Llim d'aigua i carbó
I. Propietats i funcions físiques
La suspensió de carbó i aigua és una suspensió feta de carbó, aigua i una petita quantitat d'additius químics. Segons la finalitat, la suspensió de carbó i aigua es divideix en combustible de suspensió de carbó i aigua d'alta concentració i suspensió de carbó i aigua per a la gasificació del forn Texaco. La suspensió de carbó i aigua es pot bombar, atomitzar, emmagatzemar, encendre i cremar en un estat estable. Aproximadament 2 tones de suspensió de carbó i aigua poden substituir 1 tona de fueloil.
La suspensió de carbó i aigua per a la combustió supera l'eficiència de combustió, l'estalvi d'energia i els beneficis mediambientals, una part important de la tecnologia del carbó net. La suspensió de carbó i aigua es pot transportar a llargues distàncies mitjançant transport per oleoducte amb baixa inversió i baixos costos operatius. Es pot cremar directament sense deshidratació després d'arribar a la terminal, i el procés d'emmagatzematge i transport està completament tancat.
L'aigua causarà pèrdua de calor i no podrà generar calor en el procés de combustió. Per tant, la concentració de carbó hauria d'assolir un nivell relativament alt, del 65 al 70% en general. Les addicions químiques són aproximadament de l'1%. La pèrdua de calor causada per l'aigua representa aproximadament el 4% del valor calorífic de la suspensió de carbó i aigua. L'aigua és una matèria primera inevitable en la gasificació. Des d'aquest punt de vista, la concentració de carbó es pot reduir fins al 62% ~ 65%, cosa que pot provocar un augment potencial de la combustió d'oxigen.
Per tal de facilitar les reaccions de combustió i gasificació, la suspensió de carbó-aigua té certs requisits de finesa del carbó. El límit superior de la mida de partícula de la suspensió de carbó-aigua per a combustible (la mida de partícula amb una taxa de pas no inferior al 98%) és de 300 μm, i el contingut inferior a 74 μm (200 mesh) no és inferior al 75%. La finesa de la suspensió de carbó-aigua per a gasificació és lleugerament més gruixuda que la de la suspensió de carbó-aigua per a combustible. El límit superior de la mida de partícula es permet arribar a 1410 μm (14 mesh), i el contingut inferior a 74 μm (200 mesh) és del 32% al 60%. Per tal de facilitar el bombament i l'atomització de la suspensió de carbó-aigua, la suspensió de carbó-aigua també té requisits de fluïdesa.
A temperatura ambient i una velocitat de cisallament de 100 s, la viscositat aparent generalment no ha de ser superior a 1000-1500 mPas. La suspensió de carbó i aigua utilitzada en el transport de canonades de llarga distància requereix una viscositat aparent de no més de 800 mPa·s a baixa temperatura (la temperatura més baixa de l'any per a canonades enterrades sota terra) i una velocitat de cisallament de 10 s-1. A més, també es requereix que la suspensió de carbó i aigua tingui una viscositat més baixa quan es troba en un estat fluid, cosa que és convenient per al seu ús; quan deixa de fluir i es troba en un estat estàtic, pot mostrar una viscositat alta per facilitar l'emmagatzematge.
L'estabilitat de la suspensió de carbó-aigua durant l'emmagatzematge i el transport és molt important, ja que la suspensió de carbó-aigua és una barreja de fases sòlides i líquides, i és fàcil separar el sòlid i el líquid, per la qual cosa cal que no es produeixi cap "precipitació dura" durant l'emmagatzematge i el transport. L'anomenada "precipitació dura" es refereix al precipitat que no es pot restaurar al seu estat original remenant la suspensió de carbó-aigua. La capacitat de la suspensió de carbó-aigua per mantenir el rendiment de no produir precipitació dura s'anomena "estabilitat" de la suspensió de carbó-aigua. La suspensió de carbó-aigua amb poca estabilitat afectarà seriosament la producció un cop es produeixi precipitació durant l'emmagatzematge i el transport.
II. Visió general de la tecnologia de preparació de fangs d'aigua i carbó
La suspensió de carbó i aigua requereix una alta concentració de carbó, una mida de partícula fina, una bona fluïdesa i una bona estabilitat per evitar precipitacions fortes. Serà difícil complir totes les propietats anteriors alhora, ja que algunes d'elles estan mútuament restringides. Per exemple, augmentar la concentració farà que la viscositat augmenti i la fluïdesa es deteriori. Una bona fluïdesa i una baixa viscositat empitjoraran l'estabilitat. Per tant, cal controlar la concentració en temps real. ElLonnmeterdensímetre de màté una precisió de fins a 0,003 g/ml, que pot aconseguir una mesura precisa de la densitat i controlar amb precisió la densitat de la suspensió.
1. Seleccioneu correctament el carbó cru per a la fabricació de pasta de paper
A més de satisfer els requisits dels usuaris finals, la qualitat del carbó per a la fabricació de pasta també ha de tenir en compte les seves propietats de fabricació de pasta: la dificultat de la fabricació. Alguns carbons són fàcils de fer en una suspensió de carbó-aigua d'alta concentració en condicions normals. Per a altres carbons, és difícil o requereix un procés de fabricació més complex i un cost més elevat per fer una suspensió de carbó-aigua d'alta concentració. Les propietats de fabricació de pasta de les matèries primeres per a la fabricació de pasta tenen un gran impacte en la inversió, el cost de producció i la qualitat de la suspensió de carbó-aigua de la planta de fabricació de pasta. Per tant, s'ha de dominar la llei de les propietats de fabricació de pasta del carbó i s'ha de seleccionar el carbó cru per a la fabricació de pasta d'acord amb les necessitats reals i els principis de viabilitat tècnica i racionalitat econòmica.
2. Qualificació
La suspensió de carbó i aigua no només requereix que la mida de les partícules de carbó assoleixi la finesa especificada, sinó que també requereix una bona distribució de la mida de les partícules, de manera que les partícules de carbó de diferents mides puguin omplir-se entre si, minimitzar els espais entre les partícules de carbó i aconseguir una "eficiència d'apilament" més alta. Menys espais poden reduir la quantitat d'aigua utilitzada i és fàcil fer una suspensió de carbó i aigua d'alta concentració. Aquesta tecnologia de vegades s'anomena "classificació".
3. Procés i equips de fabricació de pasta de paper
Sota les característiques de mida de partícula de carbó cru i les condicions de mòlta donades, la manera de fer que la distribució de la mida de partícula del producte final de la suspensió de carbó i aigua aconsegueixi una "eficiència d'apilament" més alta requereix una selecció raonable d'equips de mòlta i procés de fabricació de pasta.
4. Selecció d'additius que s'adaptin al rendiment
Per tal que la suspensió de carbó i aigua aconsegueixi una alta concentració, baixa viscositat i bona reologia i estabilitat, cal utilitzar una petita quantitat d'agents químics, anomenats "additius". Les molècules de l'additiu actuen sobre la interfície entre les partícules de carbó i l'aigua, cosa que pot reduir la viscositat, millorar la dispersió de les partícules de carbó a l'aigua i millorar l'estabilitat de la suspensió de carbó i aigua. La quantitat d'additius sol ser del 0,5% a l'1% de la quantitat de carbó. Hi ha moltes varietats d'additius, i la fórmula no és fixa i s'ha de determinar mitjançant investigació experimental.
Data de publicació: 13 de febrer de 2025
