水煤漿穩(wěn)定性影響因素的研究進(jìn)展
作者/來(lái)源:王利珍1,楊祥生2,陳榮榮1,魏文瓏1,楊懷旺3,姚潤(rùn)生3(1.太原理工大學(xué),太原 030024;2 日期: 2008-09-25 點(diǎn)擊率:1729
20世紀(jì)70年代的世界石油危機(jī)促使一些國(guó)家開(kāi)始研究新的能源替代品,水煤漿(簡(jiǎn)稱CWS)便是其中之一,典型的水煤漿是由約70%煤、30%水和1%的化學(xué)添加劑制備成的煤一水固液分散體系。能滿足工業(yè)應(yīng)用的水煤漿不僅要有理想的流動(dòng)性、可燃性,還要有良好的穩(wěn)定性。影響水煤漿穩(wěn)定性的主要因素有煤的品種、煤粉的粒度分布、化學(xué)添加劑、超聲輻照、磁化作用、煤漿濃度、煤漿pH值和溫度等。
1 煤的品種
不同的煤種對(duì)水煤漿穩(wěn)定性的影響也不相同。煤的物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)水煤漿的特征影響很大,煤的親水性大大影響水煤漿的流變性與穩(wěn)定性,它是煤中O/C比的函數(shù),當(dāng)O/C比增加時(shí),羧基和羥基等官能團(tuán)氧在煤表面上增多,從而使煤的親水性增大。一般認(rèn)為:變質(zhì)程度低的煤所制水煤漿的穩(wěn)定性比變質(zhì)程度高的煤所制水煤漿的穩(wěn)定性好。煤中的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)對(duì)水煤漿的穩(wěn)定性和流變性都有重要的影響,但由于各種礦物質(zhì)種類繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,所以很難估計(jì)它們單個(gè)的作用。煤中的礦物質(zhì)主要是通過(guò)影響煤表面的親水性、電化學(xué)性質(zhì)或通過(guò)與制漿用分散劑的相互作用來(lái)影響漿體的穩(wěn)定性。
尉遲唯等在相同的制漿條件下,考察了24種不同地區(qū)、不同變質(zhì)程度煤制成水煤漿的成漿性、流變性及靜態(tài)穩(wěn)定性。結(jié)果表明,山西陽(yáng)泉、山東淄博石谷、河北下花園等煤種適宜制漿,這些煤的漿體質(zhì)量分?jǐn)?shù)均可達(dá)到66%以上,漿體呈假塑性流體,且煤漿產(chǎn)生軟沉淀的靜態(tài)穩(wěn)定性均在15d以上;山西潞安石圪節(jié)、安徽淮南、淮北石臺(tái)等煤成漿性較好,穩(wěn)定性在7d左右,漿體呈脹塑性流體;山東棗莊八一、甘肅靖遠(yuǎn)紅會(huì)、河南鶴壁等煤可達(dá)到較高的煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù),漿體流變性及穩(wěn)定性均較差,其他的煤則不適宜用于制備水煤漿;他們還通過(guò)對(duì)不同變質(zhì)程度煤的巖相顯微組分分析,考察了煤的巖相顯微組分對(duì)水煤漿性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,在相近的灰分含量下,煙煤較高的鏡質(zhì)組、較低的絲質(zhì)組含量有利于煤的成漿性和穩(wěn)定性。
祁威等選擇神府礦區(qū)檸條塔煤中的鏡煤、亮煤和暗煤進(jìn)行了制水煤漿實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,當(dāng)樣品中鏡質(zhì)組和絲質(zhì)組的比例為(65%~75%)∶(35%~2....