水煤漿制備與燃燒

水煤漿的制備與燃燒目錄第一章緒論1.1水煤漿開展歷程1.2我國開展水煤漿的重要性及歷程1.2.1我國開展水煤漿的重要性我國能源結(jié)構(gòu):富煤貧油，我國石油產(chǎn)量約為2億多噸，04年進(jìn)口石油約8000萬噸，石油在各類工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐、電站鍋爐上作為燃料燒掉的每年仍有大約3000萬噸，約占我國石油產(chǎn)量的25%左右。

我國能源特征與挑戰(zhàn)煤炭的利用2000年11月，廣東茂名熱電廠1#油爐〔220t/h〕改燒水煤漿成功，2001年8月，2#油爐〔220t/h〕改燒成功；

2001年6月，廣東汕頭熱電2#燃油設(shè)計(jì)鍋爐〔220t/h〕改燒水煤漿成功；a、細(xì)度；b、濃度；c、流變特性；d、穩(wěn)定性。1.3.1水煤漿的質(zhì)量要求第二章影響水煤漿成漿性的因素2.1煤質(zhì)特征

煤質(zhì)特征對成漿性的影響，有的煤可以制備出濃度高、流變性和穩(wěn)定性好的水煤漿就稱為成漿性好的煤，否那么稱為成漿性差的煤，煤的成漿性與以下因素有關(guān)：1〕內(nèi)在水分。內(nèi)在水分上下有時會有幾倍至幾十倍之差，這些水分分布在煤粒的內(nèi)外表。當(dāng)煤漿的重量濃度相同時，勢必要減少流動介質(zhì)作用的水量，造成水煤漿的粘度高或難于獲得高濃度的漿。2〕比外表積大，孔隙興旺。比外表積的差異也有幾倍到一二十倍，比外表積能間接地反映煤的孔隙程度。興旺的孔隙度是造成內(nèi)在水分高的重要原因之一。此外，高比外表積還會導(dǎo)致消耗更多的添加劑。影響水煤漿成漿性的因數(shù)很多，其中主要的有：煤質(zhì)特征、粒度分布和添加劑種類。

3〕氧碳比〔%〕。含氧量高及提供的含氧官能團(tuán)活性氧局部就越多，增加煤外表的極性和與添加劑作用的復(fù)雜性，減少了與外表性質(zhì)相適應(yīng)的添加劑種類及增加了添加劑的消耗量。4〕可磨性?？赡バ圆顚Τ蓾{性的影響主要表現(xiàn)在當(dāng)磨礦條件相同時，難以獲得超細(xì)的顆粒，從而降低了煤粒的堆積效率。難以制備出高濃度的水煤漿，或者在保證必要的充填效率的條件下，將增大磨礦的能耗和磨制工藝的復(fù)雜性。2.2水煤漿的粒度分布2.2.1粒度的表示與測定方法a、篩分；b、激光；c、沉積分析；2.2.2粒度分布2〕現(xiàn)有堆積理論

a、等經(jīng)顆粒的堆積高濃度水煤的重量濃度到達(dá)65%~70%，因而要求煤炭的粒度分布能到達(dá)較高的堆積效率，這就是通常所謂的煤漿的粒度分布要有良好的級配等經(jīng)球體的堆積是分析實(shí)際顆粒堆積的根底。通常采用固粒物料在堆積空間中占有

的體積分?jǐn)?shù)表示堆積效率，有的地方也稱容積濃度，用λ表示。等經(jīng)球體的堆積有兩種極端方式：

①正六面體堆積，最松散堆積，堆積效率λ=π/6=0.5236,

?？妆取差w粒直徑與孔隙直徑之比〕B=2.44②正四面體堆積，最緊密堆積，堆積效率?？妆取差w粒直徑與孔隙直徑之比〕B=0.74③四種窄粒級煤的堆積效率煤炭粒度（μm）450~280280~180180~125110~98堆積效率λ0.52550.51740.48940.5070

b、多種粒徑顆粒的堆積

c、連續(xù)分布顆粒的堆積對Alfred粒度分布，也采用計(jì)算機(jī)模擬堆積，計(jì)算在緊密堆積下的n值與上述的解析解是一致的(n≈0.3)，說明對于那些無法用解析法得出最優(yōu)解的粒度分布，用計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算同樣有效。2.3水煤漿添加劑質(zhì)量優(yōu)越的水煤漿應(yīng)該是高濃度、低粘度和很好的穩(wěn)定性。如果不用添加劑，只能制得濃度低于60%的水煤漿。為了制備高質(zhì)量的水煤漿，應(yīng)根據(jù)煤質(zhì)不同，添加各種不同的添加劑，其中有分散劑、穩(wěn)定劑及其它的化學(xué)輔助劑。但使用最多的是分散劑和穩(wěn)定劑。2.3.1水煤漿分散劑1)分散劑作用機(jī)理a、潤濕分散作用潤濕是指固體外表上氣體被液體取代的過程。要使水在疏水的煤顆粒中分散，使水在煤顆粒外表形成水膜，就要使水潤濕煤顆粒外表。分散劑的作用就是使煤顆粒充分均勻地分散到水中。但是，由于煤炭屬于疏水性比較好的物質(zhì)，所以少量的水在煤顆粒體系中由于水具有比較大的外表張力在煤顆粒的縫隙中結(jié)成水珠，無法展開，起不到潤滑作用，所以顆粒之間的內(nèi)摩擦力增加，漿體無法流動或流動阻力很大。另一方面，細(xì)粒煤顆粒具有很大的比外表積，在水中有聚團(tuán)的趨勢，也增加了煤水混合物的內(nèi)摩擦力，使?jié){體無法流動或流動阻力很大。分散劑可以增加煤顆粒的親水性，減小水的外表張力，使參加的少量的水在煤顆粒外表形成水膜，起到潤滑作用，使水煤漿粘度降低，分散劑的作用機(jī)理可從三個方面論述。即潤濕分散作用、靜電斥力分散作用和空間位阻與熵斥力分散作用。但是，水是極性物質(zhì)，在空氣中和疏水性比較強(qiáng)的煤顆粒體系中具有較強(qiáng)的外表張力，因此，水在煤顆粒體系中是難以鋪展開的。

煤炭是一種結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的物質(zhì)，其主體局部是芳烴，并通過烷烴鏈或雜原子彼此相連成為大分子結(jié)構(gòu)。這些芳烴與烷烴屬疏水性物質(zhì)，雜原子或雜原子團(tuán)屬親水性物質(zhì)。雜原子主要是氧、氮和硫等。其中含氧官能團(tuán)主要有羥基〔－OH〕、羰基〔＞C=O〕、羧基〔－COOH〕及甲氧基〔-O-CH3〕和醚基〔-O-等〕。其中羥基和羧基在含氧官能團(tuán)中親水性最強(qiáng)，單羧基隨煤化程度加深明顯減少，煤中的芳烴隨煤化程度的加深而增加。所以煤炭的疏水性隨煤化程度加深而增加。b、靜電斥力分散作用c、空間位阻和熵斥力分散作用2.3.2分散劑的種類a、萘系〔非離子型〕b、木質(zhì)素系列c、腐殖酸系列添加劑的種類有非離子型、陰離子型和陽離子型三種。非離子型添加劑主要通過外表活性降低煤顆粒之間水的外表張力，使煤漿中煤粒外表潤濕，來改變煤漿的性能。離子性的添加劑通過含極性基添加劑的靜電吸附在煤顆粒上，降低煤顆粒外表的疏水性，控制煤顆粒外表的荷電性來改變煤漿的性能。2.3.3水煤漿穩(wěn)定劑2.3.4水煤漿其它輔助劑穩(wěn)定劑作用機(jī)理穩(wěn)定劑使煤漿形成結(jié)構(gòu)化，阻止高荷電的顆粒沉淀，防止煤漿在儲存和運(yùn)輸過程中發(fā)生硬沉淀。穩(wěn)定劑的種類無機(jī)鹽、高分子有機(jī)化合物等第三章水煤漿流變性3.1流體的流變性3.1.1牛頓流體3.1.2非牛頓流體式中： －剪切應(yīng)力 －粘度 －剪切率式中：Ｋ－稠度，ｎ－流動特性指數(shù)賓漢流體的流變方程：表觀粘度：屈服冪定律模型：第四章水煤漿制漿工藝4.1制漿工藝的主要環(huán)節(jié)及功能1)選煤a、目的：降灰。b、方法：①普通水煤漿，是在制漿前采用一般的選煤方法，制漿原料煤的灰分一般 在９％左右。

②精細(xì)水煤漿，一般要經(jīng)過兩次選煤，第一次是常規(guī)的選煤方法，把灰分 降到９％左右，然后再超細(xì)粉碎，使煤中礦物質(zhì)和可燃體充分解離，再 用特殊的方法使煤的灰分降到１％左右。

③高灰水煤漿，制漿原料本身就是經(jīng)過洗選的尾煤，不用洗選。2)破碎與磨煤a、粉碎的目的：滿足細(xì)度要求；滿足級配要求。b、粉碎過程：先破碎后磨煤。c、方法和設(shè)備：有濕法和干法兩種，設(shè)備有雷蒙磨、中速磨、風(fēng)扇磨球磨、棒磨、振動磨和攪拌磨。3)捏混和攪拌a、捏混的目的：使干磨的干煤粉、藥劑與濕磨的煤漿或經(jīng)過脫水的過濾機(jī)濾餅充分混合。b、捏混設(shè)備：捏混機(jī)。c、攪拌的目的：使水煤漿均勻，加強(qiáng)藥劑與煤顆粒之間的作用。d、攪拌設(shè)備：單軸或雙軸攪拌筒。4)濾漿a、濾漿的目的：除雜質(zhì)b、濾漿設(shè)備：在線篩網(wǎng)濾漿器。4.2制漿工藝1)干法制漿工藝

主要是在水煤漿開發(fā)的初期，借用現(xiàn)有的粉碎設(shè)備。目前的水煤漿廠不采用。缺乏之處：

a、對一般的干法磨機(jī)，要求入料煤的水分小于5%，洗精煤的水分都比較高，難以滿

足該要求。電廠有熱風(fēng)分級和枯燥；

b、能耗比濕法磨高，在同樣的細(xì)度下，干法磨機(jī)的能耗比濕法磨機(jī)約高30%；

c、干法磨礦的平安和環(huán)境不如濕法磨礦；

d、粒度分布不如濕法磨，堆積效率較低，干法磨煤顆粒外表氧化較快，影響制漿效

果。2)干、濕法聯(lián)合制漿工藝該流程是在干法制漿工藝的根底上，分出一局部干法粉碎的物料再用濕法進(jìn)一步粉碎，其特點(diǎn)是與干法相比，可以獲得更好的粒度分布，即獲得更好的級配。但該流程仍是以干法磨煤為主，干法制漿的缺乏之處依然存在。3)高濃度磨礦制漿工藝特點(diǎn)：煤炭、分散劑和水同時參加磨機(jī)，磨機(jī)排出的物料就是高濃度的水煤漿，如果有必要參加穩(wěn)定劑，那么參加后還要攪拌均勻，剪切，使?jié){體進(jìn)一步熟化。這是國內(nèi)外采用的最多的一種制漿工藝，我國現(xiàn)有的水煤漿制漿廠根本上都

是采用這種工藝。該工藝的優(yōu)點(diǎn)：

a、流程簡單，可以省去涅混和強(qiáng)力攪拌環(huán)節(jié)；

b、細(xì)顆粒量比較高，有利于級配；

c、有利于藥劑與顆粒新生外表接觸；

該工藝的缺點(diǎn)：

a、對變化的煤種適應(yīng)性差；

b、對磨機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)要求嚴(yán)格，原因是：①漿體濃度過高會嚴(yán)重影響磨礦

的成效，②到達(dá)好的級配；4)中濃度磨礦制漿工藝5)高、中濃度磨礦級配制漿工藝之一采用50%左右的濃度磨煤。如果采用單段球磨，難以獲得好的級配，一般是一段粗磨，再分出一局部粗磨的物料細(xì)磨，目的是獲得好的級配。細(xì)磨后的細(xì)粒物料再與粗磨的物料混合過濾，濾餅再加分散劑涅混，呈流體狀后給入攪拌。在中、日合資的兗日水煤漿廠采用，粗磨仍然采用中濃度磨礦，細(xì)磨不是像上述的中濃度制漿工藝從粗磨中分出一局部，而是從入料中分出一局部高濃度細(xì)磨，然后和經(jīng)脫水的中濃度粗磨后的物料加分散劑涅混成漿。該工藝的特點(diǎn)：可以獲得好的級配，堆積效率較高〔74%〕，但仍需要過濾脫水環(huán)節(jié)。兗日漿廠選用的細(xì)磨球磨機(jī)的磨礦效率很低，噸煤電耗按裝機(jī)容量計(jì)算高達(dá)143千瓦小時。6)高、中濃度磨礦級配制漿工藝之二粗磨是高濃度磨礦，細(xì)磨是中濃度磨礦，且細(xì)磨的入料是從粗磨的排料中分出一局部。該工藝的特點(diǎn)：a、流程簡單，沒有過濾脫水、涅混環(huán)節(jié)；高濃度中濃度b、因?yàn)榧?xì)磨的原料是已經(jīng)粗磨破碎的物料，減小了細(xì)磨的破碎比，提高了細(xì)磨的磨礦效率，更主要的是改善了水煤漿的級配，7)高、中濃度磨礦級配制漿工藝之三該工藝是俄羅斯管道輸漿系統(tǒng)制漿廠采用的制漿工藝。該廠共有七條生產(chǎn)線，每條線制漿能力為50萬噸/年。該工藝與前一種不同在于中濃度細(xì)磨的來料不是從高濃度粗磨排料中分出，而是直接由破碎機(jī)而來，這可能是與破碎機(jī)的排料粒度較細(xì)有關(guān)〔-3mm〕。該工藝的特點(diǎn)與前一種相似。8)浮選精煤制漿工藝這種制漿工藝是礦大和山東棗莊八一礦選煤廠合作開發(fā)的。其制漿原料煤來自于選煤廠的浮選精煤，經(jīng)過濾機(jī)脫水的濾餅，經(jīng)加分散劑涅混后呈現(xiàn)流動態(tài)，攪拌后給入球磨機(jī)。該工藝的特點(diǎn)：a、解決了選煤廠浮選精煤高水分使選煤廠總精煤水分增加的問題；b、降低了制漿廠的能耗；

c、只能采用高濃度磨礦。9)煤泥水煤漿制漿工藝攪拌煤泥分散劑溶液水分散劑濾漿粗顆粒及雜物煤泥水煤漿選煤廠的煤泥分兩種：a、洗煤泥，包括原煤在開采、運(yùn)輸和洗選過程產(chǎn)生的煤泥，這種煤泥沒有經(jīng)過浮選，其灰分與原煤接近；b、浮選尾煤泥，這是上述的煤泥經(jīng)過浮選，選出其中的低灰精煤后剩余的高灰煤泥。工藝特點(diǎn)：a、煤泥本身含有較高的水分，在攪拌過程不用單獨(dú)加清水,只要把分散劑配成一定的濃度,再加到攪拌筒中；b、煤泥本身的粒度較細(xì)，特別是浮選尾煤，其粒度分布自然形成了較好的級配，所以一般不用磨機(jī)，因?yàn)槲裁核簼{是替代原煤而不是替代燃油，所以制漿本錢是越低越好，所以尾煤泥水煤漿也不可能上磨機(jī)，否那么經(jīng)濟(jì)上不合算；c、特別是浮選尾煤，因泥質(zhì)物含量高，微細(xì)粒特別豐富，所以有時為了降低制漿成本，就不用分散劑，雖然漿體的濃度的一些，但對于摻燒方式，也可以穩(wěn)定燃燒，當(dāng)然也取決于煤質(zhì)，也就說，煤的揮發(fā)分要求高一些。煤泥制備水煤漿的意義：a、可以在本礦區(qū)內(nèi)用于燃煤鍋爐代替原煤；b、解決煤泥堆積，污染環(huán)境的問題。

第五章精細(xì)水煤漿的制備5.1緒論a、什么是精細(xì)水煤漿？

精細(xì)水煤漿制漿煤的平均粒度一般小于10μm，灰分一般小于2%，粘度和穩(wěn)定性都類似于普通水煤漿，是普通水煤漿的延伸。b、開發(fā)精細(xì)水煤漿的意義消耗量最大的是柴油，而普通水煤漿無法替代柴油。普通水煤漿的粒度較粗〔平均粒度約為45μm，粒度上限一般在0.3mm〕，灰分較高〔制漿煤的灰分一般約為10％〕，只能替代重油應(yīng)用于電站的大型鍋爐，這是因?yàn)殄仩t大，燃燒空間大，可以防止霧化欠佳、含灰量高的漿滴粘在爐壁上結(jié)渣；大型鍋爐用漿量大，噴嘴的過漿通道不易堵塞，噴嘴在一定的磨損范圍內(nèi)對霧化質(zhì)量影響不是很大；大型鍋爐可以配置投資較高的布袋除塵和靜電除塵器，以到達(dá)脫除較高灰分水煤漿燃后所產(chǎn)生的大量飛灰。但是，如果這種普通水煤漿用于燃燒空間較小的中小型鍋爐或中央空調(diào)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了不少問題，這些問題包括燃燒不是很充分；爐堂結(jié)渣嚴(yán)重；除塵設(shè)備投資大；煙氣難以到達(dá)環(huán)保要求等。這些問題的出現(xiàn)，主要是由于普通水煤漿的粒度較粗、含灰量高所導(dǎo)致。當(dāng)然，這種普通水煤漿更無法用于對灰份和粒度要求特別嚴(yán)格的柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等動力設(shè)備，因?yàn)槠涓叩幕曳趾痛值牧６葘?yán)重堵塞、磨損噴咀。也無法用于對灰分要求特別嚴(yán)格的玻璃窯爐、陶瓷窯爐等窯爐，因?yàn)榛曳謺绊懏a(chǎn)品質(zhì)量。礦大開發(fā)的超細(xì)磨機(jī)：ａ、精細(xì)水煤漿在0.058Mw小型油鍋爐上進(jìn)行了試燒，燃燒工況穩(wěn)定，爐膛無積灰；開發(fā)了一種機(jī)械霧化的精細(xì)水煤漿燃燒器，省去了高壓空氣系統(tǒng)，特別適合于1噸以下的小型燃油鍋爐；ｂ、與小型燃油鍋爐配套的、低價(jià)位的靜電除塵器作為一位博士研究生的課題已經(jīng)接近尾聲，除塵效率達(dá)99%以上；ｃ、精細(xì)水煤漿還在一臺農(nóng)用小型12馬力單缸高速柴油機(jī)上成功運(yùn)行，其中專門設(shè)計(jì)的精細(xì)漿燃用噴射霧化器已申請國家專利，申請?zhí)枺?01298275，已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性審查階段，該專利的實(shí)現(xiàn)為今后在現(xiàn)有柴油機(jī)上只要更換噴嘴和油泵，對機(jī)體不作改動即可使用精細(xì)漿代替柴油。ｂ、煤炭深度物理降灰、脫硫工藝。經(jīng)過超細(xì)粉碎的原料煤，采用該工藝，對于我國絕大局部煤種，可獲得灰分低于3%-2%的超純煤，對局部煤種可以獲得灰分低于1%的超純煤，精煤產(chǎn)率可達(dá)50%以上。在精細(xì)水煤漿燃燒方面做的工作有：精細(xì)水煤漿的特點(diǎn)如下：(1)制備精細(xì)水煤漿的原料煤是經(jīng)過超細(xì)粉碎并經(jīng)過深度分選的超凈煤，在此過程中煤中的無機(jī)礦物和有機(jī)可燃體被充分解離并得到分選，故對同一種制漿原料煤而言，精細(xì)水煤漿的灰分和硫分遠(yuǎn)低于普通水煤漿；(2)由于精細(xì)水煤漿粒度細(xì)、灰分很低，故燃燒速度快，效率高，可以提高燃燒強(qiáng)度，即使燃燒后還殘留極少的灰，但試燒已經(jīng)證明通過一定速度的助燃風(fēng)可以把其帶出爐膛，爐堂不存在積灰結(jié)渣的情況；(3)精細(xì)水煤漿可用于對灰分要求特別嚴(yán)格的各種工業(yè)窯爐、中小型燃油鍋爐、中央空調(diào)等，并有望用于柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)，代油范圍遠(yuǎn)大于普通水煤漿，具有更廣闊的應(yīng)用前景；(4)燃燒精細(xì)水煤漿時可配用簡單、小體積和低價(jià)位的靜電除塵器即可使排放到達(dá)環(huán)保要求，特別適合用于居室、賓館的中小型取暖燃油鍋爐和中央空調(diào)等。(5)采用絮團(tuán)浮選出的粒度特別細(xì)、灰分特別低的用于制備精細(xì)水煤漿的超凈煤可以作為碳粉填料、高檔活性碳或碳分子篩等碳素材料的原料，即制備精細(xì)水煤漿的超純煤本身就是一種附加值很高的產(chǎn)品。分散劑分散劑原料煤清水、抑制劑絮凝劑原料煤粗碎調(diào)漿超細(xì)磨絮團(tuán)發(fā)生器多次精選壓濾制漿精細(xì)水煤漿超精煤濃縮壓濾制漿普通水煤漿超凈煤分選以及精細(xì)水煤漿制備見上述流程圖。原料煤經(jīng)粗碎到－2mm后調(diào)成濃度為30％的煤漿，如果原料煤含硫高在此可參加脫硫抑制劑，以到達(dá)降低精細(xì)水煤漿硫分的目的，然后給入超細(xì)磨，在此一般把煤磨碎至10μm左右，使其中的無機(jī)礦物充分解離。磨碎后的煤漿給入絮團(tuán)發(fā)生器，在高剪切和絮凝劑的作用下，煤漿中低灰絮團(tuán)發(fā)生器：屢次泡沫浮選：超凈煤壓濾脫水微細(xì)粒煤粒結(jié)成普通的泡沫浮選可以實(shí)現(xiàn)有效分選的絮團(tuán)，灰分比較高的尾煤懸浮于礦漿中，泡沫帶出的超凈煤經(jīng)壓濾機(jī)脫水后可以在成漿桶中制備成精細(xì)水煤漿，也可以作為超凈煤直接出售。浮選尾煤經(jīng)過脫水后可制備成常規(guī)水煤漿用于大型鍋爐?？梢姡摴に嚵鞒淌且环N精細(xì)水煤漿、超凈煤和常規(guī)水煤漿的聯(lián)產(chǎn)工藝。大量分選試驗(yàn)說明，對一般的煤種，都可使其灰分降到3％以下，局部煤種可降到1％以下，局部分選結(jié)果見表。局部煤樣絮團(tuán)－浮選分選結(jié)果煤種精煤灰分/％精煤產(chǎn)率/％尾煤灰分/％入料灰分/％陜西神木0.8389.1011.662.01焦作精煤0.8658.7215.716.99太西精煤0.9548.4020.2910.93大同精煤1.0052.0011.406.00河北東龐1.6756.6416.598.14新汶精煤2.3459.3820.149.57密魯煤2.9251.7618.5110.44采用大同煤分選的超凈煤制備的精細(xì)水煤漿的重量濃度為51.0％，粒度為90％的小于15.6μm，低位熱值為15.28MJ/kg，假設(shè)柴油的熱值按45.98MJ/kg計(jì)算,那么3噸精細(xì)水煤漿可以替代1噸柴油。該精細(xì)水煤漿的流變曲線見圖5，由該曲線可見，該精細(xì)水煤漿為脹塑性流體，但其粘度卻很低，100s-1剪切率對應(yīng)的粘度為225mPa.s，不出現(xiàn)硬沉淀的時間為1個月左右。剪切率D／s－1剪切應(yīng)力

／Pa粘度

／mPa.s(max=500)為了將精細(xì)水煤漿應(yīng)用于中小型燃油鍋爐或中央空調(diào)，結(jié)合精細(xì)水煤漿的熱值比柴油低的特點(diǎn)，開發(fā)了專門用于精細(xì)水煤漿燃燒的燃燒器。該燃燒器由噴咀和預(yù)燃室組成，霧化的精細(xì)水煤漿從預(yù)燃室的割線方向噴入，在切線方向給入一、二次助燃風(fēng)。試驗(yàn)說明，因?yàn)椴捎酶咚傩魅紵绞?，延長了漿滴的燃燒時間；在預(yù)燃器的不同旋轉(zhuǎn)半徑之間存在速度差，使?jié){滴很快脫離惰性氣體的包裹，及時與空氣中的氧接觸，提高了氧的反響強(qiáng)度；高強(qiáng)度旋流造成大量高溫?zé)煔獾幕亓?，從而使燃燒穩(wěn)定，燃燒熱強(qiáng)度與柴油接近，高達(dá)8.12×106KJ／m3.h,遠(yuǎn)高于普通水煤漿的燃燒熱強(qiáng)度。由于漿體的灰分特別低，燃盡后少量的飛灰隨煙氣排出，在燃燒室中沒有積灰和結(jié)渣的情況。精細(xì)水煤漿在小型油鍋爐的燃燒器中的試燒見圖6。小型燃燒器的開發(fā)，為精細(xì)水煤漿代替柴油應(yīng)用于中小型燃油鍋爐和中央空調(diào)打下了根底。5.5精細(xì)水煤漿的應(yīng)用5.5.1精細(xì)水煤漿燃燒器精細(xì)水煤漿在在小型油鍋爐燃燒器中試燒5.5.2精細(xì)水煤漿在柴油機(jī)中的應(yīng)用本試驗(yàn)采用一臺S195－1型單缸高速農(nóng)用柴油機(jī)，對現(xiàn)有的噴咀進(jìn)行改造，通過另設(shè)高壓油封解決了油泵和噴咀的偶件磨損和卡死問題。試驗(yàn)燃料為精細(xì)水煤漿和柴油的混合物，即油－水－煤精細(xì)漿，其中煤的灰分為1.25%，揮發(fā)分為31.79%,固定碳為64.84%，全硫?yàn)?.265%，粒度分布為90%小于24.5μm，50%小于10.0μm，平均直徑D[4.3]為12.2μm。油水煤漿中煤∶柴油∶水為28.7∶53.8∶17.5，熱值為30.72MJ/kg，剪切率100s-1對應(yīng)的粘度為220mPa.s。此處采用精細(xì)油水煤漿是因?yàn)楣{仍采用柴油機(jī)上現(xiàn)有的供油泵，如果精細(xì)水煤漿中沒有柴油，那么沒有潤滑效果，供油泵再供漿過程中出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，可以完全供漿的雙聯(lián)供漿泵已經(jīng)設(shè)計(jì)完畢，正在加工，不久可以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)完全燃用不加柴油的精細(xì)水煤漿。用CW-20型電渦流測功儀測定柴油機(jī)輸出功率，用KM900煙氣分析儀測定煙氣成份，用XMZ型數(shù)字煙溫儀測定煙氣溫度。作為比較，下表分別列出了柴油機(jī)應(yīng)用柴油和油－水－煤精細(xì)漿的初步試驗(yàn)結(jié)果。柴油機(jī)燃用油－水－煤精細(xì)漿的試驗(yàn)結(jié)果輸出功率/kW柴油精細(xì)油水煤漿熱效率/％煙氣溫度/℃NOx/10-6SO2/10-6熱效率/％煙氣溫度/℃NOx/10-6SO2/10-61.6820.2163230－18.81564182.5722.3198328－21.117363274.2129.4261264－26.119298155.8932.5406346－27.03464815高速柴油機(jī)燃用精細(xì)水煤漿a、195-12HP農(nóng)用柴油機(jī)b、噴嘴改造c、油泵改造由該試驗(yàn)結(jié)果可見，在輸出功率和轉(zhuǎn)速相同的條件下，燃用油水煤漿的熱效率稍低于柴油，NOx的排放量卻遠(yuǎn)低于柴油，原因是油－水－煤精細(xì)漿的燃燒溫度低于柴油。燃用柴油時未測出SO2，而燃燒油－水－煤精細(xì)漿時，SO2的濃度也不高，為8ppm－27ppm，原因是制漿煤的硫分很低。初步試驗(yàn)說明，普通柴油機(jī)經(jīng)過不大的改造，可以穩(wěn)定地燃燒油－水－煤精細(xì)漿。精細(xì)水煤漿與普通水煤漿和柴油的比較見下表。燃料柴油機(jī)小型鍋爐SO2NOxSO2NOx柴油10ppm8ppm--精細(xì)漿20ppm11ppm6727精細(xì)水煤漿與柴油的排放項(xiàng)目實(shí)施前實(shí)施后產(chǎn)品柴油普通水煤漿精細(xì)水煤漿制漿煤的灰分－9％<1.5％制漿煤的粒度－<300μm平均10μm濃度－～68％～55％熱值（kcal/kg）～10000～4400～3800等熱值價(jià)格～3500元/噸640元1609元SO2排放量低取決于煤質(zhì)低于普通水煤漿NOx排放量高低低在<10蒸噸鍋爐中燃燒時結(jié)渣現(xiàn)象無嚴(yán)重?zé)o除塵設(shè)施無體積大，投資高簡單，投資小用途各種中小型鍋爐及內(nèi)燃機(jī)代替重油或渣油代替柴油市場容量大較小大精細(xì)水煤漿替代柴油的經(jīng)濟(jì)效益初步