水煤浆粒度级配模型和实践的研究进展

作     者：李强 廖长林 侯健 张建胜 LI Qiang;LIAO Changlin;HOU Jian;ZHANG Jiansheng

作者机构：清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 

出 版 物：《洁净煤技术》 (Clean Coal Technology)

年 卷 期：2021年第27卷第1期

页      面：41-49页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 0821[工学-纺织科学与工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 080702[工学-热能工程] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0827[工学-核科学与技术] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2017YFB0602602 2017YFB0602703) 

主　　题：水煤浆 粒度级配 隔层堆积 分形级配 三峰级配 

摘      要：水煤浆是一种煤基液态燃料,具有与燃料油相似的物理特性,是煤炭高效清洁利用的一个重要途径,可显著减少NOx和SO2的排放。目前我国水煤浆需求量已突破2.5亿t/a,粒度级配作为影响水煤浆浓度的重要因素,使不同大小的煤颗粒互相填充,尽可能减少空隙,提高颗粒的堆积效率和水煤浆浓度。分析了粒度级配对水煤浆的影响,指出在水煤浆制浆过程中,粒度级配只涉及物理破碎和研磨,能耗相对较小,显著提升浓度,具有广泛的适用性和经济性。论述了近年来新发展的粒度级配理论和模型,特别是隔层堆积理论和分形级配理论,并给出了具体的计算方法和公式,以及假设和适用性。通过举例给出近年来隔层堆积理论的发展和应用,以及对于堆积效率的具体评价;分析了分形级配理论的可行性和新的研究进展,以及在指导烟煤和褐煤级配时的应用效果;给出了三峰级配的工艺流程、级配方案和工业实践案例。在粒度级配提高水煤浆浓度的基础理论和应用实践方面,国内外学者已做大量工作。但在具体的理论细节方面,如隔层堆积对于任意粒度分布的简化计算、分形级配的拟合精度以及三峰级配的粒度堆积评价还需更深入的研究。在级配理论应用于实践过程中,基础理论和工业实践的结合还有待于进一步提高。在粒度级配基础上,建议引入内在水分等影响因素,建立跨煤种的预测模型。