水煤浆制备工艺

用经济有效的方法制备出符合商业要求的水煤浆的整套工艺。

水煤浆水煤浆是一种新型煤基流体洁净环保燃料，既保留了煤的燃烧特性，又具备了类似重油的液 态燃烧应用特点，是目前我国一项现实的洁净煤技术。它由65～70%的煤、29～34%的水和小于 1%的化学添加剂，经过一定的加工工艺制成。它外观象油，流动性好，储存稳定（一般3～6个月 不沉淀），运输方便（火车或汽车罐车、管道、船舶），燃烧效率高，污染物（SO2、Nox）排放 低，约2t水煤浆可以替代1t燃油，可在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等代油或煤、气燃用。

水煤浆的制备技术主要包括制浆煤种选择、级配技术、制备工艺、制浆设备及添加剂等。

简介用经济有效的方法制备出符合商业要求的水煤浆的整套工艺。包括煤炭的降灰(脱硫)、破碎、磨碎、加添加剂、捏混、搅拌，剔除产品中的超粒与杂物等作业。

制浆煤种选择根据煤的煤质指标和实验室成浆性试验可以判定煤炭成浆的难易程度。对制备水煤浆的 原料煤要求：成浆性好，燃烧性能好。研究表明，中国有丰富的制浆原料煤。

级配技术级配技术是水煤浆制备的关键技术之一。制备高浓度水煤浆，要求水煤浆中大小煤颗粒 相互充填，达到较高的堆积密实度，这就要求水煤浆中煤颗粒分布是有讲究的。

制浆工艺降灰除制备超低灰(灰分小于1%)精细水煤浆外，制浆用煤的降灰均采用常规的选煤方法。通常用降灰后精煤去磨碎，只有当煤中矿物杂质嵌布很细，需经磨细方可解离选出合格制浆用煤时，才采用磨碎后降灰方法。

磨碎磨碎分干法与湿法。干法要求入料水分小于5%，其安全与环境条件不及湿法。由于降灰多为湿法，国内外的制浆工艺多用湿磨。湿磨分高浓度(大于60%)与中浓度(40%～50%)磨矿2种工艺。中浓度磨机的能力高，但产品要经过过滤脱除多余水分，滤饼与分散剂再经捏混和强力搅拌后才能均匀混和成浆。高浓度磨矿工艺简单，磨矿浓度稍高于最终煤浆产品浓度，分散剂直接加入磨机，在磨矿过程中就能很好地与煤粒表面接触，因而可省去捏混与强力搅拌工序，但高浓度磨矿能力低，需要很好地掌握磨机的运行参数，以免因煤浆粘度过高而丧失磨矿功效。原则上各种类型的磨机，例如雷蒙磨、中速磨、风扇磨、球磨、棒磨、振动磨与搅拌磨都可用于制浆。磨矿流程可以是一段，也可以由几台磨机构成多段，应视具体情况通过技术经济比较后确定。目的都是为了使最终磨矿产品既符合细度要求，又有较高的堆积效率。1

捏混只在干磨与中浓度湿磨工艺中采用。它的作用是使煤粉或滤饼与水和分散剂均匀混合并初步形成具有一定流动性的浆体，以便于在下一步搅拌工序中进一步调匀和增强药剂与煤粒间的作用。捏混和搅拌设备与其它行业常用的大同小异。充分搅拌后的煤浆和高浓度磨矿产品均已具有很好的流动性，根据需要可再补加稳定剂。稳定剂加入后，还需要强力搅拌，增强药剂与煤粒表面间的接触，以改善煤浆的流变特性。

在制浆过程中会产生少量超粒或混入某些杂物，它将给贮运和燃烧带来困难，所以产品在装入贮罐前应有超粒、杂物剔除环节，一般采用可连续工作的筛网(条) 滤浆器。

产品保障为了保证产品质量稳定，制浆过程中应有煤量、水量、各种添加剂量、煤浆流量、料位与液位的在线检测装置与闭路控制系统。

工艺流程图干法，干、湿法，一段高浓度和二段中浓度4种典型的制浆工艺流程图如下页图所示。利用选煤厂煤泥或浮选精煤制备水煤浆，是合理有效利用煤炭资源的好途径。煤泥制浆工艺有两种，当其细度及粒度分布可满足制浆要求时，可用图中流程d，省去磨矿作业;当需要进一步调整粒度分布时，可用图中流程c，省去破碎作业。2

制浆设备制浆设备主要包括球磨机、输浆泵、搅拌器等。我国已开发出多种类型的水煤浆专用磨机（球磨机、振动磨机），基本可以满足水煤浆制备的要求。我国的水煤浆专用磨机最大的处理 量为15万吨/年。随着制浆规模的扩大，需要进一步开发大型、高效的球磨机，以降低制浆成本。

结合选煤厂建制浆厂是中国在发展水煤浆工业中创造的一个宝贵的经验，至今在其他国家中 尚未见采用。结合选煤厂建制浆厂时可尽可能利用选煤厂的细粒煤炭产品，还可以与选煤厂共用受煤、贮煤、铁路专用线及水、电供应等许多公用设施，从而减少基建投资。

水煤浆添加剂水煤浆添加剂有多种，不可缺少的是降粘分散剂与稳定剂。其中分散剂最为重要，它直接影响着水煤浆的质量和制备成本。

1） 分散剂：煤炭的表面具有强烈的疏水性，与水不能密切结合成为一种浆体，在较高浓度 时只会形成 一种湿的泥团。在制浆中加入少量的分散剂改变煤粒的表面性质，使煤粒表面紧 紧地为添加剂分子和水化膜包围，让煤粒均匀地分散水中，并提高水煤浆的流动性 ，用量约为煤的1%。由于各地煤炭的性质千差万别，适用的添加剂配方亦各异。一般来说，分散剂是一种表面活性剂。

2） 稳定剂：水煤浆毕竟是一种由固、液两相粗分散体系，煤粒又很容易自发地彼此聚结。在重力或其他外加质量力作用下，发生沉淀是不可避免的。为防止发生硬沉淀，必需加入少量的稳定剂。稳定剂有两方面的作用，一方面使水煤浆具有剪切变稀的流变特性，即当水煤浆 静置存放时有较高的粘度，开始流动后粘度又可迅速降下来；另一方面使沉淀物具有松软的结构，防止产生不可恢复的硬沉淀。

我国开发了腐植酸类、木质素类、萘系及高分子等种类的添加剂，可以替代进口。目前，吨浆添加剂的成本在20~40元之间，并仍有下降空间。2

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学