دوغاب آب زغال سنگ
خواص و عملکردهای فیزیکی
دوغاب زغال سنگ-آب، دوغی است که از زغال سنگ، آب و مقدار کمی افزودنی شیمیایی ساخته شده است. بر اساس هدف، دوغاب زغال سنگ-آب به سوخت دوغاب زغال سنگ-آب با غلظت بالا و دوغاب زغال سنگ-آب برای گازسازی کوره Texaco تقسیم می‌شود. دوغاب زغال سنگ-آب را می‌توان پمپ، اتمیزه، ذخیره و در حالت پایدار مشتعل و سوزاند. حدود 2 تن دوغاب زغال سنگ-آب می‌تواند جایگزین 1 تن نفت کوره شود.
دوغاب زغال‌سنگ-آب برای سوزاندن، از نظر راندمان احتراق بالا، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و مزایای زیست‌محیطی، که یکی از بخش‌های مهم فناوری زغال‌سنگ پاک است، عملکرد بهتری دارد. دوغاب زغال‌سنگ-آب را می‌توان با سرمایه‌گذاری کم و هزینه‌های عملیاتی پایین، از طریق خط لوله در مسافت‌های طولانی حمل کرد. پس از رسیدن به ترمینال، می‌توان آن را مستقیماً بدون آب‌زدایی سوزاند و فرآیند ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل کاملاً بسته است.
آب باعث اتلاف گرما می‌شود و نمی‌تواند در فرآیند احتراق گرما تولید کند. بنابراین، غلظت زغال سنگ باید به سطح نسبتاً بالایی برسد - به طور کلی ۶۵ تا ۷۰ درصد. افزودنی‌های شیمیایی حدود ۱ درصد هستند. اتلاف گرمای ناشی از آب حدود ۴ درصد از ارزش حرارتی دوغاب زغال سنگ-آب را تشکیل می‌دهد. آب یک ماده اولیه اجتناب‌ناپذیر در گازسازی است. از این منظر، غلظت زغال سنگ را می‌توان به ۶۲ تا ۶۵ درصد کاهش داد که ممکن است باعث افزایش احتمالی احتراق اکسیژن شود.
به منظور تسهیل واکنش‌های احتراق و گازسازی، دوغاب زغال‌سنگ-آب الزامات خاصی برای نرمی زغال‌سنگ دارد. حد بالای اندازه ذرات دوغاب زغال‌سنگ-آب برای سوخت (اندازه ذرات با نرخ عبور حداقل ۹۸٪) ۳۰۰ میکرومتر است و محتوای کمتر از ۷۴ میکرومتر (۲۰۰ مش) کمتر از ۷۵٪ نیست. نرمی دوغاب زغال‌سنگ-آب برای گازسازی کمی درشت‌تر از دوغاب زغال‌سنگ-آب برای سوخت است. حد بالای اندازه ذرات مجاز به رسیدن به ۱۴۱۰ میکرومتر (۱۴ مش) است و محتوای کمتر از ۷۴ میکرومتر (۲۰۰ مش) ۳۲٪ تا ۶۰٪ است. به منظور آسان‌تر کردن پمپاژ و اتمیزه کردن دوغاب زغال‌سنگ-آب، دوغاب زغال‌سنگ-آب نیز الزاماتی برای سیالیت دارد.
در دمای اتاق و نرخ برشی ۱۰۰s، ویسکوزیته ظاهری معمولاً نباید بیشتر از ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ میلی‌پاسکال باشد. دوغاب زغال‌سنگ-آب مورد استفاده در حمل و نقل خط لوله در مسافت‌های طولانی، در دمای پایین (پایین‌ترین دمای سال برای لوله‌های مدفون در زیر زمین) و نرخ برشی ۱۰s-۱، به ویسکوزیته ظاهری حداکثر ۸۰۰ میلی‌پاسکال بر ثانیه نیاز دارد. علاوه بر این، لازم است که دوغاب زغال‌سنگ-آب در حالت جاری ویسکوزیته کمتری داشته باشد که برای استفاده راحت‌تر است. وقتی جریان آن متوقف می‌شود و در حالت ایستا قرار می‌گیرد، می‌تواند ویسکوزیته بالایی برای ذخیره‌سازی آسان نشان دهد.
پایداری دوغاب زغال سنگ-آب در طول ذخیره‌سازی و حمل و نقل بسیار مهم است، زیرا دوغاب زغال سنگ-آب ترکیبی از فازهای جامد و مایع است و جداسازی جامد و مایع آن آسان است، بنابراین لازم است که در طول ذخیره‌سازی و حمل و نقل هیچ "رسوب سختی" ایجاد نشود. اصطلاح "رسوب سختی" به رسوبی اشاره دارد که با هم زدن دوغاب زغال سنگ-آب نمی‌توان آن را به حالت اولیه خود بازگرداند. توانایی دوغاب زغال سنگ-آب در حفظ عملکرد عدم تولید رسوب سخت، "پایداری" دوغاب زغال سنگ-آب نامیده می‌شود. دوغاب زغال سنگ-آب با پایداری ضعیف، پس از وقوع رسوب در طول ذخیره‌سازی و حمل و نقل، به طور جدی بر تولید تأثیر خواهد گذاشت.
II. مروری بر فناوری تهیه دوغاب زغال سنگ-آب
دوغاب زغال سنگ-آب برای جلوگیری از رسوب سخت، به غلظت بالای زغال سنگ، اندازه ذرات ریز، سیالیت خوب و پایداری خوب نیاز دارد. دستیابی به همه خواص فوق به طور همزمان دشوار خواهد بود، زیرا برخی از آنها متقابلاً محدود هستند. به عنوان مثال، افزایش غلظت باعث افزایش ویسکوزیته و کاهش سیالیت می‌شود. سیالیت خوب و ویسکوزیته پایین، پایداری را بدتر می‌کند. بنابراین، لازم است غلظت به صورت بلادرنگ کنترل شود.لون‌مترچگالی سنج دستیدارای دقتی تا 0.003 گرم بر میلی‌لیتر است که می‌تواند اندازه‌گیری چگالی دقیقی را انجام دهد و چگالی دوغاب را به طور دقیق کنترل کند.
۱. زغال خام مناسب برای خمیرسازی را به درستی انتخاب کنید
علاوه بر برآورده کردن نیازهای کاربران پایین‌دستی، کیفیت زغال‌سنگ برای خمیرسازی باید به خواص خمیرسازی آن - سختی خمیرسازی - نیز توجه شود. برخی از زغال‌سنگ‌ها در شرایط عادی به راحتی می‌توانند دوغاب زغال‌سنگ-آب با غلظت بالا تولید کنند. برای برخی دیگر از زغال‌سنگ‌ها، تولید دوغاب زغال‌سنگ-آب با غلظت بالا دشوار است یا نیاز به فرآیند خمیرسازی پیچیده‌تر و هزینه بالاتری دارد. خواص خمیرسازی مواد اولیه برای خمیرسازی تأثیر زیادی بر سرمایه‌گذاری، هزینه تولید و کیفیت دوغاب زغال‌سنگ-آب کارخانه خمیرسازی دارد. بنابراین، باید بر قانون خواص خمیرسازی زغال‌سنگ تسلط داشت و زغال‌سنگ خام برای خمیرسازی باید بر اساس نیازهای واقعی و اصول امکان‌سنجی فنی و عقلانیت اقتصادی انتخاب شود.
۲. درجه‌بندی
دوغاب زغال سنگ-آب نه تنها نیاز به اندازه ذرات زغال سنگ برای رسیدن به ریزدانه مشخص شده دارد، بلکه به توزیع مناسب اندازه ذرات نیز نیاز دارد، به طوری که ذرات زغال سنگ با اندازه‌های مختلف بتوانند یکدیگر را پر کنند، شکاف بین ذرات زغال سنگ را به حداقل برسانند و به "راندمان انباشت" بالاتری دست یابند. شکاف‌های کمتر می‌تواند میزان آب مصرفی را کاهش دهد و ساخت دوغاب زغال سنگ-آب با غلظت بالا را آسان می‌کند. این فناوری گاهی اوقات "درجه‌بندی" نامیده می‌شود.
۳. فرآیند و تجهیزات خمیرسازی
با توجه به ویژگی‌های اندازه ذرات زغال سنگ خام و شرایط آسیاب‌پذیری داده شده، چگونگی دستیابی به توزیع اندازه ذرات محصول نهایی دوغاب زغال سنگ-آب با "راندمان انباشتگی" بالاتر، مستلزم انتخاب معقول تجهیزات آسیاب و فرآیند خمیرسازی است.
۴. انتخاب افزودنی‌های منطبق با عملکرد
برای اینکه دوغاب زغال سنگ-آب به غلظت بالا، ویسکوزیته پایین و رئولوژی و پایداری خوبی دست یابد، باید از مقدار کمی از عوامل شیمیایی که به عنوان "افزودنی" شناخته می‌شوند، استفاده شود. مولکول‌های افزودنی روی سطح مشترک بین ذرات زغال سنگ و آب عمل می‌کنند که می‌تواند ویسکوزیته را کاهش دهد، پراکندگی ذرات زغال سنگ در آب را بهبود بخشد و پایداری دوغاب زغال سنگ-آب را بهبود بخشد. مقدار افزودنی‌ها معمولاً 0.5٪ تا 1٪ از مقدار زغال سنگ است. انواع مختلفی از افزودنی‌ها وجود دارد و فرمول ثابت نیست و باید از طریق تحقیقات تجربی تعیین شود.
زمان ارسال: ۱۳ فوریه ۲۰۲۵
