Lodo de agua de carbón
I. Propiedades físicas y funciones
La suspensión de carbón y agua es una mezcla compuesta de carbón, agua y una pequeña cantidad de aditivos químicos. Según su finalidad, se divide en combustible de alta concentración y suspensión de carbón y agua para la gasificación en hornos Texaco. Esta suspensión se puede bombear, atomizar, almacenar, encender y quemar de forma estable. Aproximadamente 2 toneladas de suspensión de carbón y agua pueden sustituir a 1 tonelada de fueloil.
La mezcla de carbón y agua para combustión ofrece una alta eficiencia de combustión, ahorro de energía y beneficios ambientales, lo que la convierte en un componente clave de la tecnología del carbón limpio. Esta mezcla puede transportarse a largas distancias mediante oleoductos, con una baja inversión y bajos costos operativos. Al llegar a la terminal, puede quemarse directamente sin deshidratación, y el proceso de almacenamiento y transporte es completamente cerrado.
El agua provoca pérdidas de calor y no genera calor durante la combustión. Por lo tanto, la concentración de carbón debe alcanzar un nivel relativamente alto, generalmente entre el 65 % y el 70 %. Los aditivos químicos representan aproximadamente el 1 %. Las pérdidas de calor causadas por el agua constituyen alrededor del 4 % del poder calorífico de la suspensión de carbón y agua. El agua es una materia prima indispensable en la gasificación. Desde esta perspectiva, la concentración de carbón puede reducirse al 62 % o 65 %, lo que podría aumentar la combustión con oxígeno.
Para facilitar las reacciones de combustión y gasificación, la suspensión de carbón y agua tiene ciertos requisitos de finura del carbón. El límite superior del tamaño de partícula de la suspensión de carbón y agua para combustible (tamaño de partícula con una tasa de paso no inferior al 98%) es de 300 μm, y el contenido de menos de 74 μm (malla 200) no es inferior al 75%. La finura de la suspensión de carbón y agua para gasificación es ligeramente más gruesa que la de la suspensión de carbón y agua para combustible. El límite superior del tamaño de partícula permitido alcanza los 1410 μm (malla 14), y el contenido de menos de 74 μm (malla 200) es del 32% al 60%. Para que la suspensión de carbón y agua sea fácil de bombear y atomizar, también tiene requisitos de fluidez.
A temperatura ambiente y con una velocidad de cizallamiento de 100 s⁻¹, la viscosidad aparente generalmente no debe ser superior a 1000-1500 mPa·s. La suspensión de carbón y agua utilizada en el transporte por tuberías de larga distancia requiere una viscosidad aparente no superior a 800 mPa·s a baja temperatura (la temperatura más baja del año para tuberías enterradas) y una velocidad de cizallamiento de 10 s⁻¹. Además, se requiere que la suspensión de carbón y agua tenga una viscosidad menor cuando está en estado fluido, lo cual facilita su uso; cuando deja de fluir y se encuentra en estado estático, puede presentar una viscosidad alta para facilitar su almacenamiento.
La estabilidad de la suspensión de carbón y agua durante el almacenamiento y el transporte es crucial, ya que se trata de una mezcla de fases sólida y líquida, susceptible a la separación. Por ello, es fundamental evitar la formación de precipitados duros durante estos procesos. Dichos precipitados duros son aquellos que no pueden recuperarse mediante la agitación de la suspensión. La capacidad de la suspensión para mantener esta estabilidad se denomina estabilidad. Una suspensión con baja estabilidad afectará gravemente la producción si se producen precipitados durante el almacenamiento y el transporte.
II. Descripción general de la tecnología de preparación de lodos de carbón y agua
La suspensión de carbón y agua requiere una alta concentración de carbón, un tamaño de partícula fino, buena fluidez y buena estabilidad para evitar la precipitación dura. Será difícil cumplir con todas las propiedades anteriores al mismo tiempo, porque algunas de ellas están restringidas entre sí. Por ejemplo, aumentar la concentración provocará un aumento de la viscosidad y un deterioro de la fluidez. Una buena fluidez y una baja viscosidad empeorarán la estabilidad. Por lo tanto, es necesario monitorear la concentración en tiempo real.Lonnmetermedidor de densidad portátilTiene una precisión de hasta 0,003 g/ml, lo que permite una medición precisa de la densidad y un control exacto de la misma.
1. Seleccionar correctamente el carbón crudo para la producción de pulpa.
Además de satisfacer las necesidades de los usuarios finales, la calidad del carbón para la producción de pulpa también debe considerar sus propiedades de pulpeo, es decir, la dificultad del proceso. Algunos carbones permiten obtener fácilmente una suspensión de carbón y agua de alta concentración en condiciones normales. Otros, en cambio, requieren un proceso de pulpeo más complejo y costoso, lo que dificulta la obtención de dicha suspensión. Las propiedades de pulpeo de las materias primas influyen significativamente en la inversión, el costo de producción y la calidad de la suspensión de carbón y agua de la planta de pulpa. Por lo tanto, es fundamental comprender las propiedades de pulpeo del carbón y seleccionar la materia prima según las necesidades reales y los principios de viabilidad técnica y racionalidad económica.
2. Calificación
La mezcla de carbón y agua no solo requiere que el tamaño de las partículas de carbón alcance la finura especificada, sino también una buena distribución del tamaño de las partículas, de modo que las partículas de carbón de diferentes tamaños se rellenen entre sí, se minimicen los espacios entre ellas y se logre una mayor eficiencia de apilamiento. Menos espacios reducen la cantidad de agua utilizada y facilitan la producción de una mezcla de carbón y agua de alta concentración. Esta tecnología a veces se denomina "clasificación".
3. Proceso y equipos de pulpado
Dadas las características del tamaño de partícula del carbón crudo y las condiciones de molienda, para lograr una mayor "eficiencia de apilamiento" en la distribución del tamaño de partícula del producto final de la suspensión de carbón y agua, se requiere una selección razonable del equipo de molienda y del proceso de pulpado.
4. Selección de aditivos que se ajusten al rendimiento
Para lograr que la suspensión de carbón y agua alcance una alta concentración, baja viscosidad, buena reología y estabilidad, se debe utilizar una pequeña cantidad de agentes químicos, denominados aditivos. Las moléculas del aditivo actúan en la interfaz entre las partículas de carbón y el agua, reduciendo la viscosidad, mejorando la dispersión de las partículas de carbón en el agua y aumentando la estabilidad de la suspensión. La cantidad de aditivo suele ser del 0,5 % al 1 % de la cantidad de carbón. Existen muchos tipos de aditivos, y su fórmula no es fija, por lo que debe determinarse mediante investigación experimental.
Fecha de publicación: 13 de febrero de 2025
