โคลนน้ำถ่านหิน
I. คุณสมบัติทางกายภาพและหน้าที่
สารละลายน้ำถ่านหินเป็นสารละลายที่ทำจากถ่านหิน น้ำ และสารเคมีเจือปนในปริมาณเล็กน้อย สารละลายน้ำถ่านหินสามารถแบ่งออกเป็นสารละลายน้ำถ่านหินความเข้มข้นสูงสำหรับเชื้อเพลิง และสารละลายน้ำถ่านหินสำหรับกระบวนการก๊าซของเตาเผา Texaco สารละลายน้ำถ่านหินสามารถสูบ พ่น กักเก็บ จุดระเบิด และเผาไหม้ในสภาวะที่เสถียร สารละลายน้ำถ่านหินประมาณ 2 ตัน สามารถทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิงได้ 1 ตัน
กากตะกอนน้ำถ่านหินสำหรับการเผาไหม้มีประสิทธิภาพการเผาไหม้สูง ประหยัดพลังงาน และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งถือเป็นส่วนสำคัญของเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด กากตะกอนน้ำถ่านหินสามารถขนส่งได้ระยะทางไกลผ่านระบบท่อขนส่ง ด้วยการลงทุนและต้นทุนการดำเนินงานที่ต่ำ สามารถเผาไหม้ได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการคายน้ำหลังจากถึงสถานีปลายทาง และกระบวนการจัดเก็บและขนส่งก็ปิดสนิท
น้ำจะทำให้สูญเสียความร้อนและไม่สามารถสร้างความร้อนในกระบวนการเผาไหม้ได้ ดังนั้น ความเข้มข้นของถ่านหินจึงควรอยู่ในระดับที่ค่อนข้างสูง คือ 65-70% โดยทั่วไป สารเคมีที่เติมลงไปมีประมาณ 1% การสูญเสียความร้อนที่เกิดจากน้ำคิดเป็นประมาณ 4% ของค่าความร้อนของสารละลายถ่านหินและน้ำ น้ำเป็นวัตถุดิบที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในกระบวนการก๊าซ จากมุมมองนี้ ความเข้มข้นของถ่านหินสามารถลดลงเหลือ 62-65% ซึ่งอาจทำให้เกิดการเผาไหม้ของออกซิเจนที่เพิ่มขึ้น
เพื่ออำนวยความสะดวกในการเผาไหม้และการเกิดก๊าซ สารละลายถ่านหิน-น้ำมีข้อกำหนดบางประการเกี่ยวกับความละเอียดของถ่านหิน ขีดจำกัดสูงสุดของขนาดอนุภาคของสารละลายถ่านหิน-น้ำสำหรับเชื้อเพลิง (ขนาดอนุภาคที่มีอัตราการผ่านไม่น้อยกว่า 98%) คือ 300 ไมโครเมตร และปริมาณที่น้อยกว่า 74 ไมโครเมตร (200 เมช) ไม่น้อยกว่า 75% สารละลายถ่านหิน-น้ำสำหรับการเกิดก๊าซมีความละเอียดกว่าสารละลายถ่านหิน-น้ำสำหรับเชื้อเพลิงเล็กน้อย ขีดจำกัดสูงสุดของขนาดอนุภาคอนุญาตให้ถึง 1410 ไมโครเมตร (14 เมช) และปริมาณที่น้อยกว่า 74 ไมโครเมตร (200 เมช) อยู่ที่ 32% ถึง 60% เพื่อให้สารละลายถ่านหิน-น้ำสามารถสูบและพ่นเป็นละอองได้ง่าย สารละลายถ่านหิน-น้ำยังมีข้อกำหนดด้านความลื่นไหลอีกด้วย
ที่อุณหภูมิห้องและอัตราเฉือน 100 วินาที โดยทั่วไปแล้วความหนืดปรากฏจะต้องไม่เกิน 1,000-1,500 mPas สารละลายถ่านหิน-น้ำที่ใช้ในการขนส่งทางท่อทางไกลต้องมีความหนืดปรากฏไม่เกิน 800 mPa·s ภายใต้อุณหภูมิต่ำ (อุณหภูมิต่ำสุดของปีสำหรับท่อที่ฝังอยู่ใต้ดิน) และอัตราเฉือน 10 วินาที-1 นอกจากนี้ สารละลายถ่านหิน-น้ำยังต้องมีความหนืดต่ำเมื่ออยู่ในสถานะไหล ซึ่งสะดวกต่อการใช้งาน เมื่อหยุดไหลและอยู่ในสถานะคงที่ ความหนืดจะปรากฏสูงเพื่อการจัดเก็บที่ง่าย
ความคงตัวของสารละลายน้ำถ่านหินระหว่างการเก็บรักษาและการขนส่งมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากสารละลายน้ำถ่านหินประกอบด้วยของแข็งและของเหลวผสมกัน จึงแยกของแข็งและของเหลวออกจากกันได้ง่าย จึงจำเป็นที่จะไม่เกิด "การตกตะกอนแข็ง" ระหว่างการเก็บรักษาและการขนส่ง ตะกอนที่เรียกว่า "การตกตะกอนแข็ง" หมายถึงตะกอนที่ไม่สามารถคืนสู่สภาพเดิมได้โดยการกวนสารละลายน้ำถ่านหิน ความสามารถของสารละลายน้ำถ่านหินในการรักษาประสิทธิภาพการไม่เกิดการตกตะกอนแข็งนี้เรียกว่า "ความคงตัว" ของสารละลายน้ำถ่านหิน สารละลายน้ำถ่านหินที่คงตัวไม่ดีจะส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการผลิตเมื่อเกิดการตกตะกอนระหว่างการเก็บรักษาและการขนส่ง
II. ภาพรวมของเทคโนโลยีการเตรียมสารละลายถ่านหินและน้ำ
สารละลายถ่านหิน-น้ำต้องการความเข้มข้นของถ่านหินสูง ขนาดอนุภาคละเอียด การไหลตัวที่ดี และความเสถียรที่ดี เพื่อป้องกันการตกตะกอนแข็ง การทำให้มีคุณสมบัติทั้งหมดข้างต้นพร้อมกันเป็นเรื่องยาก เนื่องจากคุณสมบัติบางอย่างมีข้อจำกัดร่วมกัน ตัวอย่างเช่น การเพิ่มความเข้มข้นจะทำให้ความหนืดเพิ่มขึ้นและการไหลตัวลดลง การไหลตัวที่ดีและความหนืดต่ำจะทำให้ความเสถียรแย่ลง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบความเข้มข้นแบบเรียลไทม์ลอนน์มิเตอร์เครื่องวัดความหนาแน่นแบบพกพามีความแม่นยำสูงถึง 0.003 g/ml ซึ่งสามารถวัดความหนาแน่นได้อย่างแม่นยำและควบคุมความหนาแน่นของสารละลายได้อย่างแม่นยำ
1. เลือกถ่านหินดิบสำหรับการผลิตเยื่อกระดาษให้ถูกต้อง
นอกจากการตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ปลายน้ำแล้ว คุณภาพของถ่านหินสำหรับการผลิตเยื่อกระดาษยังต้องคำนึงถึงคุณสมบัติในการผลิตเยื่อกระดาษด้วย นั่นคือความยากในการผลิตเยื่อกระดาษ ถ่านหินบางชนิดสามารถผลิตสารละลายน้ำถ่านหินเข้มข้นสูงได้ง่ายภายใต้สภาวะปกติ ในขณะที่ถ่านหินชนิดอื่นนั้น กระบวนการผลิตเยื่อกระดาษที่ซับซ้อนกว่าหรือต้องใช้กระบวนการที่ซับซ้อนกว่า รวมถึงต้นทุนที่สูงกว่า คุณสมบัติของวัตถุดิบสำหรับการผลิตเยื่อกระดาษมีผลกระทบอย่างมากต่อการลงทุน ต้นทุนการผลิต และคุณภาพของสารละลายน้ำถ่านหินของโรงงานผลิตเยื่อกระดาษ ดังนั้น จึงควรศึกษากฎเกณฑ์คุณสมบัติของถ่านหินสำหรับการผลิตเยื่อกระดาษ และควรเลือกถ่านหินดิบสำหรับการผลิตเยื่อกระดาษให้เหมาะสมกับความต้องการที่แท้จริง หลักการความเป็นไปได้ทางเทคนิค และความสมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจ
2. การให้คะแนน
สารละลายถ่านหิน-น้ำไม่เพียงแต่ต้องการขนาดอนุภาคถ่านหินให้ถึงความละเอียดตามที่กำหนดเท่านั้น แต่ยังต้องการการกระจายขนาดอนุภาคที่ดี เพื่อให้อนุภาคถ่านหินที่มีขนาดต่างกันสามารถเรียงตัวกัน ลดช่องว่างระหว่างอนุภาคถ่านหิน และทำให้มี "ประสิทธิภาพการเรียงซ้อน" ที่สูงขึ้น ช่องว่างที่น้อยลงช่วยลดปริมาณการใช้น้ำ และยังสามารถผลิตสารละลายถ่านหิน-น้ำความเข้มข้นสูงได้อย่างง่ายดาย เทคโนโลยีนี้บางครั้งเรียกว่า "การคัดเกรด"
3. กระบวนการและอุปกรณ์การผลิตเยื่อกระดาษ
ภายใต้ลักษณะขนาดอนุภาคถ่านหินดิบและเงื่อนไขการบดที่กำหนดไว้ วิธีการทำให้การกระจายขนาดอนุภาคของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของสารละลายถ่านหิน-น้ำบรรลุ "ประสิทธิภาพการซ้อน" ที่สูงขึ้นนั้น จำเป็นต้องเลือกอุปกรณ์บดและกระบวนการผลิตเยื่อกระดาษที่เหมาะสม
4. การเลือกสารเติมแต่งที่ตรงกับประสิทธิภาพ
เพื่อให้สารละลายน้ำถ่านหินมีความเข้มข้นสูง ความหนืดต่ำ และมีคุณสมบัติการไหลและความเสถียรที่ดี จำเป็นต้องใช้สารเคมีจำนวนเล็กน้อยที่เรียกว่า "สารเติมแต่ง" โมเลกุลของสารเติมแต่งจะทำหน้าที่บนผิวสัมผัสระหว่างอนุภาคถ่านหินและน้ำ ซึ่งสามารถลดความหนืด ปรับปรุงการกระจายตัวของอนุภาคถ่านหินในน้ำ และปรับปรุงความเสถียรของสารละลายน้ำถ่านหิน โดยทั่วไปปริมาณของสารเติมแต่งจะอยู่ที่ 0.5% ถึง 1% ของปริมาณถ่านหิน สารเติมแต่งมีหลายชนิด และสูตรการผสมไม่ได้ตายตัว จึงจำเป็นต้องศึกษาวิจัยเชิงทดลอง
เวลาโพสต์: 13 ก.พ. 2568
