兰炭末制备水炭浆的影响因素及工艺研究.pdf

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1、第38卷第3期煤炭转化Vo1．38No．32015年7月C0ALC0NVERS10NJu1．2015兰炭末制备水炭浆的影响因素及工艺研究宋永辉”时明亮苏婷。马巧娜兰新哲摘要利用陕北地区的兰炭末制备水炭浆，研究了兰炭末的粒度配比、制浆搅拌作用及温度对水炭浆表观黏度、流动性和稳定性的影响．兰炭末用实验室球磨机研磨好并筛合成>830目(D1)，200目～320目(D2)，100目～200目(D3)和60目～100目(D)四种粒径范围．结果表明，当兰炭末的粒度配比(D1)：m(D2)：m(D3)：m(D4)为5：2：2：1，搅拌速率为1500r／min，搅拌时间为15min，环境温

2、度为30℃～4O℃时，制备出的水炭浆质量分数可达到60，表观黏度360mPa·S，浆体可以保持一个月内稳定并且流动性良好．随着细粒度兰炭颗粒加入量的增加，水炭浆表观黏度增大，流动性变差，稳定性增强．搅拌速率过高和搅拌时间过长会导致浆体老化，流动性变差．当温度逐渐升高时，水炭浆的表观黏度呈现出先降低后增加的趋势．关键词水炭浆，粒度级配，搅拌，温度中图分类号TQ536，TQ517．43粉掺混原煤制作水煤浆的实验．结果表明，所制备的0引言水煤浆可适用于气化炉，虽然氧耗增加，但气化炉工兰炭是长焰煤和弱黏煤等低变质烟煤经低(中)况更加稳定，粗合成气有效成分高，综合效益明显．温干馏工艺

3、生产的一种碳素材料．其具有低灰分、低本实验以陕北地区大量存在的兰炭末为原料制备水硫、低磷、高固定碳、高电阻率及高化学活性的特点，炭浆，重点研究了水炭浆的制备工艺及影响因素，以是一种用途广泛的工业原料和燃料．现有的兰炭生期为该技术的推广应用奠定基础．产过程得到兰炭产品中20mm以下的兰炭末所占1实验部分比例为10～15．截止2013年，我国兰炭实际产能已经接近每年6500万t，兰炭末产量约为650万t～1．1原料975万t．虽然目前兰炭末已经可以作为燃料、气化原料、高炉喷吹原料和处理废水的炭质吸附剂等使实验过程所用兰炭末来自于榆林神木县，其元用[1]，但其综合利用程度仍然偏低

4、．因此，兰炭末的素分析和工业分析见表1．由表1可以看出，该兰炭合理高效应用是我国兰炭产业发展的关键环节之表1兰炭的元素分析和工业分析(％。ad)Table1Proximateandultimateanalysis一．作为一种煤的清洁利用手段，水煤浆技术已经成offineblue-coke(％，ad)功应用于煤的气化以及锅炉燃烧等领域．兰炭由于其氢含量与挥发分比煤低，燃烧发热量小，燃烧过程需氧量大，同时孔隙发达，成浆浓度低[2]，目前仍然没有在此领域进行推广应用．如何利用兰炭末制备*Massfraction．出一种低成本、高效清洁的新型环保煤基流体燃料，末具有低挥发分、高固定

5、碳、低硫、低水等特点．其已经引起了研究者的关注．胡浩权等[3]以褐煤半焦，z(o)：(C)值较小，表面羧基和羟基等含氧官能团为原料，木质素磺酸钠和萘磺酸钠甲醛缩聚物为添较少，表面活性低，吸附能力弱．同时，由于其较大加剂，制备了浓度为60，表观黏度为550mPa·S，的比表面积以及发达的孔洞结构，使得颗粒之间作可以稳定7d左右的水焦浆．文献E43报道了兰炭焦为流动介质的自由水分减少[6]，难以制成高浓度的*陕西省科技统筹计划项目(2011KTDZ01-05-01／05)和陕西省教育厅重点实验室专项项目(13JSO59)．1)教授、博士生导师，西安建筑科技大学冶金工程学院，陕西

6、省冶金工程技术研究中心，710055西安；2)硕士生，西安建筑科技大学冶金工程学院，710055西安；3)博士生、讲师，西安建筑科技大学冶金工程学院，710055西安；榆林学院化学与化工学院，719000陕西榆林；4)教授、博士生导师，陕西广播电视大学，710119西安；陕西省冶金工程技术研究中心，710055西安收稿日期：2014—10—15；修回日期：2014—12—2O煤炭转化水炭浆．2结果与讨论1．2实验步骤2．1粒度配比的影响采用干法制浆，将一定量兰炭末在105℃的烘常温下，分别取>320目(D)、200目～320目箱中烘干24h，然后放人球磨机碾磨Ih，随后进行

7、(D2)、100目～200目(D3)和6O目～100目(D)四筛分，获得不同粒度的兰炭末．按照一定的粒度配比种粒度的混合料(其中D为特细粒度兰炭末，D+将不同粒度的兰炭末进行混配，均匀混合后准确称D。为细粒度兰炭末，D。和D为粗粒度兰炭末)，保取100g，置于200mL烧杯中；另外，准确称量持水炭浆质量分数在6O左右进行粒度配比实验．1．3(添加剂与混合料的质量比)的添加剂(用聚氧粒度配比((D1)：(D2)：m(D。)：Wt(D4)，质量乙烯醚一丙烯酸酯聚合物复配木质素磺酸钠作为分比)对表观黏度的影响见图1．散剂