Водоугольные суспензии (ВУС) используются в теплоэнергетике начиная с конца 50-х годов XX века. Причиной использования стала необходимость утилизации сильно обводнённых угольных шламов, остающихся после обогащения угля на обогатительных фабриках (ЦОФ). ВУС, приготовленная из шламов с высокой влажностью, может сжигаться как топливо на равне с газом или мазутом, а также совместно с традиционным пылеугольным сжиганием.
Приготовление водоугольного топлива (ВУТ) из шламов или рядового угля сопряжено с приданием водоугольной суспензии приемлемой вязкости и статической стабильности. Классическая схема приготовления ВУТ, разработанная ещё в СССР в середине 60-х годов, подразумевает помол угля и одновременное смешивание с водой в шаровых/стержневых вибромельницах. Для придания стабильности в водоугольное топливо добавлялись различные реагенты, которые одновременно снижали вязкость. В совокупности, удавалось достичь содержания твёрдого в ВУТ до 60..65%.
Существенным недостатком данной схемы является нестабильный грансостав (тонина помола) водоугольной суспензии на выходе из вибромельницы. Это заставляет организовывать закрытый цикл приготовления суспензии, т.е. организовывать рециркуляцию ВУС из промежуточной ёмкости обратно в мельницу (см. Рис.1).
ЗАО «Амальтеа» были проведены эксперименты по применению кавитационной обработки ВУТ. Были отработаны две схемы применения кавитатора в схеме приготовления ВУТ (Рис.1 и Рис.2). В обоих случаях в качестве кавитатора выступал РИА.
Вариант 1. РИА для гомогенизации ВУТ
В данном варианте РИА был использован в качестве устройства, гомогенизирующего ВУТ, накопленного в промежуточной ёмкости. Второй функцией РИА была коррекция грансостава.
В результате экспериментов были выяснены следующие закономернсоти:
- РИА гомогенизирует водоугольную суспензию, приближая её к консистенцию к сметанообразной, без видимых неравномерностей. Подобная гомогенизация увеличивает стабильность ВУТ до 2..3 недель без добавления реагентов-пластификаторов.
- РИА действительно корректирует грансостав суспензии. Механизм коррекции носит двойной характер: с одной стороны крупный фракции угля в ВУТ незначительно уменьшаются, с другой стороны существенно увеличивается содержание мелкой фракции (меньше 20..30 мкм). Максимальный размер частиц угля в экспериментах составил до 300мкм, при этом 90..95% частиц имели фракцию меньше 250мкм.
- Учитывая сложный механизм коррекции грансостава, многократная обработка ВУТ в РИА приводит к существенному содержанию частиц угля малой фракции. В совокупности это приводит к быстрому расслаиванию ВУС, которая больше 8..10 раз прошла рециркуляцию через кавитатор.
В литературе встречается предложение использовать кавитационные установки для мокрого помола угля исключительно в кавитаторах (КаВУТ — кавитационное ВУТ). ЗАО «Амальтеа» удалось подтвердить, что основным механизмом помола в кавитаторах является механическое измельчение за счёт трения частиц о детали кавитатора, т.е. помол истиранием. Данный способ помола является достаточно энергоёмким (не менее 25..30кВт*ч/т), а также требует наличия промежуточных ёмкостей (см.блог ЖИДКИЙ УГОЛЬ).
В результате, схема использования кавитаторов для прямого приготовления ВУТ признана рабочей, однако обладающей рядом конструктивных и эксплуатационных трудностей: необходимость контроля количества рециркуляций, контроль за износом материалов, необходимость реализации замкнутого (закрытого) цикла приготовления ВУТ.
Вариант 2. РИА в качестве активатора воды
Учитывая недостатки предыдущего Варианта, ЗАО «Амальтеа» была исследована схема применения РИА в качестве активатора воды (Рис.2).
Прохождение воды через кавитатор (РИА) приводит к её активации, т.е. возбуждению молекул воды. Объём вносимой энергии может быть определён аналитически (Кавитация (3623), Механизмы генерирования тепла в роторном импульсном аппарате (977)). Проведённые эксперименты показали, что «активированная» вода, использованная для приготовления ВУТ позволила избавиться от применения реагентов пластификаторов и добиться стабильности ВУТ не менее 3..4 недель. Кроме того, вода, использование воды, прошедшую кавитационную обработку, придаёт ВУТ сметанообразную консистенцию и позволяет получить гомогенное топливо.
- Перейти на страницу заказа РИА
- Гидроударный Узел Мокрого Помола для приготовления водоугольных суспензий
- Водоугольное Топливо
