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氧化锆珠在超净煤燃液加工中的应用

作者:admin日期:2021-05-16阅读
超净煤燃液是以灰分含量小于 1% 的超洁净煤经过微粉化磨制,可作为直喷式燃煤发动机的燃料。国内采用砂磨机作为超净煤燃液工业生产的研磨设备进行试验,取得了合格粒度的超净煤燃液。

超净某燃液是以灰分含量小于1%的超洁净某经过微粉化磨制与去离子水、分散剂混台加工成的浆体,作为直啧式燃发动机的燃料可应用于发电和运输行业
2000年大利亚菲利克斯公司开展了超净某技术的研究工作并进行了干电级中试研究。2009年克州煤业津大利亚有限公司(简在界其注洲收购菲利京新公司的同叶一开收能其超净某技术知识产权2013年充煤澳洲在与澳大利亚联邦科学院光成了燃液在柴油发动机测试平台上运行测试测试显示发助机运行状态良奸真备开民微液昝代柴油开安商业化的直喷式微煤发动机技术条件1
2015年充矿集团立足国内煤类资源将超洁净煤及超洁净煤燃液加工技术引人国内开展相关研究工作,光成了超洁净煤及超洁净某燃液试验研究取得台右的超净煤燃液产品。在2021年开展超洁净某燃煤发动机试验。
工艺过程相净其微液加工是一个物理过程主要有研磨压速和渭台三个工序研工序是将超净某原料通过迎薯加工成平均起径20-30pm的微粒,受超净某生产方法影响,此时需要加入碱性溶液调节溶渡为中性研磨过程要控制远度小于50℃.
压滤是超净煤微粒脱水的过程玉滤后滤饼固含盘<50%混台是将超净某微拉,无高子水和添加按工艺参数值加人搅井单中在高速下搅井混合成超净媒快液,在剪切神率0.01条件下枯度高于12000mPa*s*2的磨机主要由形磨机主体部件研磨部件物料分高部件、物料箱送部件、动力驱动组件、控制及操作部件、密封部件、冷却部件等8大部件及部分带助部件组成见图1)。主体部分是将益个设备的所有学部件连接成一工作体的骨架组台体,主要包括机架独季座护罩地脚等研磨部件将物料进行加工研磨的工作腔体部件组台物科分商部件可有效分高研磨介质和物料且高流连分高环不思堵塞等特点便有轻微堵塞也非常方便清理,无需拆卸研磨筒体及端盖。
物料输送部件主要包括气动隔膜泵、进料管路等。
动力驱动部件提供工作的动力。主要包括: 电机、电机安装调节系统、传动等。
操作与控制部件是便于操作人员操控、观察、管理的工作平台。密封部件主要起到渗漏的作用。有动密封和静密封。动密封主要包括: 机械密封( 研磨腔体转动轴的密封) 、骨架油封等。静密
封主要包括: 各固定连接体之间的 O 型密封圈、密封垫等。冷却部件主要是冷却调节设备的工作温度,提高工作质量和率,降故障的发生率。
主要包括: 研磨腔体冷却、机封冷却、内置式物料冷却等。
砂磨机结构
砂磨机研磨机理是动力驱动组件带动研磨部件的研磨转子转动转子拨动研磨腔内的研磨介质进行运动物料通过物料输送组件输送到研磨腔体内部物料在腔体狭小的空间中受到研磨介质碰撞、摩擦、剪切等多种力的作用下不断的破碎,当物料破碎到一定细度时,在输送部件的推力下,通过分离组件输送出来没有破碎好的物料受到分离扩散轮反向推力和离心力返回高能研磨区域不断破碎,直到达到一定细度才能通过分离组件被输送出来。对于所有形式的砂磨机来说,研磨介质既不是设计参数也不是运行参数它作为一个重要的传输媒介,其尺寸、材质比重都会对砂磨机的研磨效率、运行状况研磨产量等等各方面产生重要的影响。
通常使用的研磨介质有玻璃珠、钢珠硅酸锆珠(熔融法和烧结法)稀土氧化锆珠,氧化锆珠(铈稳定氧化锆珠钇稳定氧化锆珠)等。研磨介质的选择与砂磨机的转速或线速度有直接的关系各种研磨介质的比重不同随砂磨机转动的介质产生的动能也不同,研磨介质的线速度可以表示为V=2mm/60(其中r为研磨原件半径n为砂磨机主轴转速,单位r/s)
一般情况下砂磨机的线速度在8~14m/s。使用硅酸锆介质的砂磨机线速度在12~14m/s左右,而线速度在10~12m / s 左右的砂磨机则使用氧化锆较好。
使用硅酸锆珠的砂磨机如要换氧化锆珠,可以选用直径稍小的氧化锆珠或者降砂磨机的转速,以便降研磨介质的磨耗及对砂磨机内衬的磨损.
例如: 砂磨机在使用直径为 0. 6 ~ 0. 8 mm 的硅酸锆珠时线速度为 13 m/s,更换为氧化锆介质时后,可以将线速度降到10 ~ 11 m / s。
研磨介质选择原则
3 砂磨机在超净煤燃液生产中的应用
由于研磨在超净煤燃液生产中是关键的一环,其加工设备———砂磨机决定了产量和粒度是否能达到设计要求,因此试验以砂磨机为重点开展了应用试验,研磨单元流程见图 2。
研磨单元流程图
根据超净煤颗粒特点,为减小磨损和沉淀带来的弊端,砂磨机入口采用了软管泵,变频调速控制流量; 软管泵流量与砂磨机处理量匹配,在泵频下管道内沉积。
超净煤原料平均直径 1 - 2 mm,加入无离子水在分散机的原料缸中搅拌均匀,调节溶液为中性,通过砂磨机给料泵将原料溶液打入到砂磨机中。
研磨初期,超净煤颗粒平均粒径达不到工艺要求,此时砂磨机出料返回原料缸中,通常叫做“均质”; 当出料颗粒达到 20 ~ 30 μm,粒度满足要求,则出料进入后工序
砂磨机初始试验数据
为了增加砂磨机效率,增加 6 kg 研磨锆珠填充量,调整砂磨机出口间隙,砂磨机产量和效率得到提高。
砂磨机调整后试验数据
在生产过程中,由于原料粒径较大,而且煤具有疏水性特性,因此在研磨过程出现物料沉淀、管道堵塞等情况; 但物料在流动过程中或搅拌状态下,物料不容易沉淀。
因此物料流通过程中要控制好脉冲,需要根据物料流量和压力选择合适抗脉冲装置; 同时输送物料的管道采用大曲率半径弯头,避免使用 90°弯头。
为了确保超净煤燃液出料粒度分布窄,砂磨机出口设置了带有反推拨珠轮。
反推拨珠轮设计拨珠能力要大于拨盘拨珠能力加上泵推力之和,这样反推拨珠轮可以把没有磨小———粒径较大物料反推至进料口方向,同时反推拨珠轮高速运行时产生的离心力把粒径较大物料吸入拨珠轮和轴套之间,然后通过反推拨珠轮的斜孔流向物料进料口,确保细度达到一定粒径,才能通过分离环。
4 结论
兖矿集团从 2015 年在国内开展超净煤技术的研究,前期完成制得合格的超净煤原料,目前准备进行超净煤应用方面研究,所以超净煤燃液的工业规模加工工艺是否成熟,是下一步开展燃液发动机试验的基础。砂磨机在国内涂料、等其他行业应用较为成熟,但用于超净煤( 煤炭) 的研磨还未见报道。
本次试验经历多次整改,有效解决多砂磨机频繁超压,管道沉积,产量不达标等问题,为超净煤燃液工业化规模生产取得了经验。

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