Uhoľná vodná kaša
I. Fyzikálne vlastnosti a funkcie
Uhoľno-vodná kaša je kaša vyrobená z uhlia, vody a malého množstva chemických prísad. Podľa účelu sa uhoľno-vodná kaša delí na vysoko koncentrované uhoľno-vodné suspenzné palivo a uhoľno-vodná kaša na splyňovanie pecí Texaco. Uhoľno-vodný kal je možné čerpať, atomizovať, skladovať a zapaľovať a spaľovať v stabilnom stave. Približne 2 tony kalu z uhlia a vody môžu nahradiť 1 tonu vykurovacieho oleja.
Uhoľno-vodná kaša na spaľovanie prekoná vysokú účinnosť spaľovania, úsporu energie a prínosy pre životné prostredie, čo je jedna dôležitá súčasť technológie čistého uhlia. Uhoľno-vodný kal je možné prepravovať na veľké vzdialenosti potrubnou dopravou s nízkymi investíciami a nízkymi prevádzkovými nákladmi. Po príchode na terminál sa môže priamo spáliť bez dehydratácie a proces skladovania a prepravy je úplne uzavretý.
Voda spôsobí tepelné straty a nemôže vytvárať teplo v procese spaľovania. Preto by koncentrácia uhlia mala dosahovať relatívne vysokú úroveň - vo všeobecnosti 65 ~ 70%. Chemické prísady sú asi 1 %. Tepelné straty spôsobené vodou predstavujú asi 4 % výhrevnosti kalu uhoľnej vody. Voda je nevyhnutnou surovinou pri splyňovaní. Z tohto hľadiska môže byť koncentrácia uhlia znížená na 62% ~ 65%, čo môže spôsobiť potenciálne zvýšené spaľovanie kyslíka.
Na uľahčenie reakcií spaľovania a splyňovania má kal uhoľno-voda určité požiadavky na jemnosť uhlia. Horná hranica veľkosti častíc suspenzie uhlia a vody pre palivo (veľkosť častíc s rýchlosťou prechodu nie menšou ako 98 %) je 300 μm a obsah menší ako 74 μm (200 mesh) nie je menší ako 75 %. Jemnosť kaše uhoľnej vody na splyňovanie je o niečo hrubšia ako kaša uhoľnej vody na palivo. Horná hranica veľkosti častíc môže dosiahnuť 1410 μm (14 mesh) a obsah menej ako 74 μm (200 mesh) je 32 % až 60 %. Aby sa kal uhoľnej vody ľahko čerpal a rozprašoval, má kal uhoľná voda tiež požiadavky na tekutosť.
Pri izbovej teplote a šmykovej rýchlosti 100 s sa všeobecne vyžaduje, aby zdanlivá viskozita nebola vyššia ako 1000 až 1500 mPas. Suspenzia uhlia a vody používaná v diaľkovej potrubnej preprave vyžaduje zdanlivú viskozitu nie vyššiu ako 800 mPa·s pri nízkej teplote (najnižšia teplota v roku pre potrubia uložené pod zemou) a šmykovej rýchlosti 10 s-1. Okrem toho sa tiež vyžaduje, aby suspenzia uhlia a vody mala nižšiu viskozitu, keď je v tekutom stave, čo je vhodné na použitie; keď prestane tiecť a je v statickom stave, môže vykazovať vysokú viskozitu pre ľahké skladovanie.
Stabilita uhoľno-vodnej suspenzie počas skladovania a prepravy je veľmi dôležitá, pretože uhoľno-vodná suspenzia je zmesou tuhej a kvapalnej fázy a je ľahké ju oddeliť od pevnej a kvapalnej, takže sa vyžaduje, aby počas skladovania a prepravy nevznikali žiadne „tvrdé zrážky“. Takzvané "tvrdé zrážanie" sa týka zrazeniny, ktorú nie je možné vrátiť do pôvodného stavu miešaním suspenzie uhoľnej vody. Schopnosť kalu uhoľnej vody udržať si výkon, ktorý nevytvára tvrdé zrážky, sa nazýva "stabilita" kalu uhoľná voda. Uhoľno-vodná kaša so slabou stabilitou vážne ovplyvní výrobu, keď sa počas skladovania a prepravy vyskytne zrážanie.
II. Prehľad technológie prípravy uhoľno-vodného kalu
Uhoľno-vodná suspenzia vyžaduje vysokú koncentráciu uhlia, veľkosť jemných častíc, dobrú tekutosť a dobrú stabilitu, aby sa zabránilo tvrdému zrážaniu. Splniť všetky vyššie uvedené vlastnosti súčasne bude náročné, pretože niektoré z nich sú vzájomne obmedzené. Napríklad zvýšenie koncentrácie spôsobí zvýšenie viskozity a zhoršenie tekutosti. Dobrá tekutosť a nízka viskozita zhoršia stabilitu. Preto je potrebné sledovať koncentráciu v reálnom čase. TheLonnmeterručný hustomermá presnosť až 0,003 g/ml, čím je možné dosiahnuť presné meranie hustoty a presne kontrolovať hustotu kaše.
1. Správne vyberte surové uhlie na rozvlákňovanie
Pri kvalite uhlia na výrobu buničiny treba okrem splnenia požiadaviek následných užívateľov dbať aj na jeho rozvlákňovacie vlastnosti - náročnosť rozvlákňovania. Niektoré uhlie sa za normálnych podmienok dajú ľahko vyrobiť vysoko koncentrovanou suspenziou uhlia a vody. V prípade iných druhov uhlia je výroba vysokokoncentrovanej suspenzie uhlia a vody náročná alebo si vyžaduje zložitejší proces rozvlákňovania a vyššie náklady. Rozvlákňovacie vlastnosti surovín na výrobu buničiny majú veľký vplyv na investície, výrobné náklady a kvalitu uhoľno-vodného kalu v rozvlákňovači. Preto si treba osvojiť zákon vlastností pri rozvlákňovaní uhlia a vyberať surové uhlie na výrobu buničiny podľa skutočných potrieb a zásad technickej realizovateľnosti a ekonomickej racionality.
2. Klasifikácia
Uhoľno-vodná suspenzia vyžaduje nielen veľkosť častíc uhlia na dosiahnutie špecifikovanej jemnosti, ale vyžaduje aj dobrú distribúciu veľkosti častíc, aby sa častice uhlia rôznych veľkostí mohli navzájom vyplniť, minimalizovať medzery medzi časticami uhlia a dosiahnuť vyššiu „účinnosť stohovania“. Menej medzier môže znížiť množstvo použitej vody a je ľahké vyrobiť suspenziu uhlia a vody s vysokou koncentráciou. Táto technológia sa niekedy označuje ako „grading“.
3. Proces rozvlákňovania a zariadenia
Pri daných charakteristikách veľkosti častíc surového uhlia a podmienkach mletia, ako dosiahnuť, aby distribúcia veľkosti častíc konečného produktu suspenzie uhlia a vody dosiahla vyššiu "účinnosť stohovania", si vyžaduje primeraný výber mlecieho zariadenia a procesu rozvlákňovania.
4. Výber aditív zodpovedajúcich výkonu
Aby suspenzia uhlia a vody dosiahla vysokú koncentráciu, nízku viskozitu a dobrú reológiu a stabilitu, musí sa použiť malé množstvo chemických činidiel, označovaných ako "aditíva". Molekuly aditíva pôsobia na rozhranie medzi časticami uhlia a vodou, čo môže znížiť viskozitu, zlepšiť disperziu častíc uhlia vo vode a zlepšiť stabilitu suspenzie uhlia a vody. Množstvo prísad je zvyčajne 0,5 % až 1 % množstva uhlia. Existuje mnoho druhov aditív a vzorec nie je pevne stanovený a musí sa určiť experimentálnym výskumom.
Čas odoslania: 13. február 2025
