三月水煤浆代油燃烧技术的应用.doc

全国化工热工设计技术中心站2004年年会论文集 PAGE PAGE 266 水煤浆代油燃烧技术的应用 中国石油工程设计有限责任公司东北分公司 徐 健 王淑萍 [内容摘要] 水煤浆是一种新型液态化全煤基燃料，它具有燃烧效率高、NOX及废弃物排放量小、代油燃烧经济效益高等特点。 我国是以煤为主的能源生产和消费大国。从“六五”期间开始开发水煤浆技术，至今在多方面得到应用。本文结合吉林石化公司燃油锅炉改烧水煤浆工程，就水煤浆的发展、水煤浆的制备工艺、设备选择、储存及输送等作了较详尽的论述。 [关 键 词] 水煤浆 高浓度磨矿制浆 高剪切处理 专用设备 储存 输送 ⒈水煤浆的技术发展背景 ⑴国内、外水煤浆的技术发展概况 国外，水煤浆生产起步比较早。最早应用的美国黑迈萨工程的水煤浆浓度为50%，年运煤量450万吨，管道输送439公里，供应莫哈夫电厂；俄罗斯89年建成投产世界规模最大的制造水煤浆及应用系统工程，水煤浆年生产规模500万吨，浓度为62~65%，管道输送260公里，供新西伯利亚第五热电厂。日本和法国等国家都相应地在发电、化工等方面应用了水煤浆工艺技术。 我国是以煤为主的能源生产和消费大国，从“六五”期间开始开发水煤浆技术，至今在多方面得到应用。如：燕山石化动力事业部第三热电站新建的一台220t/h水煤浆锅炉于2000年投产；山东白杨河发电厂三台230t/h燃油的煤粉炉改烧水煤浆,其中一台于1995年投运,另外两台也于2001年投运；广东茂名热电厂原有两台220t/h、两台410t/h的燃油的煤粉炉，2000年将一号炉改烧水煤浆后经济效益显著,该厂正实施对二号至四号炉的改烧水煤浆工程。 综上所述,水煤浆制备无论从技术上还是从实践上都是成熟可靠的。 ⑵水煤浆的分类 精煤水煤浆 浓度≥65％ 灰分≤10％ 粘度≤1200mPa.s 平均粒径45μm 稳定性30天以上 经济水煤浆 浓度55-60％ 灰分15％ 平均粒径55μm 原煤制作 稳定性30天 气化水煤浆 浓度58-65％ 粘度≤1000mPa.S 粒径50-60μm 稳定性 1-2天 环保水煤浆 浓度≥65％ 灰分≤10％ 粘度≤1200mPa.s 对含硫量等要求较高 ⑶水煤浆的经济效益 ①与油相比节约燃料成本约1/2 ， 参见附表。 ②替代下来的重油深加工可带来500元/吨的二次效益。 ③合理利用了石油、煤资源、气源，增加了国家能源的安全性、机动性。 ④环境效益 由于燃烧温度比烧油低100-200℃，大大减少NOx的生成及废弃物的排放。 单位热值 单位价格 单位热价 备 注 水煤浆 18837-20908KJ/kg 350元/吨 0.0186-0.0167元/MJ 重 油 40980 KJ/kg 1500-1800元/吨 0.0366-0.0439元/MJ 天然气 31362 KJ/m3 1.70元/m3 0.054元/MJ ⒉水煤浆的制备 ⑴制备水煤浆的原料 ①洗精煤 要求： 热值（低位发热量）≥ 6000kcal/kg 挥发分≥30％　　　　　　灰分≤10％ 硫分≤1％ 可磨指数 50-100 灰融点（T2） ： 动力型 ≥1300℃ 气化型≥1180℃ ②添加剂 要求：活性好、反应快 、添加量少、制浆成本低、 对灰融点的降低小等 。 在动力水煤浆制备过程中，添加剂可采用下列品种： 木质素磺酸盐、腐植酸盐、亚甲基苯磺酸盐、聚苯乙烯磺酸盐、聚脂肪族二烯烃磺酸盐、聚甲基丙烯酸盐等。 其中木质素磺酸盐为无机物添加剂，价格较低但添加量大，易堵喷嘴，且降低灰熔点，对锅炉燃烧不利，动力型水煤浆多不采用。其它各种添加剂各有其优缺点，如亚甲基苯磺酸盐对煤的反应慢，水煤浆制备中搅拌时间长；聚甲基丙烯酸盐抗剪切性能好，但在高温下吸附性差；聚苯乙烯磺酸盐性能好但价格高等。 水 要求：中性或轻碱性、 浊度低、 研磨不产生有害气体。 ⑵制浆工艺的选择 目前，国内外水煤浆厂采用的制浆工艺主要有：高浓度磨矿制浆工艺、中浓度磨矿制浆工艺及高、中浓度磨矿联合制浆工艺。 高浓度制浆工艺的特点是：将煤、水和分散剂一起加入球磨机，在高浓度（略高于成品浆的浓度）条件下进行磨制，磨矿产品就是高浓度水煤浆的初级产品。再经过搅拌、稳定性处理及隔渣，就可获得成品水煤浆。由于这种工艺较为简单，采用这种工艺的制浆厂很多，如美国大西洋（ARC）公司、日本的日立公司和COM公司等，我国自己建设的水煤浆厂也大多采用这种