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1、精细油水煤浆制备及其特性的研究第3期2007年6月选煤技术C0ALPREPARAT10NTECHNOLOGYNo.3Jun.2007文章编号:10013571(2007)03001202精细油水煤浆制备及其特性的研究任兰柱一,郭斌,刘长跃,崔风禄(1.辽宁工程技术大学,辽宁阜新123000;2.中国矿业大学(j匕京),北京100083;3.开滦集团铁拓重机公司,河北唐山063013;4.开滦集团钱家营矿业公司,河北唐山063000)摘要:针对油煤浆燃烧热值和粘度较高而代油效率较低和水煤浆代油效率较高但适于制浆的煤种范围较窄,热值较低,着火点和粘度较高的问题,提出了精细油水煤浆的概念,介绍了制备
2、精细油水煤浆的方法.指出精细油水煤浆因具有高热值,低粘度,燃烧速度快,可以代油燃烧等特点,对发展以煤代油技术,缓解石油进口压力,保障我国石油战略安全具有重大意义.关键词:精细油水煤浆;热值;粘度;制备中图分类号:TQ536文献标识码:A我国自1993年成为石油净进口国之后,石油进口量逐年递增,2006年进口原油13884万t.由于石油价格不断上涨,石油进口压力逐年增大,我国石油储采比为l9年,仅为全球平均值的12%.因此,发展以煤代油技术是维护我国石油战略安全和保持能源工业持续健康发展的一项重要决策.作为代油燃料,油煤浆和水煤浆燃烧洁净,但油煤浆粘度较高且代油效率低.水煤浆虽然代油效率较高,但
3、适于制浆的煤种范围较窄,热值较低,着火点和粘度较高.精细油水煤浆兼具水煤浆和油煤浆的优点.具有热值较高,粘度较低,燃烧速度较快等特点.l制浆用柴油的基本性质制浆用油为0号轻柴油.其各项特性指标如表1表1制浆用柴油的各项指标从表1可以看出,柴油的热值较高,约为制浆原料煤的1.3倍,且具有粘度低,杂质少,灰分与硫分较低等特点.2制浆用煤的制取及其特性分析如果精细油水煤浆制浆用煤的灰分较高,燃烧时灰分进入发动机一些部件的精密配合表面将导致精密表面因磨损较快而失效,或者卡死,因而对制收稿日期:20070417基金项目:国家重点技术创新项目”煤基柴油代用燃料的制备与燃用”作者简介:任兰柱(1966一),
4、男,黑龙江齐齐哈尔市人,副教授,中国矿业大学在读博士研究生,主要从事矿山机械与煤基柴油代用燃料的研究.联系电话:(0418)6775905.参考文献:1郝凤印.选煤手册工艺设备M.北京:煤炭工业出版社.1993.2成大先.机械设计手册M.北京:化学工业出版社,2004.12浆原料煤的灰分要求较高.新疆煤灰分较低,可选性较好,经过洗选灰分可以达到1%以下,因此选择新疆煤为制浆用煤.煤样工业分析与元素分析结果见表2和表3.表2制浆用原料煤的工业分析结果%MdrAAdFCdFCSI.|dSc.d2.0231.7932.861.251.2864.8467.140.26480.2703表3制浆用原料煤的
5、元素分析结果/%从工业分析和元素分析结果可知,制浆用煤挥发分为32.86%,属于较高挥发分煤,有利于精细油3王庆五.ANSYS10.0机械设计高级应用实例M北京:机械工业出版社,2006.4张继春.Pro/ENGINEERWildfire结构分析M北京:机械工业出版社,2005.第3期任兰柱等:精细油水煤浆制备及其特性的研究2007年6月25日水煤浆的燃烧.灰分<1.5%.热值较高,净热值为29.1dMJ/kg.表4所载为制浆煤红外分析结果.表4制浆用原料煤红外分析结果制浆用煤经过粉碎,超细磨,精选加工等一系列过程,最后加工成平均粒度<lO/xm的煤粉.制浆用原料煤的粒度分布影响精
6、细油水煤浆的质量浓度,粘度,热值,稳定性及燃烧性.从小型高速柴油机燃烧角度考虑,制浆用原料煤的粒度越细越好.制浆用原料煤的粒度越细,比表面积越大.在同等条件下.雾化后的液滴粒径越小,则燃烧越快,越充分.燃烧效率越高,排气中的有害气体越少;从制浆角度考虑,制浆用原料煤的粒度越细,制浆成本越高.试验表明,当原料煤的粒度分布参数d(0.9)<15Ixm,D3,2<10时,原料煤加工成本较低,并且制取的精细油水煤浆稳定性,流动性较好.表5为粒度分析数据.表5精细煤的粒度分析数据粒度值/m小于粒度值的颗粒含量/%0,480.711.041.522.233,274,797.0110,2715.
7、0522.0432,29从分析结果可知,煤粒的粒径<27.571xm的占99%,<1.31m占10%,<6.45m占50%,<13.28/xm的占90%.煤粉的索特平均直径(SMD)为3.45ixm,比表面积为1.3265m/g.3精细油水煤浆的制备为了研究精细油水煤浆的特性,采用相同的油,煤按不同配比制备了三种精细油水煤浆.制备方法为:将制取的制浆精煤,油,自来水按不同比例称重;在制浆容器中加入油,水和乳化剂,用搅拌器以2O00r/min搅拌8min,形成水,油乳化液;在1O00r/min转速下逐步加入制浆煤,搅拌lOmin,制成成品浆.表6给出了精细油水煤浆的水,煤
8、,油质量百分数.表6精细油水煤浆成分分析4精细油水煤浆特性分析4.1热值精细油水煤浆由煤,水,油混合而成,其中煤,油为发热相.热值计算方法如下:每千克煤浆发热量=煤的质量百分比煤的净热值+油的质量百分比油的净热值.煤的净热值为29.14MJ/kg,油的净热值为41.8MJ/kg,由此可以算出精细油水煤浆的热值(表7).表7精细油水煤浆的热值4.2流变性通过对M28,M30,M32粘度测试,可以得到每种煤浆在剪切率为lOOs时的粘度(表8).可以看出.粘度随剪切率和煤浆浓度的增加而增大.剪切应力和剪切率之间具有非线性关系.表8煤浆在在剪切率为lOOs时的粘度4.3稳定性煤浆的稳定性总体上较好,在
9、一周内观察,都能保持稳定,通过一月观察,M28,M30,M32均出现轻微软沉淀.表9精细油水煤浆静置一个月后的粘度从表9可以看出,油水煤浆静置一月后经过高速搅拌,M28流变性基本没变,M30,M32表现出流塑性.13舳引弘加第3期2007年6月选煤技术C0ALPREPARATIONTECHNOLOGy-NO.3Jun.2007文苹编号:10013571(2007)0300l4一O3高铁离子浓度环境下氧化亚铁硫杆菌的生长行为梅健,陶秀祥,袁鹏慧(中国矿业大学化工学院,江苏徐州221008)摘要:对氧化亚铁硫杆菌在高铁离子浓度下的生长情况进行了研究.在初始Fe”=10,30,50,70,90g/L
10、的高铁离子浓度9K培养基中培养氧化亚铁硫杆菌,定时测培养基中的细菌数,pH值及氧化还原电位(Eh)和Fe的终浓度,试验得出:Fe为30g/L时,氧化亚铁硫杆茵的生长最为旺盛,浓度达到910个/mL;在接种量为10%,pH值为1.6的情况下,氧化亚铁硫杆菌的Fe”氧化速率最高,分别达到2.87g/(L?d)和2.67g/(L?d).关键词:氧化亚铁硫杆菌;铁离子浓度;Fe”氧化速率中图分类号:Q939.97文献标识码:A氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans简称T.f)是由Temple和Colmer发现并命名的,广泛生存在土壤,淡水,海水,垃圾,海底污泥,硫化矿水,硫磺
11、泉和沉积硫内,尤以产硫化物的环境中最多.脱硫过程中,T.f菌因氧化Fe”为Fe”而获得自身生长繁殖所需能量,Fe”的氧化速度表征其代谢活性.T.f菌在代谢过程中产生的Fe”对矿物有间接氧化作用.通过试验研究高铁离子浓度环境下氧化亚铁硫杆菌的生长行为,一方面提供该环境中T.f菌的生长特性,另一方面是为在氧化条件达到收稿日期:20070316基金项目:国家自然科学基金I50374068J作者简介:梅健(1984一),男,安徽省黄山市人,中国矿业大学生物化工专业在读硕士研究生,主要从事煤炭微生物处理研究oEmail:qmm3994sina.tomo5结论(1)选用挥发分高,热值高的原料煤,经过精细加
12、工和与柴油,水,添加剂充分搅拌后,可以制成稳定性较好的精细煤浆,且其粘度较低,流动性较好.(2)实验室制备的精细油水煤浆的热值较高,分别为29.06,29.64,30.22MJ/kg,热值最低的还比二甲醚的热值高12%,比甲醇高59%.(3)实践证明,精细油水煤浆可以作为代油燃料,在对柴油机燃烧系统,进气系统不做较大改动的条件下,可以代油燃烧,而且发动机动力性能降低较少,具有较高的实用推广价值,因此精细油水煤浆是一种有前途的代油燃料.14最佳时驯化后的高浓度Fe中T.f菌液的脱硫提供依据.1试验材料与方法1.1试验材料1.1.1菌种氧化亚铁硫杆菌取自中科院微生物研究所.氧化亚铁硫杆菌的培养在锥
13、形瓶中进行,在500mL锥形瓶中加入270mL的9K培养基,接入10%(体积浓度)的菌种,然后将锥形瓶放入回转式恒温调速摇床(HYGIIa)中振荡培养,温度27.9C,转速110r/rain,培养48h后待用.1.1.2培养基9K培养基:(NH4)2SO3g,MgSO4?7H2O0.5g,K2HPO40.5g,KC10.1g,Ca(NO3)20.01g,FeSO?7H2044.78g,蒸馏水定容到1000mL.参考文献:1柴宝明.油煤浆在柴油机上的燃烧特性D.北京:中国矿业大学,2003.6.2吉登高.水煤浆燃烧特性的研究D.北京:中国矿业大学,2005.4.3万玲娟.煤的超细粉碎及超净煤的制备D.北京:中国矿业大学,2004.5.4孙成功,吴家珊,等.水煤浆应用基础研究现状及发展趋势J.煤炭转化,1993,l6(1):1.5寿崇崎,等.水煤浆添加剂及水煤浆稳定性研究J.日用化学工业,2003,(4).6顾全荣,胡宏纹,王诅讷,等.金属离子在煤界面吸附对煤成浆性的影响J.燃料化学,1995,23(4):435.
