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1、★加工转化★钙基固硫剂对水煤浆流变性的影响11,211黄 波 木沙江 段 静 朱书全(1.中国矿业大学(北京校区)化学与环境工程学院,100083;2.新疆煤炭科学研究所,新疆乌鲁木齐市南昌路28号,830091) 摘 要 研究了钙基固硫剂对煤成浆性的影响,试验表明:钙基固硫剂对水煤浆的流变性影响较大,通过调整添加剂用量、水煤浆浓度和搅拌方式,可以制备出流变性较好的脱硫型水煤浆。关键词 水煤浆 流变性 固硫剂 钙基 流变性是水煤浆的1个重要参数,它影响到水煤浆的粘度,Ca(OH)2由于其本身的亲水性,对水煤煤浆的存贮、运输和雾化。固硫剂中含有为数不少浆的流变性
2、影响更为明显。但合理调整添加剂用量的可溶性电解质,谢华、孙成功等人研究发现,金属和水煤浆浓度,仍可制备出流变性较好的脱硫型水离子对水煤浆流变性影响较大。制备脱硫型水煤浆煤浆。时,固硫剂的加入量较多,一般占煤重量的10%以1 试验煤样及煤质分析上。如此多的金属离子势必会对水煤浆流变性产生较大影响,必须采取措施使脱硫型水煤浆的粘度控 试验所用煤样由新疆煤炭科学研究所提供,分制在1000MPa·s左右。钙基固硫剂对水煤浆流变性别记为2号煤和3号煤。表1为煤样的工业分析和影响的试验结果证实:CaCO3和Ca(OH)2将增大水元素分析。表1 煤样的工业分析和元素分析-1发
3、热量/MJ·kg煤 样水分/%灰分/%挥发分/%固定碳%Cad/%Had/%Oad/%Nad/%St·ad/%高位低位2号煤6.219.7436.8445.2626.1620.8165.634.789.651.011.033号煤1.899.3036.6249.4428.2823.1370.264.968.361.161.32TERSIZER激光粒度分析仪进行粒度分析,采用堆积2 试验方法效率专用软件进行粒度级配计算,根据水煤浆级配 水煤浆的实验室成浆试验一般采用干法调浆,理论和初步试验表明:煤样粗细搭配的比例为60∶即先将磨制好的粗细煤样按一定比例称量好并混在4
4、0较为合适,在这个配比下制备出的水煤浆具有一一起,再根据煤样所含有的水分在设定的浆浓度下定的流动性,表现为具有一定屈服应力的假塑性流计算所需水分重量,将煤样和水分准确地加入制备体,有利于煤浆的静置稳定,又有利于煤浆燃烧时的水煤浆所用的容器中,加入添加剂,用搅拌机搅拌制喷射雾化。以下试验均按此配比进行。备而成。制备脱硫型水煤浆时,按钙硫比计算出所3 试验结果及分析需固硫剂的重量,在添加剂、煤和水搅拌5min后再加入固硫剂搅拌10min,即可制备出脱硫型水煤浆。 根据初步试验结果和煤样的工业分析及元素分将试验所得的水煤浆用粘度计测定其粘度,静置于析,选用LZ3作为2
5、号煤的添加剂,选用LZ1作为3容器中观察水煤浆的稳定性。号煤的添加剂。将煤样分别进行粗磨和细磨,磨矿后用MAS23.1 不加固硫剂水煤浆的流变性44中国煤炭第30卷第6期2004年6月将2号煤和3号煤分别在不同浓度和不同用量理论上凡是能与燃烧中生成的SO2或SO3起化-1的条件下进行成浆试验,在剪切率为100s时水煤学反应形成固态残渣而留在煤灰中的物质均可作为浆的表观粘度如表2所示。从表2可以看出:2号水煤浆固硫剂,如白云石、氧化钙、氯化镁、碳酸钙、煤制备浓度为62%的水煤浆所需的添加剂用量较碳酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙等。由于钙基固硫剂高,约为11‰左右。如果水煤
6、浆浓度为60%,则所价格低廉、来源广泛,而且脱硫产物为CaSO4,几乎需添加剂量可减少到8‰左右,水煤浆在剪切率为没有二次污染,因此,选用钙基固硫剂作为水煤浆固-1100s时的表观粘度为834MPa·s;3号煤在添加剂硫剂。但是钙基固硫剂添加到水煤浆中,都会产生2+用量为6‰时,能制备出浓度为66%左右的水煤浆,Ca,对水煤浆的流变性影响较大,尤其是Ca(OH)2表观粘度为973MPa·s,具有较好的流动性。具有强烈的亲水性,对水煤浆的流变性影响更大。表2 不加固硫剂水煤浆的流变性使用钙基固硫剂时,Ca/S值对水煤浆的燃烧固硫率添加剂影响较大,表3是固硫剂的试验条
7、件和剪切率为煤样浓度/%表观粘度/MPa·s名称用量/‰100s-1时水煤浆的表观粘度。2号60LZ351269.21比较表2和表3可以看出,如果将钙基固硫剂2号60LZ371275.26添加到水煤浆中,将提高水煤浆的粘度。试验中发2号60LZ38656.932号60LZ39533.46现,如果固硫剂与添加剂和水同时加入进行搅拌,必2号62LZ311751.40须增加水分才能制备出流变性较好的脱硫型水煤2号62LZ312848.03浆,也就是说要降低水煤浆的浓度,通常要低2%～3号66LZ16973.063%。但是如果在制备过程中先将煤、添加剂和水搅3号66LZ1
8、7881.
