Uhelná vodní kaše
I. Fyzikální vlastnosti a funkce
Uhelná voda je kejda vyrobená z uhlí, vody a malého množství chemických přísad. Podle účelu se uhelně-vodná kaše dělí na vysoce koncentrované uhlí-vodná kaše palivo a uhlí-voda pro zplyňování pecí Texaco. Uhelnou vodu lze čerpat, atomizovat, skladovat a zapalovat a spalovat ve stabilním stavu. Asi 2 tuny uhelné vody mohou nahradit 1 tunu topného oleje.
Uhelně-vodná kaše pro spalování předčí vysokou účinnost spalování, úsporu energie a přínosy pro životní prostředí, což je jedna z důležitých součástí technologie čistého uhlí. Uhelno-vodní kal lze přepravovat na velké vzdálenosti potrubní dopravou s nízkými investicemi a nízkými provozními náklady. Může být přímo spálen bez dehydratace po příjezdu na terminál a proces skladování a přepravy je zcela uzavřen.
Voda způsobí tepelné ztráty a nemůže vytvářet teplo ve spalovacím procesu. Koncentrace uhlí by proto měla dosahovat relativně vysoké úrovně – obecně 65 ~ 70 %. Chemické přísady jsou asi 1 %. Tepelné ztráty způsobené vodou tvoří asi 4 % výhřevnosti kalu uhlí a vody. Voda je nevyhnutelnou surovinou při zplyňování. Z tohoto hlediska může být koncentrace uhlí snížena na 62% ~ 65%, což může způsobit potenciální zvýšení spalování kyslíku.
Aby se usnadnily spalovací a zplyňovací reakce, má kal uhelná voda určité požadavky na jemnost uhlí. Horní hranice velikosti částic kalu uhlí a vody pro palivo (velikost částic s rychlostí průchodu ne menší než 98 %) je 300 μm a obsah menší než 74 μm (200 mesh) není menší než 75 %. Jemnost suspenze uhlí a vody pro zplyňování je o něco hrubší než jemnost suspenze uhlí a vody pro palivo. Horní hranice velikosti částic může dosáhnout 1410 μm (14 mesh) a obsah méně než 74 μm (200 mesh) je 32 % až 60 %. Aby se suspenze uhlí a vody snadno čerpala a rozprašovala, má suspenze uhlí a vody také požadavky na tekutost.
Při pokojové teplotě a smykové rychlosti 100 s se obecně požaduje, aby zdánlivá viskozita nebyla vyšší než 1000-1500 mPas. Suspenze uhlí a vody používaná v dálkové potrubní přepravě vyžaduje zjevnou viskozitu ne více než 800 mPa·s při nízké teplotě (nejnižší teplota v roce pro potrubí uložená pod zemí) a smykové rychlosti 10s-1. Kromě toho se také požaduje, aby suspenze uhlí a vody měla nižší viskozitu, když je v tekutém stavu, což je vhodné pro použití; když přestane téct a je ve statickém stavu, může vykazovat vysokou viskozitu pro snadné skladování.
Stabilita uhelné vody během skladování a přepravy je velmi důležitá, protože uhelná voda je směsí pevné a kapalné fáze a lze ji snadno oddělit od pevné a kapalné fáze, takže je nutné, aby během skladování a přepravy nevznikaly žádné „tvrdé srážení“. Takzvané "tvrdé srážení" se týká sraženiny, kterou nelze vrátit do původního stavu mícháním suspenze uhlí a vody. Schopnost kalu uhlí-voda udržovat výkon, který nevytváří tvrdé srážení, se nazývá "stabilita" kalu uhlí-voda. Suspenze uhlí a vody se špatnou stabilitou vážně ovlivní produkci, jakmile během skladování a přepravy dojde ke srážení.
II. Přehled technologie přípravy uhelné vody
Suspenze uhlí a vody vyžaduje vysokou koncentraci uhlí, velikost jemných částic, dobrou tekutost a dobrou stabilitu, aby se zabránilo tvrdému vysrážení. Splnit všechny výše uvedené vlastnosti současně bude obtížné, protože některé z nich jsou vzájemně omezeny. Například zvýšení koncentrace způsobí zvýšení viskozity a zhoršení tekutosti. Dobrá tekutost a nízká viskozita zhorší stabilitu. Proto je nutné koncentraci sledovat v reálném čase. Thelonmetrruční hustoměrmá přesnost až 0,003 g/ml, čímž lze dosáhnout přesného měření hustoty a přesně řídit hustotu kaše.
1. Správně vyberte surové uhlí pro rozvlákňování
Kromě splnění požadavků následných uživatelů musí kvalita uhlí pro výrobu buničiny dbát také na jeho rozvlákňovací vlastnosti - obtížnost rozvlákňování. Některá uhlí lze za normálních podmínek snadno vyrobit vysoce koncentrovanou kaši uhlí a vody. U jiných druhů uhlí je výroba vysoce koncentrované suspenze uhlí a vody obtížné nebo vyžaduje složitější proces rozvlákňování a vyšší náklady. Rozvlákňovací vlastnosti surovin pro výrobu buničiny mají velký vliv na investiční, výrobní náklady a kvalitu uhelné vody v rozvlákňovači. Proto je třeba si osvojit zákon vlastností rozvlákňování uhlí a vybírat surové uhlí pro výrobu buničiny podle skutečných potřeb a zásad technické proveditelnosti a ekonomické racionality.
2. Klasifikace
Uhelně-vodná kaše vyžaduje nejen velikost částic uhlí, aby dosáhla specifikované jemnosti, ale vyžaduje také dobrou distribuci velikosti částic, aby se částice uhlí různých velikostí mohly navzájem plnit, minimalizovat mezery mezi částicemi uhlí a dosáhnout vyšší „účinnosti stohování“. Méně mezer může snížit množství použité vody a je snadné vytvořit vysoce koncentrovanou kaši uhlí a vody. Tato technologie je někdy označována jako „grading“.
3. Proces rozvlákňování a zařízení
Za daných charakteristik velikosti částic surového uhlí a podmínek mletí vyžaduje způsob, jak dosáhnout vyšší "účinnosti stohování" distribuce velikosti částic konečného produktu suspenze uhlí a vody, rozumný výběr mlecího zařízení a procesu rozvlákňování.
4. Výběr aditiv pro přizpůsobení výkonu
Aby suspenze uhlí a vody dosáhla vysoké koncentrace, nízké viskozity a dobré reologie a stability, musí být použito malé množství chemických činidel, označovaných jako "aditiva". Molekuly aditiva působí na rozhraní mezi částicemi uhlí a vodou, což může snížit viskozitu, zlepšit disperzi částic uhlí ve vodě a zlepšit stabilitu suspenze uhlí a vody. Množství přísad je obvykle 0,5 % až 1 % množství uhlí. Existuje mnoho druhů přísad a vzorec není pevně daný a musí být stanoven experimentálním výzkumem.
Čas odeslání: 13. února 2025
