.13

提質(zhì)型煤 17.05 0.1467 7.706 - 16.38

由上表可以看出：寶日希勒褐煤原煤屬于低變質(zhì)程度煤，空氣干燥基（Mad）水分值較高，為13.20%。提質(zhì)型煤的空干基水分為8.47%，與原煤相比，提質(zhì)型煤水分降低了4.73%，說(shuō)明原煤經(jīng)過(guò)熱壓提質(zhì)后，空氣干燥基水分明顯降低。

寶日褐煤原煤的可磨性良好，HGI 值為106，經(jīng)過(guò)熱壓提質(zhì)后，煤樣的可磨性達(dá)到115。HGI值越高，煤在磨碎過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)?；蚰z態(tài)顆粒越多，可以得到比較寬的粒度分布和較高的堆積效率，有利于煤的成漿性。

寶日希勒褐煤隨著提質(zhì)程度的變化，其孔隙率、總孔體積、總孔面積均降低。證明了褐煤經(jīng)過(guò)熱壓提質(zhì)后，煤化度升高，孔隙率降低，煤結(jié)構(gòu)漸趨緊密，而這種結(jié)構(gòu)的變化有利于褐煤成漿性的提高。

原煤的吸水量（MHC值等于20.13%）大于熱壓型煤（MHC值等于16.38%）。說(shuō)明熱壓提質(zhì)工藝不僅使褐煤水分降低，發(fā)熱量提高，而且有效改善了褐煤的表面結(jié)構(gòu)和吸水特性，從而使褐煤的成漿性增強(qiáng)。

3.2 水煤漿制備[7]

水煤漿制漿方法主要包括選煤，破碎與磨煤，混合和攪拌等環(huán)節(jié)。本試驗(yàn)選用的是干法制漿工藝制備水煤漿，制漿試驗(yàn)步驟如下：

①用球磨機(jī)將上述煤樣磨成合適粒徑的煤粉，并采用濕式篩分法計(jì)算出煤樣中小于200目煤粉的相對(duì)含量。

②按照一定的粗細(xì)粉配比比例，稱(chēng)取相應(yīng)質(zhì)量的煤粉，預(yù)設(shè)水煤漿濃度，計(jì)算出添加劑和水的質(zhì)量，添加劑用量=干煤質(zhì)量×添加劑用量百分比；加入水的質(zhì)量=干煤質(zhì)量/預(yù)設(shè)濃度-煤的質(zhì)量-添加劑質(zhì)量。

③將上述配好的制漿原料在200 r/min的攪拌器內(nèi)勻速攪拌10 min，即可得到水煤漿。

④水煤漿粘度的測(cè)試，將制備好的水煤漿，倒進(jìn)黏度儀的測(cè)試管里，裝好測(cè)試管。按照NXS-11B 旋轉(zhuǎn)型黏度計(jì)測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定，并將數(shù)值輸入到粘度軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可得到粘度數(shù)值和流變曲線(xiàn)。

⑤水煤漿實(shí)際濃度測(cè)試，采用的方法為：GBT 18856.2-2002。

3.3 原煤、提質(zhì)型煤成漿性試驗(yàn)

3.3.1 原煤成漿性試驗(yàn)

根據(jù)影響成漿性的主要因素，水煤漿制備試驗(yàn)按照級(jí)配優(yōu)化、萘系添加劑用量確定、木質(zhì)素系添加劑用量確定、成漿濃度優(yōu)化依次進(jìn)行。

1）級(jí)配試驗(yàn)[8]

制漿原料的級(jí)配優(yōu)化，在設(shè)定添加劑用量為0.5%的條件下，改變粗粉/細(xì)粉比例逐步提高成漿濃度。通過(guò)水煤漿表觀(guān)粘度測(cè)定分析，得出水煤漿粘度與級(jí)配關(guān)系而確定粗粉/細(xì)粉比例。表2給出了寶日褐煤原煤級(jí)配對(duì)成漿性的影響。

表2 褐煤原煤級(jí)配試驗(yàn)數(shù)據(jù)

Table 2 The experiment data of BaoRI lignite coal grading

粗粉，% 細(xì)粉，% 小于200目

煤粉比例，% 表觀(guān)粘度

/（mPa?s） 實(shí)際

濃度，%

40 60 77.16 771.19 46.38

50 50 76.18 652.35 46.58

60 40 75.08 460.07 46.14

70 30 73.96 496.43 46.26

預(yù)設(shè)濃度為46%，添加劑為萘系添加劑，用量為0.5%

根據(jù)表2可知，寶日原煤最佳級(jí)配比為粗粉/細(xì)粉=6：4，在此粗粉/細(xì)粉比例下小于200 煤粉含量為75.08%。此時(shí)在預(yù)設(shè)濃度為46%（由于褐煤原煤成漿性較差，預(yù)設(shè)濃度為46%）萘系添加劑用量為0.5%的條件下，水煤漿的表觀(guān)粘度為460.07 mPa?s，水煤漿的實(shí)際濃度為46.14%。

2）萘系添加劑最佳用量試驗(yàn)

本試驗(yàn)的目的是在最佳級(jí)配比例下，通過(guò)改變萘系添加劑比例逐步提高成漿濃度，并通過(guò)測(cè)定其粘度變化規(guī)律得出萘系添加劑的最佳用量。具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3。

表3 原煤的最佳萘系添加劑用量

Table 3 The best naphthalene additive of BaoRi lignite coal

粗粉，% 細(xì)粉，% 添加劑

用量，% 表觀(guān)粘度

/（mPa?s） 實(shí)際

濃度，%

60 40 0.7 592.54 47.05

60 40 0.8 512.63 46.97

60 40 0.9 437.64 46.98

60 40 1.0 472.02 46.25

60 40 1.1 526.71 47.13

粗細(xì)比例為6：4，預(yù)設(shè)濃度為47%，小于200目的煤粉比例為75.08%

通過(guò)表3，可以得出以下結(jié)論，在煤粉粗細(xì)比為6：4 的情況下，最佳的萘系添加劑用量為0.9 %，在預(yù)設(shè)濃度為47%的情況下，可得到粘度為437.64 mPa?s，實(shí)際濃度為46.98%的水煤漿漿體。

3）木質(zhì)素系最佳添加劑用量試驗(yàn)[9]

將萘系添加劑改變?yōu)槟举|(zhì)素系，通過(guò)變化木質(zhì)素系添加劑比例提高漿體的成漿濃度，并測(cè)定其粘度變化規(guī)律得出木質(zhì)素系添加劑的最佳用量，進(jìn)而確定寶日原煤水煤漿對(duì)不同添加劑的適應(yīng)性。表4 給出了寶日原煤的最佳木質(zhì)素系添加劑用量試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表4 原煤的最佳木質(zhì)素系添加劑用量

Table 4 The best lignin additive of BaoRI lignite coal

粗粉，% 細(xì)粉，% 添加劑

用量，% 表觀(guān)粘度

/（mPa?s） 實(shí)際

濃度，%

60 40 1.7 534.78 44.55

60 40 1.8 496.40 44.79

60 40 1.9 443.51 44.24

60 40 2.0 502.99 44.75

60 40 2.1 544.30 44.97

粗細(xì)比例為6：4，預(yù)設(shè)濃度為44%，小于200目的煤粉比例為75.08%

通過(guò)表4得出以下結(jié)論，在煤粉粗細(xì)比為6：4的情況下，最佳的木質(zhì)素系添加劑用量為1.9%，在預(yù)設(shè)濃度為44%的情況下，可得到粘度為443.51 mPa?s，實(shí)際濃度為44.24%的水煤漿漿體。

4）萘系添加劑最大成漿濃度試驗(yàn)

本試驗(yàn)是在原煤最佳級(jí)配比及最佳萘系添加劑用量的條件下，進(jìn)一步確定最高成漿濃度。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表5。

表5 原煤最大成漿濃度（萘系添加劑）

Table 5 The maximum plasma concentration of BaoRi coal（Naphthalene additives）

粗粉，% 細(xì)粉，% 添加劑

用量，% 表觀(guān)粘度

/（mPa?s） 實(shí)際

濃度，% 預(yù)設(shè)濃

度， %

60 40 0.9 370.88 45.07 45

60 40 0.9 533.74 46.88 46

60 40 0.9 634.27 47.13 47

60 40 0.9 683.49 48.49 48

60 40 0.9 1197.56 49.26 49

60 40 0.9 1893.65 50.83 50

通過(guò)表5可知，在煤粉粗細(xì)比為6：4，萘系添加劑用量為0.9%的情況下，水煤漿的表觀(guān)粘度隨著漿體的實(shí)際濃度的提高而增大。但根據(jù)表觀(guān)粘度與實(shí)際成漿濃度的關(guān)系，在水煤漿實(shí)際濃度為49%時(shí)，其表觀(guān)粘度值為1 200 mPa?s，達(dá)到水煤漿使用的上限。

5）木質(zhì)素系添加劑最大成漿濃度試驗(yàn)

在原料最佳級(jí)配比及木質(zhì)素系添加劑最佳用量的條件下，通過(guò)成漿性試驗(yàn)獲得原煤的最大成漿濃度。表6 為寶日原煤使用木質(zhì)素系添加劑的最大成漿濃度。

表6 原煤最大成漿濃度（木質(zhì)素系添加劑）

Table 6 The maximum plasma concentration of BaoRi coal（Lignin additives）

粗粉，% 細(xì)粉，% 添加劑

用量，% 表觀(guān)粘度

/（mPa?s） 實(shí)際濃

度，% 預(yù)設(shè)

濃度，%

60 40 1.9 629.81 43.13 43

60 40 1.9 719.39 44.32 44

60 40 1.9 893.24 45.01 45

60 40 1.9 1173.5 46.12 46

60 40 1.9 1 529.26 47.22 47

由表6可以得出以下結(jié)論，在煤粉粗細(xì)比為6：4 木質(zhì)素系添加劑用量為1.9%的情況下，水煤漿的表觀(guān)粘度隨著漿體的實(shí)際濃度的提高而增大，但根據(jù)表觀(guān)粘度與實(shí)際成漿濃度的關(guān)系，在水煤漿實(shí)際濃度為46.1%時(shí)，其表觀(guān)粘度值為1 200 mPa?s，達(dá)到水煤漿使用的上限。

6）原煤成漿性試驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)上述原煤成漿性試驗(yàn)可以得以下結(jié)論：

①原煤最佳級(jí)配比為粗粉/細(xì)粉=6：4，其中小于200 煤粉含量為75.08%。

②萘系添加劑最佳用量為0.9%。

③通過(guò)萘系添加劑的最大成漿濃度試驗(yàn)，在煤粉粗細(xì)比為6：4，萘系添加劑用量為0.9%條件下，褐煤原煤的最大成漿濃度為49%，其表觀(guān)粘度值為1 200 mPa?s，達(dá)到水煤漿使用的上限。

④通過(guò)木質(zhì)素系添加劑的最大成漿濃度試驗(yàn)，在煤粉粗細(xì)比為6：4，木質(zhì)素系添加劑用量為0.9%條件下，寶日原煤的最大成漿濃度為46.1%，其表觀(guān)粘度值為1 173.5 mPa?s。

3.3.2 提質(zhì)型煤成漿性試驗(yàn)

為確定提質(zhì)型煤的成漿特性，參照原煤成漿性試驗(yàn)步驟進(jìn)行。

1）級(jí)配試驗(yàn)

提質(zhì)型煤制漿原料的級(jí)配優(yōu)化方法與原煤相同。表7給出了熱壓型煤級(jí)配試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表7 熱壓型煤級(jí)配試驗(yàn)數(shù)據(jù)

Table 7 The grading of heat pressed briquette

粗粉，% 細(xì)粉，% 小于200目

煤粉比例，% 表觀(guān)粘度

/（mPa?s） 實(shí)際

濃度，%

90 10 70.50 637.55 53.46

80 20 73.31 524.83 52.83

70 30 75.12 917.29 54.87

60 40 79.15 1333.93 53.27

預(yù)設(shè)濃度為53%，添加劑種類(lèi)為萘系添加劑，用量為0.5%

通過(guò)表7可知，對(duì)于熱壓型煤最佳級(jí)配比為粗粉/細(xì)粉=8：2，在此粗細(xì)比例條件下，小于200 煤粉含量為73.31%。當(dāng)萘系添加劑用量為0.5%，預(yù)設(shè)濃度為53%，水煤漿的表觀(guān)粘度為524.83 mPa?s，水煤漿的實(shí)際濃度為52.83%。

2）萘系添加劑最佳用量試驗(yàn)

在最佳級(jí)配（粗粉/細(xì)粉=8：2）條件下，改變萘系添加劑用量，測(cè)定水煤漿表觀(guān)粘度，根據(jù)表觀(guān)粘度和實(shí)際濃度的變化關(guān)系，分析得出萘系添加劑最佳用量。表8 給出了熱壓型煤漿的萘系添加劑最佳用量。

表8 提質(zhì)型煤漿的添加劑最佳用量（萘系添加劑）

Table 8 The best amount of sdditive for heat pressed briquette（Naphthalene additives）

粗粉，% 細(xì)粉，% 添加劑

用量，% 表觀(guān)粘度

/（mPa?s） 實(shí)際

濃度，%

80 20 0.7 742.34 54.02

80 20 0.8 597.51 54.21

80 20 0.9 515.14 54.05

80 20 1.0 529.37 54.26

80 20 1.1 550.84 54.30

80 20 1.2 585.61 54.39

粗細(xì)比為8：2，預(yù)設(shè)濃度為54%，小于200目的煤粉比例為73.31%

根據(jù)表8可以得出，在熱壓型煤制漿原料的粗粉/細(xì)粉比例為8：2，最佳的萘系添加劑用量為0.9%時(shí)，可得到粘度為515.14 mPa?s，實(shí)際濃度為54.05%的水煤漿漿體（預(yù)設(shè)濃度為54%），添加劑量進(jìn)一步增加，漿體濃度及粘度變化不大。

3）木質(zhì)素系最佳添加劑用量試驗(yàn)

在最佳級(jí)配8：2 條件下，改變添加劑為木質(zhì)素系，通過(guò)調(diào)整木質(zhì)素添加劑的不同用量提高成漿濃度，并測(cè)定其粘度，分析流變曲線(xiàn)得出最佳添加劑用量。表9給出了熱壓型煤的木質(zhì)素系添加劑最佳用量。

表9 熱壓型煤的最佳添加劑用量（木質(zhì)素系）

Table 9 The best amount of sdditive for heat pressed briquette（Lignin additives）

粗粉，% 細(xì)粉，% 添加劑

用量，% 表觀(guān)粘度

/（mPa?s） 實(shí)際

濃度，%

80 20 1.7 698.63 52.02

80 20 1.8 641.67 51.91

80 20 1.9 537.35 51.43

80 20 2.0 557.37 51.26

80 20 2.1 640.72 51.76

80 20 2.2 743.01 51.67

粗細(xì)比為8：2，預(yù)設(shè)濃度為51%，小于200目的煤粉比例為73.31%

通過(guò)表9可以得出，在煤粉粗細(xì)比例為8：2 的情況下，木質(zhì)素系添加劑用量為1.9%，可得到粘度為537.35 mPa?s，實(shí)際濃度為51.43%的水煤漿漿體，為優(yōu)化的木質(zhì)素添加劑用量條件（預(yù)設(shè)濃度為51%）。

4）萘系添加劑最大成漿濃度試驗(yàn)

在最佳級(jí)配比及最佳萘系添加劑用量條件下，調(diào)整預(yù)設(shè)濃度使熱壓型煤漿實(shí)際濃度逐步增加，確定其最大成漿濃度。表10給出了熱壓型煤的使用萘系添加劑時(shí)最大成漿濃度。

表10 熱壓型煤的最大成漿濃度（萘系添加劑）

Table 10 The maximum plasma concentration of heat pressed briquette（Naphthalene additives）

粗粉，% 細(xì)粉，% 添加劑

用量，% 表觀(guān)粘度

/（mPa?s） 實(shí)際

濃度，% 預(yù)設(shè)

濃度，%

80 20 0.9 693.84 54.06 54

80 20 0.9 995.19 55.12 55

80 20 0.9 1153.42 56.05 56

80 20 0.9 1725.34 57.14 57

80 20 2.1 640.72 51.76

80 20 2.2 743.01 51.67

由表10可知，在粗粉/細(xì)粉比例為8：2，萘系添加劑用量為0.9%條件下，水煤漿的表觀(guān)粘度隨著漿體的實(shí)際濃度的提高而增大，當(dāng)實(shí)際濃度為57.1%時(shí)，表觀(guān)粘度已達(dá)到1 725.34 mPa?s，大于1 200 mPa?s。當(dāng)水煤漿實(shí)際濃度為56%時(shí)，其表觀(guān)粘度值為1 200 mPa?s，達(dá)到水煤漿使用的上限。

5）木質(zhì)素系添加劑最大成漿濃度試驗(yàn)

當(dāng)使用木質(zhì)素系添加劑時(shí)，熱壓型煤的最大成漿濃度如表11。

表11 熱壓型煤最大成漿濃度（木質(zhì)素系添加劑）

Table 11 The maximum plasma concentration of heat pressed briquette（Lignite additives）

粗粉，% 細(xì)粉，% 添加劑

用量，% 表觀(guān)粘度

/（mPa?s） 實(shí)際濃

度，% 預(yù)設(shè)濃

度，%

60 40 1.9 691.37 50.97 43

60 40 1.9 827.57 51.83 44

60 40 1.9 1 006.27 52.79 45

60 40 1.9 1 293.77 53.87 46

60 40 1.9 1 762.91 54.93 47

通過(guò)表1可以得出以下結(jié)論，在煤粉粗細(xì)比為8：2 木質(zhì)素系添加劑用量為1.9%的情況下，水煤漿的表觀(guān)粘度隨著漿體的實(shí)際濃度的提高而增大，在水煤漿實(shí)際濃度為53.5%時(shí)，其表觀(guān)粘度值為1 200 mPa?s，達(dá)到水煤漿使用的上限。

6）提質(zhì)型煤成漿性試驗(yàn)結(jié)論：

通過(guò)上述提質(zhì)型煤成漿性試驗(yàn)可以得以下結(jié)論：

①熱壓型煤制備水煤漿的最佳級(jí)配比為粗粉/細(xì)粉=8：2，其中小于200目煤粉含量為73.31%。

②最佳的萘系添加劑用量為0.9%；最佳的木質(zhì)素系添加劑用量為1.9%。

③熱壓型煤在使用萘系添加劑時(shí)最大成漿濃度為56%（粗粉/細(xì)粉=8：2；萘系添加劑用量為0.9%），表觀(guān)粘度值達(dá)到1 200 mPa?s 的上限。

④熱壓型煤在使用木質(zhì)素系添加劑時(shí)最大的成漿濃度為53.5%粗粉/細(xì)粉=8：2；木質(zhì)素系添加劑用量為1.9%），表觀(guān)粘度值為1 200 mPa?s，達(dá)到水煤漿使用的上限。

4 結(jié) 論

通過(guò)褐煤原煤和提質(zhì)型煤煤質(zhì)分析及成漿性試驗(yàn)，可以得到以下結(jié)論：

①褐煤原煤成漿性差，成漿濃度小于50%。萘系添加劑優(yōu)于木質(zhì)素系，當(dāng)萘系添加劑用量為0.9%，達(dá)到最大成漿濃度，為49.0%；當(dāng)木質(zhì)素系添加劑用量為1.9%，達(dá)到最大成漿濃度為46.1%。原煤的粗粉/細(xì)粉最佳級(jí)配比例是6：4，其中小于200目煤粉含量為75.08%。

②熱壓型煤的最佳級(jí)配比是8：2，其中小于200目煤粉含量為73.31%；對(duì)于熱壓型煤，萘系添加劑用量為0.9%，達(dá)到最大成漿濃度56%；木質(zhì)素系添加劑用量為1.9%，達(dá)到最大成漿濃度為53.5%。

對(duì)比原煤、熱壓型煤的成漿特性可知，熱壓型煤的成漿性明顯優(yōu)于原煤。具體對(duì)比結(jié)論如下：

①對(duì)于褐煤、熱壓型煤制漿原料，萘系水煤漿添加劑的成漿性均優(yōu)于木質(zhì)素系水煤漿添加劑。萘系水煤漿添加劑的最大成漿濃度比木質(zhì)素系高2%～2.5%。

②熱壓型煤的最大成漿濃度比褐煤高7.0%。

總之，呼倫貝爾神華潔凈煤有限公司褐煤干燥熱壓成型生產(chǎn)線(xiàn)，對(duì)褐煤進(jìn)行干燥的同時(shí)，完成了對(duì)提質(zhì)煤的加壓過(guò)程[10]。與褐煤相比，熱壓型煤的孔隙率、總孔體積及親水性均明顯降低，呈現(xiàn)類(lèi)煙煤結(jié)構(gòu)，為褐煤成漿性的大幅提升打下了煤質(zhì)與煤結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。隨著我國(guó)優(yōu)質(zhì)煤資源的減少及現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)于優(yōu)質(zhì)氣化原料煤的需求不斷增加，以熱壓提質(zhì)工藝為前提，以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)氣化原料為目標(biāo)，制備高濃度褐煤氣化用漿，構(gòu)成褐煤提質(zhì)—?dú)饣铣桑ㄈ剂嫌突蚧て罚詈闲鹿に?，替代價(jià)格較高的煙煤制漿，將為擴(kuò)大我國(guó)優(yōu)質(zhì)化工煤源提供新途徑，促進(jìn)以褐煤提質(zhì)技術(shù)為基礎(chǔ)的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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