1、 13/1310分級研磨制高濃度水煤漿制漿技術(shù) 段清兵 煤炭科學(xué)研究總院 國家水煤漿工程技術(shù)研究中心二一二年七月 主要內(nèi)容 1 國家水煤漿工程技術(shù)研究中心介紹2水煤漿技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 3 分級研磨低階煤高濃度制漿技術(shù) 4 分級研磨制漿技術(shù)推廣應(yīng)用情況 國家水煤漿工程技術(shù)研究中心家漿術(shù)究中 國家水煤漿工程技術(shù)研究中心是1992年原國家科委批準組建的一個跨行業(yè)、跨學(xué)科的國家級中心，現(xiàn)依托單位煤炭科學(xué)研究總院。 跨行業(yè)跨學(xué)科的國家級中心現(xiàn)依托單位煤炭科學(xué)研究總院主要承擔(dān)水煤漿技術(shù)的攻關(guān)研究、水煤漿技術(shù)成果的系統(tǒng)集成以及水煤漿科技成果工程化任務(wù)，協(xié)助政府負責(zé)水煤漿的規(guī)劃發(fā)展、推廣應(yīng)漿務(wù)政府漿 用及政

2、策研究工作。 近30年來，國家水煤漿工程技術(shù)研究中心承擔(dān)了國家及省部級科研項目數(shù)十項，企業(yè)科研項目近百項，其中獲國家科技進步三等獎一項，國家科技攻關(guān)重大成果獎一項，省部級科技進步一等獎二項、二等獎二項、三等獎二項。 主要技術(shù)研究領(lǐng)域 制漿技術(shù)研究鍋爐燃燒技術(shù)研究 煤炭科學(xué)研究總院窖爐燃燒技術(shù)研究添加劑研究 國家水煤漿工程技術(shù)研究中心 儲運技術(shù)研究工程應(yīng)用研究 國家水煤漿工程技術(shù)研究中心家漿術(shù)究中 水煤漿技術(shù)咨詢與服務(wù) 水煤漿成漿性研究添加劑研究及評價 水煤漿質(zhì)量檢測水煤漿技術(shù)培訓(xùn) 國際科技合作 水煤漿廠、添加劑廠、水煤漿鍋爐工程項目建設(shè) 水煤漿廠添加劑廠水煤漿鍋爐工程項目建設(shè) 項目的可行性研究

3、專利技術(shù)工藝包設(shè)計 項目建設(shè)的工程設(shè)計工程總承包 項目調(diào)試、生產(chǎn)運營及管理 水煤漿技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 水煤漿產(chǎn)品 水煤漿是用一定級配細度的煤粉與添加劑、水混合而成，具有一定穩(wěn)定性和流動性，可長距離泵送的新型煤基流體燃料。 定穩(wěn)定性和流動性可長距離泵送的新型煤基流體燃料 具有裝儲方便、可管道輸送、燃燒效率高、經(jīng)濟環(huán)保等優(yōu)勢。水煤漿用途 （1）燃料水煤漿：在工業(yè)鍋爐、電站鍋爐和工業(yè)窯爐中燃用，替代燃油、煤 ）（2）氣化水煤漿：作為氣化原料生產(chǎn)合成氣（COH 2 水煤漿 水煤漿用量 我國水煤漿技術(shù)與應(yīng)用，近年來發(fā)展速度迅速。據(jù)不完全統(tǒng)計，2010年：燃料水煤漿用量達3000萬噸以上；氣化水煤漿用量達800

4、0萬噸以上。 影響水煤漿產(chǎn)品質(zhì)量的因素 1、制漿所用原料煤性質(zhì)基礎(chǔ)，選擇適合的制漿工藝技術(shù) 中等變質(zhì)程度煤種向低變質(zhì)程度（長煙煤、褐煤）和高變質(zhì)程度（貧煤、無煙煤）煤種發(fā)展。 以污水、污泥為原料的制漿技術(shù) 2、制漿工藝和級配技術(shù)決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵 球磨機制漿工藝多磨機組合級配制漿工藝 棒磨機制漿工藝超細研磨制漿工藝 低階煤改性制高濃度水煤漿工藝 3、添加劑優(yōu)化水煤漿質(zhì)量 3添加劑 根據(jù)煤炭表面性質(zhì)與粒度分布，研制性價比高的添加劑 燃料、氣化煤漿的共性與區(qū)別 共性：高濃度、良好的流變性及霧化性能，最終達到高效率利用 區(qū)別：燃料水煤漿穩(wěn)定性要求高，粒度更細 氣化水煤漿穩(wěn)定性要求不高，粒度偏粗 燃料

5、水煤漿和氣化水煤漿的質(zhì)量區(qū)別 水煤漿類型穩(wěn)定性粒度分布 2400m1400m420m75m 氣化24h 1009810090953540 3060天500m300m75m 燃料3060天 10099.275 水煤漿的制備現(xiàn)場 球磨機現(xiàn)場棒磨機現(xiàn)場 水煤漿儲運應(yīng)用實例 水煤漿燃燒應(yīng)用實例 水煤漿制備實際生產(chǎn)現(xiàn)狀 水添加劑 破碎水煤漿 棒或球磨機 原料煤 產(chǎn)品 目前水煤漿制備工藝技術(shù)存在的問題： 1）水煤漿的濃度偏低（60左右），致使水煤漿氣化煤耗和氧耗高； 2）水煤漿的粒度分布不合理，漿體的流變性與霧化性能差，致使 2）水煤漿的粒度分布不合理漿體的流變性與霧化性能差致使 煤炭轉(zhuǎn)化率低； 3）水煤

6、漿粒度偏粗，致使煤漿管道、泵、閥門、氣化爐噴嘴等磨 3）水煤漿粒度偏粗致使煤漿管道泵閥門氣化爐噴嘴等磨 損嚴重，使用壽命短、開工時間短； 4）制漿工藝技術(shù)對原料煤的選擇性和適應(yīng)性相對較差。 4）制漿工藝技術(shù)對原料煤的選擇性和適應(yīng)性相對較差 分級研磨高濃度制漿技術(shù)開發(fā) 國家水煤漿工程技術(shù)研究中心自2004年起致力于“分級研磨高濃度 制漿術(shù)發(fā)要術(shù)有分制漿專高效制漿技術(shù)”的研發(fā)，主要技術(shù)突破有：分級研磨制漿工藝、專用高效添 加劑、水煤漿粗磨機和大型水煤漿超細磨。 該技術(shù)已達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進技術(shù)水平，并獲批了五項專利。 一種利用低階煤制備高濃度水煤漿的方法：ZL 200710188396.7 一種

7、水煤漿添加劑及其制備方法與應(yīng)用：ZL 200910241969.7種水煤漿添加劑及其制備方法與應(yīng)用ZL2009102419697一種利用低階煤制備高濃度水煤漿的生產(chǎn)系統(tǒng)：ZL 2009201072779一種水煤漿棒磨機：ZL 201020146386.4 一種水煤漿棒磨機ZL2010201463864 一種水煤漿細磨機：ZL 200820079501.3 分級研磨高濃度制漿工藝專利 實現(xiàn)煤漿顆粒合理的粒度級配 (a)只有大顆粒(b)充填了細顆粒 (c)充填了更細的顆粒 煤漿中顆粒充填示意圖 分級研磨高濃度制漿工藝 分級研磨高濃度制漿工藝技術(shù)特點 工藝技術(shù)工藝特點堅持“多破少磨”的原則 高效節(jié)能

8、：燃料漿降低30%電耗技術(shù) 特點采用“選擇性分級研磨”工藝 燃漿降低耗氣化漿不增加電耗煤種適應(yīng)性強：優(yōu)化煤漿粒度級配技術(shù) 專用高效添加劑技術(shù)從褐煤、煙煤至無煙煤均可制漿濃度顯著提高 35個百分點 35個百分點 常規(guī)制漿工藝煤漿粒度級配圖 分級研磨制漿工藝煤漿粒度級配圖 分級研磨高濃度制漿工藝專利 分級研磨高濃度制漿技術(shù)關(guān)鍵之一 分級研磨高濃度制漿技術(shù)關(guān)鍵之二 分級研磨高濃度制漿技術(shù)關(guān)鍵之三 大型高效超細研磨機現(xiàn)場圖 810t/h 超細研磨機1520t/h超細研磨機 低階煤高效添加劑的研發(fā) 匹配性 普適性針對性添加劑的分子結(jié)構(gòu)特征 與煤質(zhì)及其表面性質(zhì)間 不可能僅用一種或幾種添加劑普遍適用于低階煤

9、制漿添加劑開發(fā)以煤的表面結(jié)構(gòu)為存在著比較明顯的匹配 性，它直接影響著水煤 漿的各項性能所有的煤種設(shè)計基礎(chǔ) 添加劑是制高濃度水煤漿關(guān)鍵技術(shù)之一 添加劑是制高濃度水煤漿關(guān)鍵技術(shù)之 低階煤高效添加劑的研發(fā) 合成原料 合成路線 分子結(jié)構(gòu)煤質(zhì)結(jié)構(gòu) 工藝條件 合成出性價比 好市場類產(chǎn)品 加入方式好于市場同類產(chǎn)品的專用添加劑。 低階煤高效添加劑的研發(fā) 高效水煤漿添加劑及生產(chǎn)現(xiàn)場圖 燃料水煤漿行業(yè)推廣應(yīng)用情況 序號 建設(shè)單位總規(guī)模工藝類型投產(chǎn)時間1 汕頭桂宇水煤漿廠50萬噸/年低階煤制漿工藝2008.32東莞電力燃料水煤漿廠500萬噸/年低階煤制漿工藝 2008.12噸/年一期50萬噸傳統(tǒng)工藝改造 期噸低階煤

10、制漿藝 3浙江新源水煤漿廠400萬噸/年二期50萬噸低階煤制漿工藝三期300萬噸低階煤制漿工藝 2009.32010104石獅清源水煤漿廠100萬噸/年低階煤制漿工藝 2010.105江蘇神華德瑞新能源公司50萬噸/年低階煤制漿工藝2011.4 蘇神華瑞新能公司萬年低階煤制漿 東莞100萬噸水煤漿廠項目現(xiàn)場圖 東莞100萬噸水煤漿廠項目現(xiàn)場圖 氣化水煤漿行業(yè)推廣應(yīng)用情況 規(guī)模 序號單位 地點原料 萬噸/年 1大唐呼倫貝爾化肥有限公司65呼倫貝爾褐煤（內(nèi)水為12%）2山西豐喜肥業(yè)公司35山西神府煤為主 3兗礦魯南化肥廠100山東神府煤 4兗礦榆林能化甲醇廠150榆林榆樹灣煤 5河南心連心化肥公司

11、150新鄉(xiāng)榆樹灣煤為主 6內(nèi)蒙古榮信化工有限公司150鄂爾多斯鄂爾多斯 7內(nèi)蒙古伊泰煤制油公司100鄂爾多斯鄂爾多斯 8新能能源有限公司150鄂爾多斯鄂爾多斯 大唐呼倫貝爾化肥有限公司項目 項目規(guī)模：18萬噸年合成氨、30萬噸年尿素 原料：褐煤（全國首個褐煤氣化水煤漿項目） 氣化技術(shù)：非熔渣熔渣氧氣分級氣化 煤漿制備技術(shù)：低階煤分級研磨制漿工藝技術(shù)多級級配 重量濃度：保證53，力爭55 粘度：9001200mPas 煤漿粒度分布要求： 2400m1400m420m75m 1009810090954050 大唐呼倫貝爾化肥有限公司項目 山西陽煤豐喜肥業(yè)有限公司臨猗分公司 項目規(guī)模：日處理700噸

12、煤 2011年5月調(diào)試完畢 年月調(diào)試完畢 原料：陽泉無煙煤為主（全國首 個無煙煤水煤漿氣化項目） 氣化技術(shù)：水冷壁氣化 煤漿制備技術(shù)：分級研磨制漿工 藝技術(shù)粒度和濃度 制漿設(shè)備：3.45.8m的棒磨機 山西陽煤豐喜肥業(yè)有限公司臨猗分公司 改造前后生產(chǎn)調(diào)試結(jié)果 制漿工藝 濃度%粘度mPas 產(chǎn)量t/h 煤漿粒度分布（%）1000m 4501000m 75450m 1000m4501000m75450m75m 改造前 606800100 51900601353984585 單棒磨機60.6 51.90.060.1353.9845.85 改造后 63.9800100 74.10.090.1244.2

13、255.57 加細磨機0 生產(chǎn)結(jié)論： 技術(shù)改造后，在其它生產(chǎn)條件不變的前提下，煤漿濃度提高3.3%，使棒磨機產(chǎn)量提高40%，停掉了一套3.24.5m的棒磨機，產(chǎn)量即可滿足氣化要求，噸漿電耗由原來17kw.h降至13kw.h，降低了20%以上。 水煤漿濃度和質(zhì)量提高對氣化系統(tǒng)的影響 低濃度的煤漿進入氣化爐使得氣化室內(nèi)的水分增加，增加的這部分水需要由液度變成水蒸氣與氣化反應(yīng)程所需 態(tài)（溫度約4060）變成13001400的過熱水蒸氣參與氣化反應(yīng)，此過程所需 要的熱量來自部分煤的完全燃燒反應(yīng)，需消耗一定量的煤、氧氣，造成煤耗、氧耗 上升，并使出氣化反應(yīng)室的二氧化碳含量升高，有效氣體含量降低。 若采用分級研磨制漿工藝后，提高水煤漿濃度和質(zhì)量對氣化系統(tǒng)有如下影響： 1、濃度提高后水分減少，降低氣化所需的氧耗和煤耗。 2、提高有效氣體產(chǎn)量量，從而提高后續(xù)甲醇合成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。 3、煤漿流變性質(zhì)量提高，減少輸送過程的磨損，增加氣化爐