水煤浆的燃烧性和稳定性洁净煤技术贾雪梅学校名称陕西能源94.pptxVIP

;目录;;水煤浆作为代油燃料，首先要具有高的热值，容易点火，便于排渣，污染小。水煤浆的热值与煤阶、灰分、浓度有关。煤阶越高，灰分越低，热值就越大。对于指定的煤种，水煤浆浓度是影响热值的主要因素。

煤浆的高位发热量与浓度的关系如下式所示:

式中Qgr.d—煤炭干燥基高位发热量，kJ/kg；

c—水煤浆质量分数，%；

ωd(H)—煤炭干燥基氢含量，%

;在水煤浆开发初期，由于考虑追求高热值和解决环保问题，要求煤炭灰分为6％~10%，硫分低于1%。

随着对煤成浆性研究的深入，对此已有不同的见解。较高灰分的煤炭，不仅成浆性好，水煤浆的抗老化、抗剪切能力以及稳定性都很好，同时，添加剂用量少，况且灰分高的原料煤价格便宜，可大大降低水煤浆的成本。虽然灰分高，热值低，但在一定程度上，这一损失可通过提高浓度来补偿。

因此，近几年来，中国陆续出现以中等灰分(20%~40%)煤泥或原煤制浆，以煤浆代焦炭用于轧钢炉、民用取暖炉的实例，其燃烧效果都很好。但高灰分不仅影响热值，还会增加飞灰和排渣量，并加重对设备的磨损，使燃烧系统复杂化，所以，合理灰分含量的确定，还有待深入的研究。

;灰成分也是燃烧中一个主要问题，它直接关系到灰熔点的高低，决定燃烧后灰渣排放方式的选择。

炉渣的排放有固态排渣和液态排渣两种。因固态排渣技术比较成熟，所以一般都采用该技术。为此，必须避免燃烧过程中煤灰熔化，因此，灰熔点(软化温度TS）应高于1300℃。

煤浆的点火温度主要取决于煤的挥发分含量，挥发分越高，煤浆越容易着火燃烧，火焰的稳定性越好。一般要求挥发分最好在30%以上。

;流变性是指流体的流动特性。牛顿流体流动时，其黏度仅是温度的单值函数，不随剪切的变化而变化。

水煤浆是一种非牛顿流体，它的黏度不仅随温度的变化而变化，面且随剪切速率的变化而变化，在不同的剪切速率条件下其黏度表现为不同值，故称表观黏度，为了便于使用，水煤浆使用时应有良好的流动性，以利于泵送、雾化和燃烧。;作为普通燃料，要求水煤浆在常温及100s-1剪切速率下的表观黏度不高于100mPa?s。

长距离管道输送水煤浆则要求在低温及10s-1剪切速率下的表观黏度不高于800mPa?s。

此外，还要求水煤浆具有“剪切变稀”的流变特性，即处于流动状态时，表现出较低的黏度，便于泵送、雾化和燃烧；处于静止状态时，又可表现出高黏度，便于存放和防止沉淀。;燃烧试验表明，改善雾化效果是成功地使用水煤浆的重要环节。

减少水煤浆雾化粒度，可以改善火焰的稳定性，保证较好的负荷调节性和燃尽程度。

雾滴粒度受雾化器性能、空气和煤浆的质量比、煤浆和介质的流量等多种因素的影响。仅就水煤浆流变性而言，流变性越好，黏度越低，雾滴直径越小，越有利于燃烧。;;水煤浆稳定性是表示颗粒抗沉降的能力。

水煤浆是粗粒分散悬浮体，重力作用占主导地位，颗粒不可能不发生沉降。

在悬浮体中，如果颗粒以缓慢的速度协同下沉，在容器底部形成结构疏松的絮凝物，即所谓“软沉淀”，再通过机械搅拌能恢复原来浓度均匀状态，此时水煤浆就符合稳定性的要求。

;稳定性有静态稳定性、动态稳定性和热稳定性之分。

静态稳定性是在无其他外力作用时，颗粒抵抗重力作用的能力。

动态稳定性是在外力作用下，如在铁路、卡车、轮船运输过程中，煤浆抗振动的能力，此时煤浆承受着加速度大于9.8m/s2的连续振动，因而颗粒更容易沉降。

热稳定性是指在不同温度条件下，煤浆的稳定性。一般情况下，温度高时，由于浆体黏度降低，颗粒易沉淀。但是热稳定性在很大程度上和添加剂的耐热性有关。;1、煤质

大量试验表明，较高含量的黏土矿物会使水煤浆的稳定性提高。这是由于黏土矿物有如前所述的结构特性，颗粒间容易结构化，使水煤浆获得高的静切应力。此外，它还具有良好的水化和膨胀性，使水煤浆黏度增高，进一步促进水煤浆稳定。在这种情况下，只需加分散剂就能制成流动性和稳定性都很理想的浆。

在其他条件相同的情况下，煤阶高的水煤浆，其稳定性好，这是因为高阶煤的表面疏水性好，煤粒容易疏水团聚的缘故。

此外，煤岩组分也影响水煤浆的稳定性，试验表明，丝质组不利于稳定性，壳质组则相反。;2、浓度

浓度越高，稳定性越好。含煤量低时，颗粒按斯托克斯公式自由沉降。随含煤量增加，颗粒间相互产生了干扰沉降，同时，由于煤是强疏水物质，浓度高时容易产生疏水团聚而形成疏松的团聚物，提高了煤浆的屈服应力和黏度，从而增强了稳定性。;3、流变特性和温度

与稳定性有关的流变参数主要有表观黏度、屈服应力和触变性，表观黏度越高，水煤浆就越稳定，但同时要有良好的流动性，水煤浆的稳定性是不可能通过提高黏度来获得的。;许多试验表明，高屈服应力的水煤浆有利于静态稳定，因而不少研究者通过屈服值来预测水煤浆的稳定性，但相关性不