Kulvandsslam
I. Fysiske egenskaber og funktioner
Kul-vand-opslæmning er en opslæmning lavet af kul, vand og en lille mængde kemiske tilsætningsstoffer. Kul-vand-opslæmning opdeles efter formålet i højkoncentreret kul-vand-opslæmningsbrændstof og kul-vand-opslæmning til Texaco-ovnforgasning. Kul-vand-opslæmning kan pumpes, forstøves, opbevares, antændes og brændes i en stabil tilstand. Omkring 2 tons kul-vand-opslæmning kan erstatte 1 ton fyringsolie.
Kul-vand-opslæmning til afbrænding overgår sine forbrændingsevner, energibesparelser og miljømæssige fordele, hvilket er en vigtig del af ren kulteknologi. Kul-vand-opslæmning kan transporteres over lange afstande via rørledninger med lave investeringer og lave driftsomkostninger. Den kan afbrændes direkte uden dehydrering efter ankomst til terminalen, og opbevarings- og transportprocessen er fuldstændig lukket.

Vand vil forårsage varmetab og kan ikke generere varme i forbrændingsprocessen. Derfor bør koncentrationen af kul nå et relativt højt niveau -- generelt 65 ~ 70%. Kemiske tilsætninger er omkring 1%. Varmetab forårsaget af vand tegner sig for omkring 4% af brændværdien af kul-vand-opslæmning. Vand er et uundgåeligt råmateriale i forgasning. Ud fra dette synspunkt kan kulkoncentrationen sænkes til 62% ~ 65%, hvilket kan forårsage potentiel øget iltforbrænding.
For at lette forbrændings- og forgasningsreaktioner har kul-vand-opslæmning visse krav til kulfinhed. Den øvre grænse for partikelstørrelsen af kul-vand-opslæmningen til brændstof (partikelstørrelsen med en gennemstrømningshastighed på ikke mindre end 98%) er 300 μm, og indholdet af kul til forgasning er ikke mindre end 75%. Finheden af kul-vand-opslæmningen til forgasning er lidt grovere end kul-vand-opslæmningen til brændstof. Den øvre grænse for partikelstørrelsen må nå 1410 μm (14 mesh), og indholdet af kul til mindre end 74 μm (200 mesh) er 32% til 60%. For at gøre kul-vand-opslæmningen let at pumpe og forstøve, har kul-vand-opslæmningen også krav til flydeevne.
Ved stuetemperatur og en forskydningshastighed på 100s kræves det generelt, at den tilsyneladende viskositet ikke er højere end 1000-1500 mPas. Kul-vand-opslæmning, der anvendes til langdistance-rørledningstransport, kræver en tilsyneladende viskositet på ikke mere end 800 mPa·s ved lav temperatur (årets laveste temperatur for nedgravede rør) og en forskydningshastighed på 10s-1. Derudover kræves det også, at kul-vand-opslæmningen har en lavere viskositet, når den er i en flydende tilstand, hvilket er praktisk at bruge; når den stopper med at flyde og er i en statisk tilstand, kan den udvise høj viskositet for nem opbevaring.
Kul-vand-opslæmningens stabilitet under opbevaring og transport er meget vigtig, fordi kul-vand-opslæmning er en blanding af faste og flydende faser, og det er let at adskille fast og flydende stof, så det er påkrævet, at der ikke produceres "hård udfældning" under opbevaring og transport. Den såkaldte "hård udfældning" refererer til det bundfald, der ikke kan gendannes til sin oprindelige tilstand ved at omrøre kul-vand-opslæmningen. Kul-vand-opslæmningens evne til at opretholde den ydeevne, der ikke giver hård udfældning, kaldes kul-vand-opslæmningens "stabilitet". Kul-vand-opslæmning med dårlig stabilitet vil påvirke produktionen alvorligt, når der opstår udfældning under opbevaring og transport.
II. Oversigt over teknologi til fremstilling af kul-vand-opslæmning
Kul-vand-opslæmning kræver høj kulkoncentration, fin partikelstørrelse, god fluiditet og god stabilitet for at undgå hård udfældning. Det vil være vanskeligt at opfylde alle ovenstående egenskaber på samme tid, fordi nogle af dem er gensidigt begrænsede. For eksempel vil en forøgelse af koncentrationen medføre, at viskositeten øges, og fluiditeten forringes. God fluiditet og lav viskositet vil forværre stabiliteten. Derfor er det nødvendigt at overvåge koncentrationen i realtid.Lønnmeterhåndholdt densitetsmålerhar en nøjagtighed på op til 0,003 g/ml, hvilket kan opnå nøjagtig densitetsmåling og præcist kontrollere opslæmningens densitet.

1. Vælg det rigtige råkul til papirmasse
Ud over at opfylde downstream-brugernes krav skal kvaliteten af kul til pulpning også tages i betragtning ved dets pulpningsegenskaber - vanskeligheden ved pulpning. Nogle kultyper er lette at fremstille højkoncentreret kul-vand-opslæmning under normale forhold. For andre kultyper er det vanskeligt eller kræver det en mere kompleks pulpningsproces og en højere pris at fremstille højkoncentreret kul-vand-opslæmning. Pulpningsegenskaberne for råmaterialer til pulpning har stor indflydelse på investeringen, produktionsomkostningerne og kvaliteten af kul-vand-opslæmningen i pulpningsanlægget. Derfor bør loven om kulpulpningsegenskaber mestres, og råkul til pulpning bør vælges i henhold til de faktiske behov og principperne for teknisk gennemførlighed og økonomisk rationalitet.
2. Karaktergivning
Kul-vand-opslæmning kræver ikke blot, at kulpartikelstørrelsen når den specificerede finhed, men kræver også en god partikelstørrelsesfordeling, så kulpartikler i forskellige størrelser kan fylde hinanden, minimere mellemrummene mellem kulpartiklerne og opnå en højere "stablingseffektivitet". Færre mellemrum kan reducere mængden af vand, der bruges, og det er nemt at lave kul-vand-opslæmning med høj koncentration. Denne teknologi kaldes undertiden "gradering".
3. Pulpingproces og udstyr
Under de givne karakteristika for råkulspartikelstørrelse og formalingsforhold kræver det et rimeligt valg af formalingsudstyr og pulpningsproces, hvordan man opnår en højere "stablingseffektivitet" med partikelstørrelsesfordelingen i det endelige produkt af kul-vand-opslæmning.
4. Valg af præstationsmatchende additiver
For at kul-vand-opslæmningen kan opnå høj koncentration, lav viskositet samt god reologi og stabilitet, skal der anvendes en lille mængde kemiske stoffer, kaldet "tilsætningsstoffer". Tilsætningsstoffets molekyler virker på grænsefladen mellem kulpartikler og vand, hvilket kan reducere viskositeten, forbedre dispersionen af kulpartikler i vand og forbedre stabiliteten af kul-vand-opslæmningen. Mængden af tilsætningsstoffer er normalt 0,5 % til 1 % af kulmængden. Der findes mange forskellige typer tilsætningsstoffer, og formlen er ikke fast og skal bestemmes gennem eksperimentel forskning.
Opslagstidspunkt: 13. feb. 2025