水煤浆
一、物理特性与功能
水煤浆是由煤、水和少量化学添加剂制成的浆体。根据用途，水煤浆分为高浓度水煤浆燃料和德士古炉气化用水煤浆。水煤浆可泵送、雾化、储存，并可在稳定状态下点火燃烧。约2吨水煤浆可替代1吨燃油。
水煤浆用于燃烧具有燃烧效率高、节能环保等优点，是洁净煤技术的重要组成部分。水煤浆采用管道输送，可长距离输送，投资少，运行成本低。到达终端后无需脱水即可直接燃烧，储运过程全封闭。
水在燃烧过程中会造成热量损失，不能充分燃烧产生热量。因此，煤的浓度应达到较高的水平，一般为65%~70%。化学添加剂约为1%。水造成的热量损失约占水煤浆热值的4%。水是气化过程中必不可少的原料。从这个角度来看，煤的浓度可以降低到62%~65%，这或许能带来增氧燃烧的潜力。
为了利于燃烧和气化反应，水煤浆对煤的细度有一定的要求。燃料用水煤浆粒度（通过率不低于98%的粒度）的上限为300μm，小于74μm（200目）的含量不低于75%。气化用水煤浆的细度比燃料用水煤浆略粗，粒度上限允许达到1410μm（14目），小于74μm（200目）的含量为32%～60%。为了使水煤浆易于泵送和雾化，对流动性也有要求。
在室温、剪切速率100s-1时，一般要求表观粘度不高于1000～1500mPa·s。用于长距离管道输送的水煤浆，要求在低温（地下埋地管道一年中的最低温度）、剪切速率10s-1时，表观粘度不高于800mPa·s。此外，还要求水煤浆在流动状态下具有较低的粘度，方便使用；在停止流动、静止状态下，能表现出较高的粘度，便于储存。
水煤浆在储运过程中的稳定性至关重要，因为水煤浆是固液两相混合物，易发生固液分离，因此要求在储运过程中不能产生“硬沉淀”。所谓“硬沉淀”，是指水煤浆通过搅拌无法恢复到原来状态的沉淀物。水煤浆能够保持不产生硬沉淀的性能，就称为水煤浆的“稳定性”。稳定性差的水煤浆在储运过程中一旦出现沉淀，将严重影响生产。
二、水煤浆制备技术概述
水煤浆要求煤浓度高、粒度细、流动性好、稳定性好，以免沉淀过硬。同时满足以上所有特性较为困难，因为有些特性是相互制约的。例如，提高浓度会导致粘度增大，流动性变差；流动性好、粘度低，稳定性反而变差。因此，需要实时监测浓度。波长计手持式密度计精度高达0.003g/ml，可实现精确的密度测量，精确控制浆料的密度。
1.正确选择制浆原煤
制浆用煤的质量除了满足下游用户的要求外，还必须关注其制浆性能——制浆的难易程度。有些煤在正常条件下很容易制成高浓度水煤浆，而有些煤则很难制成高浓度水煤浆，或者需要更复杂的制浆工艺和更高的成本。制浆原料的制浆性能对制浆厂的投资、生产成本和水煤浆质量影响很大。因此，应掌握煤炭制浆性能的规律，根据实际需要，本着技术可行性和经济合理的原则，选择制浆原料煤。
2. 评分
水煤浆不仅要求煤的粒度达到规定的细度，还要求具有良好的粒度分布，使不同粒径的煤颗粒能够相互填充，最大限度地减少煤颗粒之间的空隙，获得更高的“堆积效率”。空隙越少，用水量就越少，也越容易制得高浓度的水煤浆。这项技术有时也被称为“级配”。
3.制浆工艺及设备
在给定的原煤粒度特性和可磨性条件下，如何使最终产品水煤浆的粒度分布达到较高的“堆积效率”，需要合理选择磨煤设备和制浆工艺。
4. 选择性能匹配的添加剂
为了使水煤浆达到高浓度、低粘度、良好的流变性和稳定性，必须使用少量的化学药剂，称为“添加剂”。添加剂的分子作用于煤颗粒与水的界面，起到降低粘度、改善煤颗粒在水中的分散性、提高水煤浆稳定性的作用。添加剂的用量通常为煤量的0.5%～1%。添加剂的品种繁多，配方并非固定，必须通过实验研究确定。
发布时间：2025年2月13日
