配煤提高水煤浆浓1.doc

配煤提高水煤浆浓度
GUTian-ye,WUGuo-guang,LIQi-hui,SUNZhi-qiang,ZENGFang,WANGGuang-you,MENGXian-liang
中国，徐州，中国矿业大学，化学工程与工艺

摘要：利用三种不同的煤样研究配煤对水煤浆浓度的影响。结果表明利用这两种（hard-to-pulp）煤，它们的煤浆浓度能够有效的提高并且能够增加3%~5%。DLT煤（大柳塔煤矿）在成浆性和稳定性方面比较差而且它的流动性也不是很好。当已成浆煤的浓度超过30%时，水煤浆的所有性能都将会提高并且水煤浆将更适合作为一种燃料。煤化作用、多孔性、表明含氧官能团、电动电势和可磨性对于配煤制水煤浆的性能会有很大的影响。这就导致了在单煤制浆和配煤制浆对水煤浆的性能产生不同的影响。
关键词：低变质程度煤、水煤浆、配煤、成浆性能、电动电势
1.说明
水煤浆是一种新发现的作为替代石油的清洁的煤基液态燃料。水煤浆适用于多种工业锅炉、工业电炉或者是火力发电厂的锅炉。煤炭在水煤浆的成本中占很大一部分比例，由特殊煤制成的煤浆对产品的成本产生很大的影响。
在我国用于生产焦炭的中等变质程度的烟煤不是很丰富。长焰煤和不粘结煤在动力用煤中占有很大一部分比例，所有褐煤、低等变质程度的烟煤和无烟煤常被用于电煤。褐煤和长焰煤的挥发份很高，燃点很低。但是这些煤内水含量很高可磨性很差，这使得它们很难形成高浓度的水煤浆。而且制成的这些水煤浆都是难成浆和低热值的。无烟煤内水含量低、可磨性好有很高的热值，但是无烟煤低挥发份和相对较低的燃点使得它很难燃烧。使用配煤的方法能够提高这些难成浆煤种的成浆性能。配煤操作简单成本较低，而且能够帮助不同的煤种之间进行优势互补。
包括作者在内的许多人都在研究如何利用难成浆的煤种制造出高浓度、低粘度、流动性又好的水煤浆。通过水煤浆的性能，我们研究了配煤对其的影响，希望从中找出提高地变质程度煤成浆性能的方法。
2.实验部分
2.1煤样
对于这个实验我们选择一下几种不同煤样：大柳塔煤矿的不粘结煤（DLT）、
临涣煤矿的焦煤（LH）、永城煤矿的无烟煤（YCH）。表1给出了这些煤的煤质分析数据。
表1煤样基础分析
煤样工业分析/%元素分析/%灰渣特征HGI发热量/KJ/gMadAadVdafCdafHdafOdafNdafSt，adYCH1.4411.859.0992.053.192.971.170.55266.234.87LH0.7110.5721.2689.024.664.501.300.46784.836.49DLT11.545.4936.4280.864.0613.900.780.38257.630.472.2样品的红外光谱分析
将一毫克煤（<300目、在105-110℃下干燥）和100毫克溴化钾放入玛瑙研钵中，混合制成一个球。然后用傅里叶变换红外光谱仪测量每一个样品。傅里叶变换红外光谱仪的参数：波长4000-400cm-1、分辨率0.5cm-1、扫描次数32/64。
2.3孔隙度和孔径分布
煤是一种复杂的多孔固体。从分子尺度来看煤最基本的结构单元是芳香环或者是氢化芳香环。健桥将芳香烃连接成立体三维结构使其具有丰富的孔隙结构。毛孔可以分为宏观毛孔，中等大小毛孔微孔。大孔径可能也是微米级别的而较小的孔径就更小了，甚至连氦元素都无法进入。用孔隙率计来衡量煤样的比表面积，总孔容和孔径分布。
2.4煤的表面电位
在不同的PH值下将煤粉放入去离子水中，用超声分散仪分散五分钟。用微电泳仪测量其电动电势，用酸度计测量其PH。
2.5制备水煤浆
对于生产水煤浆的煤样要用XMB-70型棒磨机磨制成不同大小的粉末。水煤浆的粒度大小要满足“阿尔弗雷德”粒度分布：粒度的上限不能超过400μm，而且超过75%的粒子要小于75μm。分散剂使用萘系，需要进一步的细节操作请参考文献[6]。
3.结果与讨论
3.1煤质对水煤浆浓度的影响
研究表明O/C元素比对水煤浆浓度有很大影响，O/C元素比越大成浆性能就越差。O/C元素比反映了有许多含氧官能团存在于煤中，这些含氧官能团包括羰基、羟基、羧基等。随着煤的变质程度的增加，O/C元素比和一些极性官能团的数量会减少，但是煤的成浆性能会增加。煤的内水含量越高其水煤浆的粘度就会越低，成浆性能就会很差。高内水含量表明：煤的表面有许多的吸收分子；有相当多的水分分布于煤的内表面。对于给定质量浓度是水煤浆，这样水分的存在会减少用于悬浮浆的水的体积，从而导致了表观粘度的增大。而且，灰含量越高其表观粘度越低从而水煤浆就越稳定。
3.2含氧官能团对水煤浆的影响

图1三煤样的红外光谱图
官能团的振动分为四区：第一个用X-H表示伸缩振动区，这几个伸缩振动区是C-H、N-H、O-H等，它们所使用的频率是在4000-2500㎝-1之间；第二个