Kivisöe vesisuspensioon
I. Füüsikalised omadused ja funktsioonid
Kivisöe-vee segu on segu, mis on valmistatud kivisöest, veest ja väikesest kogusest keemilistest lisanditest. Vastavalt otstarbele jaotatakse kivisöe-vee segu kõrge kontsentratsiooniga kivisöe-vee segu kütuseks ja kivisöe-vee seguks Texaco ahju gaasistamiseks. Kivisöe-vee segu saab pumbata, pihustada, säilitada ning süüdata ja põletada stabiilses olekus. Umbes 2 tonni kivisöe-vee segu saab asendada 1 tonni kütteõli.
Põletamiseks mõeldud söe-vee segu ületab kõrge põlemistõhususe, energiasäästu ja keskkonnakasu, mis on puhta söe tehnoloogia oluline osa. Söe-vee segu saab torujuhtme abil pikkade vahemaade taha transportida väikese investeeringu ja madalate tegevuskuludega. Pärast terminali saabumist saab seda otse põletada ilma dehüdratsioonita ning ladustamis- ja transpordiprotsess on täielikult suletud.
Vesi põhjustab soojuskadu ja ei pruugi põlemisprotsessis soojust tekitada. Seetõttu peaks söe kontsentratsioon saavutama suhteliselt kõrge taseme – üldiselt 65–70%. Keemilised lisandid on umbes 1%. Vee põhjustatud soojuskadu moodustab umbes 4% söe-vee segu kütteväärtusest. Vesi on gaasistamisel vältimatu tooraine. Sellest vaatenurgast saab söe kontsentratsiooni vähendada 62–65%-ni, mis võib potentsiaalselt suurendada hapniku põlemist.
Põlemis- ja gaasistamisreaktsioonide hõlbustamiseks on kivisöe-vee segul teatud nõuded kivisöe peenusele. Kütuse jaoks mõeldud kivisöe-vee segu osakeste suuruse ülempiir (läbilaskevõime vähemalt 98%) on 300 μm ja osakeste sisaldus alla 74 μm (200 mešši) ei tohi olla väiksem kui 75%. Gaasistamise jaoks mõeldud kivisöe-vee segu peenus on veidi jämedam kui kütuse jaoks mõeldud kivisöe-vee segul. Osakeste suuruse ülempiir on lubatud 1410 μm (14 mešši) ja osakeste sisaldus alla 74 μm (200 mešši) on 32–60%. Kivisöe-vee segu pumpamise ja pihustamise hõlbustamiseks on sellel ka voolavusnõuded.
Toatemperatuuril ja nihkekiirusel 100s ei tohiks näiv viskoossus üldiselt olla suurem kui 1000–1500 mPas. Pikamaa torujuhtmete transpordis kasutatav söe-vee segu vajab madalal temperatuuril (maa alla maetud torude aasta madalaim temperatuur) näiv viskoossust mitte üle 800 mPa·s ja nihkekiirust 10s⁻¹. Lisaks peab söe-vee segu voolavas olekus olema madalam viskoossus, mis on mugav kasutada; kui see lakkab voolamast ja on staatilises olekus, võib see olla kõrge viskoossusega, mis hõlbustab ladustamist.
Kivisöe-vee segu stabiilsus ladustamise ja transportimise ajal on väga oluline, kuna kivisöe-vee segu on tahke ja vedela faasi segu ning tahket ja vedelat ainet on lihtne eraldada, seega on oluline, et ladustamise ja transportimise ajal ei tekiks "kõva sadestumist". Nn "kõva sadestumine" viitab sadele, mida ei saa kivisöe-vee segu segamisega algsele kujule taastada. Kivisöe-vee segu võimet säilitada omadus mitte tekitada kõva sadestumist nimetatakse kivisöe-vee segu "stabiilsuseks". Halva stabiilsusega kivisöe-vee segu mõjutab oluliselt tootmist, kui ladustamise ja transportimise ajal tekib sadestumist.
II. Söe-vee suspensiooni valmistamise tehnoloogia ülevaade
Kivisöe-vee suspensioon nõuab kõva sadestumise vältimiseks suurt söekontsentratsiooni, peeneid osakesi, head voolavust ja head stabiilsust. Kõiki ülaltoodud omadusi on keeruline korraga täita, kuna mõned neist on vastastikku piiratud. Näiteks kontsentratsiooni suurendamine põhjustab viskoossuse suurenemist ja voolavuse halvenemist. Hea voolavus ja madal viskoossus halvendavad stabiilsust. Seetõttu on vaja kontsentratsiooni reaalajas jälgida.Lonnmeeterpihuarvuti tihedusmõõturTäpsus on kuni 0,003 g/ml, mis võimaldab saavutada täpse tiheduse mõõtmise ja suspensiooni tiheduse täpse reguleerimise.
1. Valige tselluloosi tootmiseks õigesti toorsüsi
Lisaks allkasutajate nõuete rahuldamisele tuleb tselluloosiks mõeldud söe kvaliteedi puhul pöörata tähelepanu ka selle tselluloosiomadustele – tselluloosi valmistamise raskusele. Mõnda sütt on tavatingimustes lihtne valmistada kõrge kontsentratsiooniga söe-vee segu. Teiste söe puhul on kõrge kontsentratsiooniga söe-vee segu valmistamine keeruline või nõuab keerukamat tselluloosiprotsessi ja suuremaid kulusid. Tselluloosi tooraine tselluloosiomadustel on suur mõju tselluloositehase investeeringule, tootmiskuludele ja söe-vee segu kvaliteedile. Seetõttu tuleks omandada söe tselluloosi omaduste seaduspärasused ning valida tselluloosiks kasutatav toorsüsi vastavalt tegelikele vajadustele ning tehnilise teostatavuse ja majandusliku ratsionaalsuse põhimõtetele.
2. Hindamine
Kivisöe-vee segu puhul on vaja mitte ainult ettenähtud peenuse saavutamiseks vajalikku kivisöeosakeste suurust, vaid ka head osakeste suurusjaotust, et erineva suurusega kivisöeosakesed saaksid üksteist täita, minimeerida kivisöeosakeste vahelisi tühimikke ja saavutada suurem "virnastamise efektiivsus". Väiksem tühimike arv aitab vähendada kasutatava vee hulka ja hõlbustab kõrge kontsentratsiooniga kivisöe-vee segu valmistamist. Seda tehnoloogiat nimetatakse mõnikord "graveerimiseks".
3. Tselluloosi valmistamise protsess ja seadmed
Antud toorsöe osakeste suuruse omaduste ja jahvatustingimuste korral nõuab söe-vee suspensiooni lõpptoote osakeste suurusjaotuse saavutamine suurema "virnastamise efektiivsuse" saavutamiseks mõistlikku jahvatusseadmete ja tselluloosiprotsessi valikut.
4. Toimivusele vastavate lisandite valimine
Selleks, et söe-vee segu saavutaks kõrge kontsentratsiooni, madala viskoossuse ning hea reoloogia ja stabiilsuse, tuleb kasutada väikest kogust keemilisi aineid, mida nimetatakse "lisanditeks". Lisandi molekulid toimivad söeosakeste ja vee vahelisele liidesele, vähendades viskoossust, parandades söeosakeste hajumist vees ja söe-vee segu stabiilsust. Lisandite kogus on tavaliselt 0,5–1% söe kogusest. Lisandeid on palju erinevaid ja nende valem ei ole kindel, vaid see tuleb kindlaks määrata eksperimentaalsete uuringute abil.
Postituse aeg: 13. veebruar 2025
