1、磨煤制浆系统,煤制氢装置筹备组 2018年7月30日星期一,主要内容,一、磨煤制浆系统工艺流程（重点掌握） 二、磨煤制浆系统的主要物料、性质及作用（掌握） 三、原料煤对水煤浆质量的影响（了解） 四、水煤浆系统管理规定（了解）,一、磨煤制浆系统工艺流程（重点掌握）,磨煤制浆系统,磨煤制浆系统,煤仓,称量给料机,磨煤机,磨煤机出料槽,磨煤制浆系统,磨煤机出料槽泵,磨煤机出料槽泵,大煤浆槽,高压煤浆泵,磨煤制浆系统,磨煤制浆流程,磨煤制浆系统,磨煤机入口,筛网,磨煤机加磨棒,煤仓和石灰石仓,磨煤制浆系统,磨煤制浆系统,二、磨煤制浆系统的主要物料、性质及作用（掌握）,磨煤制浆系统,（一）磨煤制浆系统主
2、要物料： 1、原料煤（焦） 2、水（新鲜水、抽滤机滤液等） 3、 PH值调节剂 4、助熔剂（主要是石灰石CaCO3） 5、水煤浆添加剂,磨煤制浆系统,（二）磨煤制浆系统主要物料的性质及作用 1、原料煤（焦） 2、水（新鲜水、抽滤机滤液等） 3、PH值调节剂 氢离子浓度指数是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比。它的数值俗称“pH值”。表示溶液酸性或碱性程度的数值，即所含氢离子浓度的常用对数的负值。 PH值一般在014之间，当它为7时溶液呈中性，小于7时呈酸性，值越小，酸性越强；大于7时呈碱性，值越大，碱性越强。,磨煤制浆系统,一般要求水煤浆的PH值在79之间，制备的时候通过计量泵加入浓度为40
3、%的氢氧化钠（NaOH）溶液，来调节水煤浆的PH值大小。控制水煤浆PH值在79的原因： （1）当PH值小于7时水煤浆呈酸性，会对设备及管线造成腐蚀，但PH值过大，系统管道容易结垢。 （2）加碱起到辅助调节煤浆粘度的作用，主要是制浆时需要添加水煤浆添加剂，而水煤浆添加剂需要在一定的PH值才能发挥作用（弱碱性条件）。,磨煤制浆系统,4、助熔剂（主要是石灰石CaCO3） 助熔剂：一般指能降低其物质的软化、熔化或液化温度的物质。 添加助熔剂的主要目的：是为了降低灰熔点、增加灰渣流动性，进而降低气化温度，利于气化炉操作。 操作时添加量注意事项： （1）少了，起不到降低灰熔点的目的、浪费资源、也不利于操作
4、； （2）多了，灰熔点会升高同时会增强灰渣黏度，不利于气化炉挂渣，甚至引起气化炉结垢。总之助熔剂添加过多比添加少会带来更加糟糕的结果。,磨煤制浆系统,5、水煤浆添加剂 高质量水煤浆的要求是：浓度高、稳定性好、流变性好、粘度低。 影响水煤浆质量的因素主要有煤质、煤的粒度分布及水煤浆添加剂。 然而，原料煤属疏水性物质，又是颗粒悬浮体，即使易制浆煤种并具有高堆积的颗粒分布，无化学添加剂也不可能制成希望的高质量水煤浆。 水煤浆添加剂的主要作用： （1）改变煤颗粒的表面性质，促使颗粒在水中分散，使水煤浆有良好的流变特性和稳定性。 （2）借助水煤浆添加剂调节水煤浆的PH值，消除有害因素(如气泡、有害成分等
5、) 。,磨煤制浆系统,（1）煤的成浆性：即将煤制备成水煤浆的难易性，包括水煤浆的流变性和稳定性。成浆性好，说明该煤易制成水煤浆，反之，说明该煤难制成水煤浆。 （2）水煤浆的流变性：是指流体的流动特性，水煤浆应当具有剪切变稀的流动特性。当其被储存时，要有较大的静态粘度以防止煤粒沉淀；当水煤浆处于动态时，要求其粘度较低，以便于输送和雾化燃烧。 （3）疏水性指的是一个分子（疏水物）与水互相排斥的物理性质。疏水性分子包含有烷烃、油、脂肪和多数含有油脂的物质。 （4）亲水性，带有极性基团的分子，对水有大的亲和能力，可以吸引水分子，或溶解于水。这类分子形成的固体材料的表面，易被水所润湿。具有这种特性都是物
6、质的亲水性。 肥皂拥有亲水性和疏水性两端，以使其可以溶解在水里，也可以溶解在油里。因此，肥皂可以去除掉水和油之间的界面。,磨煤制浆系统,水煤浆添加剂的分类： 目前，国内外使用的水煤浆添加剂主要分为分散剂和稳定剂两类。分散剂主要是阴离子型和非离子型表面活性剂，很少用阳离子表面活性剂； 稳定剂主要是天然和人工合成的高分子聚合物。 （1）阴离子型水煤浆分散剂分类： 聚烯烃系列、丙烯酸系列、萘磺酸系列、木质素磺酸盐（造纸废液改性物） 分散剂主要作用是改变煤表面的亲水性，降低煤水界面张力，使煤粒充分润湿和均匀分散在少量水中。 （2）稳定剂：大多数是有机糖类高分子聚合物。 稳定剂的作用：使水煤浆具有剪切变
7、稀特性，同时使煤颗粒稳定悬浮在水中，不发生硬沉淀。,磨煤制浆系统,水 煤 浆 添 加 剂 检 验 单,磨煤制浆系统,三、原料煤对水煤浆质量的影响（了解）,磨煤制浆系统,影响水煤浆质量的因素主要有煤质、煤的粒度分布及水煤浆添加剂。其中煤质因素包括煤的变质程度、 矿物质组成、 煤岩组分、 煤的内水、可磨指数等。 煤质因素是制约水煤浆性质的最主要因素。,磨煤制浆系统,（1）煤的变质程度从元素分析C（碳）、O（氧）、H（氢）、N（氮），O/C比（煤中氧原子和碳原子比）对成浆性影响最大，O/C比增大，成浆性变差。煤中O/C比反映含氧官能团的多少，含氧官能团羰基C=0、羟基OH，羧基COOH等，随着煤的变
8、质程度加强，煤中O/C比，极性官能团减少，成浆性变好。因为极性官能团越高，煤表面的亲水性和电性也越高，在煤表面吸附大量的水分子，形成坚固的水化膜，减小了自由流动水量，另外，煤表面带负电，极性官能团含量越高，基表面电性就越强，从而削弱了煤表面对阴离子型添加剂的吸附，因而成浆性差。 低变质程度的烟煤比高变质程度的烟煤成浆性差。,磨煤制浆系统,2、煤的内水煤表面的孔隙特性表明，煤表面有一定的孔分布，而这些小孔正是吸附一些水，称其为内在水。内在水，它是煤表面的极性和孔隙度的综合体现，这些水分分布在煤的内表面，当水煤浆的浓度相同时，就要减少起流动介质的水，使粒度升高，因此，煤的内在水越高，其成浆性越差。
9、 煤的孔隙是由不同孔径的孔分布而成，对成浆性影响的是水能进入其中的孔。煤的比表面积反映煤孔隙度的大小，高比表面积的煤，增加添加剂的消耗量。,磨煤制浆系统,3、可磨指数（HGI）可磨指数直接反映磨矿的难易程度，可磨性好的煤实际上可以得到更多的微细颗粒，因而提高了堆积效率，易制得高浓度的水煤浆。低变质程度强极性的褐煤，难以制得出高浓度低粘度的水煤浆，但由于它的强极性，在水中能稳定存在。高变质程度的无烟煤，疏水性强，虽然能制备出高浓度低粘度水煤浆，但稳定性较差。4、矿物质组成（不讲） 5、煤岩组分,磨煤制浆系统,（1）水煤浆中的煤粉粒度组成级配技术，是影响水煤浆特性的关键技术之一，它要求煤颗粒的粒度
10、分布能达到较高的堆积效率，即颗粒相互堆积时，大颗粒间的空隙被小颗粒充填，小颗粒间的空隙又被更小的颗粒充填，可使空隙量小，有更多的水参加流动，提高了制浆浓度，改善了流动性。（2）低变质程度的煤（如褐煤）成浆性差，发热量低，但是挥发分高，高变质程度的煤则相反，为了获得高浓度低粘度，稳定性好的水煤浆，采用配煤制浆。低变质程度强极性的褐煤，难以制得出高浓度低粘度的水煤浆，但由于它的强极性，在水中能稳定存在。高变质程度的无烟煤，疏水性强，虽然能制备出高浓度低粘度水煤浆，但稳定性较差。,水煤浆级配技术,磨煤制浆系统,粘度：将两块面积为1m的板浸于液体中，两板距离为1米，若加1N的切应力,使两板之间的相对速
11、率为1m/s，则此液体的粘度为1Pa.s。 粘度是表示流体流动时所引起的内摩擦大小的物理量，它表示流体输送时的难易程度。,磨煤制浆系统,水煤浆的性质,磨煤制浆系统, 煤浆浓度高有利于提高气化强度，并获得较高热值。从经济运行考虑，一般应达到6070%，但浓度又受到黏度限制，煤浆浓度越大黏度就越大，对泵送和雾化不利。煤浆浓度下降，又会使送入气化炉的水量增加，蒸发水所消耗的热量增多，有效气体成分减少，降低了煤气化效率，增加了氧耗。（浓度） 动力黏度，是指产生单位速度的剪应力，在相同的速度梯度下，动力黏度表示了流体粘性的大小。为了便于泵送和烧嘴雾化，水煤浆对流动性有要求。在常温下，一般要求表观黏度不大
12、于10001500mPa.s。（粘度） 从气化反应考虑，煤粉粒度越细越好，有利于获得较高的碳转化率，但是，细粒所占比例增加时，煤浆黏度增大，影响煤浆浓度提高。因此，为了制成高浓度水煤浆，必须使水煤浆具有足够宽的粒度分布和适宜的分布结构。（粒度分布）,水煤浆是煤和水及少量化学添加剂调制而成的浆体。水煤浆可泵送、储存与稳定着火燃烧，两吨左右水煤浆可替代一吨燃料油。水不能产生热量，在燃烧过程中会造成热损失，约占水煤浆煤热值的4%，所以水煤浆浓度高一些有利于节能。,磨煤制浆系统, 水煤浆具有“剪切变稀”的流变特性，即当处于流动状态时，表现 出具有较低的黏度，便于使用；停止流动处于静止状态时，又表现出高
13、黏度，便于存放。（剪切变稀，流动性） 煤浆的稳定性，表示煤粉在水中的悬浮能力，是指煤浆在储存和运输期间保持均匀的特性。稳定性越好越有利于煤浆的长时间储存和远距离输送。（稳定性）,中石化关于气化工艺用水煤浆质量控制指标如下：煤浆质量主要控制指标,磨煤制浆系统,炉砖挂渣前,炉砖挂渣后,磨煤制浆系统,四、水煤浆系统管理规定（了解）,磨煤制浆系统,严格监控水煤浆质量，对磨机出口的煤浆、煤浆槽的煤浆分别不低于1次/4小时、1次/12小时的频率进行检验，监控煤浆的粘度、粒度分布、浓度、稳定性等指标。煤浆质量应满足下列指标要求。,磨煤制浆系统,磨煤机出料槽分析数据,磨煤制浆系统,大煤浆槽分析数据,磨煤制浆系
14、统,1、水煤（焦）浆添加剂系统的管理 1.1 应有完善的煤（焦）浆添加剂配制和计量系统。 1.2 应对煤浆添加剂进行入厂检验，合格后方可使用。 1.3 应建立煤浆添加剂配制执行程序和添加比例控制执行程序。 1.4 根据不同煤种及煤质变化，应要求添加剂供应商调整添加剂配方，并提出合理的添加比例，生产单位应建立相应管理制度和台帐。,磨煤制浆系统,2、磨煤机的管理 2.1 应定期检查棒磨机内磨棒磨损情况，并取出不符合要求的磨棒。 2.2 应定期检查磨煤机本体情况、出口筛网状况。 2.3 进磨煤机的煤粒直径应小于19mm。 2.4 磨煤机停车后，再启动间隔时间应符合电气安全启动要求。,磨煤制浆系统,3
15、、大煤浆槽的管理 3.1 应杜绝不合格煤浆进入大煤浆槽，正常运行时大煤浆槽严禁进水。 3.2 应保持大煤浆槽液位平稳，避免挂壁煤浆垮塌，造成高压煤浆泵或管线堵塞。 3.3 应定期校验大煤浆槽液位计，防止大煤浆堵塞导致的液位失真。 3.4 大煤浆槽顶部除升气帽外不应敞口，以防雨水或其他杂物落入煤浆槽。 3.5 每班至少检查一次大煤浆槽内搅拌效果。 3.6 大煤浆槽液位高于搅拌器下层浆叶时，方可启运搅拌器。,磨煤制浆系统,4、高压煤浆泵的管理 4.1 高压煤浆泵正常运行时，应在醒目位置挂“正在运行”标志，对泵进出口手动阀、导淋应采取禁动措施，防止误操作。 4.2 严格按照设备单体操作规程进行开停泵
16、操作，开泵前应检查泵进出口流程是否畅通；停泵后出口管线、煤浆循环管线应在确认安全的情况下，尽快冲洗干净。 4.3 气化炉周期性检修期间，应检查高压煤浆泵隔膜（软管）、进出口单向阀的情况，接近使用寿命应及时更换。 4.4 严禁用空气或氧气对蓄能器进行充压。,磨煤制浆系统,5、加强高压煤浆管线的巡检，监控管线振动情况，对振动部位应及时采取加固措施。定期对煤浆管线壁厚进行检测，建立煤浆管线检测台帐。 6、气化炉周期性检修期间，应清理煤浆流量计磁极探头，校验煤浆流量计的准确度。 7、定期校验或标定称重给煤机、助熔剂、水煤浆添加剂、制浆补水等流量计准确度。 8、煤浆渣池应及时清理，保持渣池处于备用状态。 9、高压煤浆泵每次修理完毕，应用水试泵，同时将泵出口压力提至操作压力，检查泵体及其出口煤浆管线泄漏情况。 10、煤浆流量计更换或检修后，应进行倒流回零试验。,磨煤制浆系统,阴离子是指原子由于外界作用得到一个或几个电子，使其最外层电子数达到稳定结构。常见阴离子：氯离子Cl- ，硫离子S2- ，氢氧根OH-。阳离子是带正电荷的离子。阳离子的书写方法就是在该离子的元素或原子团负号右上角表上所带电荷数与“”号，如钠离子：Na+，三价铁离子：Fe3+。带一个或多个正电荷的离子称为“正离子”，亦称“阳离子”。,磨煤制浆系统,谢谢！,
