水煤浆制备与应用技术及发展
水煤浆是一种优质煤炭资源,具备多方面的优点,其主要优势表现在稳定性好、流动性高、储备安全、运输方便、用途广泛、清洁环保等六个方面。据调查,当前我国长江三角洲、珠江三角洲等发达地区已开始在化工、电力、石油、建材等多个领域广泛使用水煤浆来代替固体煤炭资源和燃油,有效缓解了工业污染问题。本文将简单介绍水煤浆制备与应用技术,分析水煤浆生产添加剂含量,并浅谈水煤浆制备与应用技术发展展望。
1 水煤浆制备与应用技术
目前,我国所使用的水煤浆制备与应用技术有四种,分别是GE水煤浆气化技术、多喷嘴对置式水煤浆气化技术、德士古水煤浆气化技术和清华水冷壁水煤浆气化技术。其中,GE水煤浆气化技术的支撑性设备是GE水煤浆气化捞渣机,该设备水煤资源加工与生产中发挥着重要作用,为了提高GE水煤浆气化技术生产效率,工作人员通常要处理好GE水煤浆气化捞渣机的故障处理工作,防止出现管线堵塞、刮板输送机损坏问题。一般情况下,要确保刮板输送机能够迅速清除掉GE水煤浆气化捞渣机中的所有污物,然后将煤渣输送到捞渣机内。为了避免刮板输送机受损,工作人员要定期检查其链条与牙盘位置是否发生偏移,并及时做好纠偏工作。
多喷嘴对置式水煤浆气化技术是校企合作的产物,由兖矿集团公司和华东理工大学共同研发的现代水煤浆制备气化技术。在“十一五”期间,多喷嘴对置式水煤浆气化技术进入了商业化标志阶段,兖矿集团公司和华东理工大学成功制造了两套多喷嘴对置式水煤浆气化机,压力在4.0MPa左右,平均每日的产煤量多达1 150万t,大幅度提升了水煤资源生产加工效益。
德士古水煤浆气化技术又称作Texace水煤浆气化技术,该技术是美国Texace石油开发公司于1946年所研发的水煤加工生产技术,主要是将水煤气作为加工进料。Texace水煤浆气化技术的加工流程通常称作“Texace水煤浆加压气流床气化工艺”,主要分为四大步骤,第一,在Texace水煤浆气化炉内添加纯氧气化剂、水煤浆和适当的煤颗粒,此时这三种混合物在高温条件下会立刻发生化学反应,迅速起火并呈现高速流动状态;第二,当炉内的高温辐射达到标准后,要处理好预热、水分蒸发、蒸馏煤、燃烧挥发物和气化碳等过程,以此生产优质水煤气;第三,将熔渣与外发生反应的碳输进Texace水煤浆汽化炉底部的激冷室中进行水浴;第四,将经过淬冷和固化之后的熔渣落入渣罐,并由排查系统进行排放,此时的饱和蒸汽与煤气就会输进煤气冷却系统。
不同降雨时间的的塑性区发展如图7所示,降雨持续24 h,塑性破坏从坡脚发生,形成的塑性破坏区域范围较小;降雨持续48 h,塑性破坏从坡脚向上扩展,形成的塑性破坏区域范围扩大;降雨持续72 h,塑性破坏区域加速从坡脚扩展到坡顶形成贯通,K=0.93,边坡破坏失稳。这与文献[14]通过离心机试验所揭示的降雨诱发粉土边坡的失稳模式是一致的。通过分析比较72 h和96 h的塑性区能够发现,随着入渗区域加深,塑性区贯通区域向深部发展。
在水煤浆制备气化技术应用中,水煤浆配置类型有四种,第一种是MK-1类型的水煤浆生产添加剂,其基础原料是萘,辅料有羧基、羰基和氨基,这样加工生产出的水煤浆针对性很强,分散性较高;第二种是MK-2类型的水煤浆生产添加剂,其主要原料是萘,其他辅料均具备合成性高和聚合度强的特点,因此,这种水煤浆的使用范围更广泛,性价比也更高;第三种是MK-3类型的水煤浆生产添加剂,其主要原料是多环芳烃,这种原料具备良好的成浆性,煤种的性价比极高;第四种是MK-4类型的水煤浆生产添加剂,煤浆的浓度极高,流动性良好,粒度非常细。
2.2.5 发表偏倚评价 Meta分析中对发表偏倚研究方法较多[18],有秩相关分析法、漏斗图法、回归分析法、剪补定量分析法等,Cochrane合协作网推荐的是通过漏斗图法来识别发表偏倚[19],因此笔者采用漏斗图的分析方法分析有效率,漏斗图显示不完全对称,提示可能存在一定程度的发表偏倚,见图4。
2 水煤浆生产添加剂含量
从发展历史来讲,清华水冷壁水煤浆气化技术可分为两代,第一代的汽化炉装置是耐火砖,属于熔渣与非熔渣分级技术;第二代则是现在的清华水冷壁水煤浆气化技术,是在第一代的基础上研制出了膜式水冷壁,灰渣层膜对水冷壁起到了保护作用。
3 水煤浆制备与应用技术发展展望
目前,GE水煤浆气化技术、多喷嘴对置式水煤浆气化技术、德士古水煤浆气化技术和清华水冷壁水煤浆气化技术也在不断升级。其中,GE水煤浆气化技术融合了设备自动化控制技术,从而有效提高了水煤资源加工效率与安全性;多喷嘴对置式水煤浆气化技术将双喷嘴转化成了四喷嘴,使灰渣含碳量由25%下降到了10%;德士古水煤浆气化技术从原来的低排放转化成了无尘排放,不仅有利于环保,而且可以延长设备使用寿命;清华水冷壁水煤浆气化技术便于处理废渣和废水,做好废物利用工作。
4 结束语
综上所述,水煤浆、添加剂与含水量分配科学合理的煤炭资源为国家经济发展与洁净煤技术升级做出了巨大贡献。随着科技的发展,水煤浆制备与应用技术也在不断升级,不仅可以提高水煤生产率,而且有助于实现节能环保的目标。
2.1.1 个人课题进展汇报 报告人将课题设计思路或实验研究中取得的阶段性成果进行展示,这样可以扩大学生知识面,开阔思路,通过不同学科知识的交流,有利于产生思想碰撞火花,提升创新能力。另外,还可以讨论课题研究中遇到的挫折,分享经验。不同的课题可能会用到同样的实验方法,个人在实验中遇到的挫折和苦恼,经过学习和反复摸索,使问题得到解决。其他学生可以通过Seminar学习得到一定的经验,避免重复劳动和资源浪费,有助于日后科学研究工作。
参考文献
[1]于月森,汤中于,伍小杰,等.GE水煤浆气化捞渣机自动化技术综述[J].工矿自动化,2013,(4).
[2]刘占飞.GE水煤浆气化捞渣机自动化控制技术与实践[J].中国煤炭,2014,(8).
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