Υδατοπολτός άνθρακα
I. Φυσικές Ιδιότητες και Λειτουργίες
Ο πολτός άνθρακα-νερού είναι ένας πολτός που παρασκευάζεται από άνθρακα, νερό και μια μικρή ποσότητα χημικών προσθέτων. Ανάλογα με τον σκοπό, ο πολτός άνθρακα-νερού χωρίζεται σε καύσιμο υψηλής συγκέντρωσης πολτού άνθρακα-νερού και πολτό άνθρακα-νερού για αεριοποίηση κλιβάνου Texaco. Ο πολτός άνθρακα-νερού μπορεί να αντληθεί, να ψεκαστεί, να αποθηκευτεί και να αναφλεγεί και να καεί σε σταθερή κατάσταση. Περίπου 2 τόνοι πολτού άνθρακα-νερού μπορούν να αντικαταστήσουν 1 τόνο μαζούτ.
Το μείγμα άνθρακα-νερού για καύση έχει καλύτερες επιδόσεις σε υψηλή απόδοση καύσης, εξοικονόμηση ενέργειας και περιβαλλοντικά οφέλη, ένα σημαντικό μέρος της τεχνολογίας καθαρού άνθρακα. Το μείγμα άνθρακα-νερού μπορεί να μεταφερθεί σε μεγάλες αποστάσεις μέσω αγωγών με χαμηλή επένδυση και χαμηλό λειτουργικό κόστος. Μπορεί να καεί απευθείας χωρίς αφυδάτωση μετά την άφιξή του στον τερματικό σταθμό, και η διαδικασία αποθήκευσης και μεταφοράς είναι πλήρως κλειστή.

Το νερό θα προκαλέσει απώλεια θερμότητας και δεν θα μπορούσε να παράγει θερμότητα κατά τη διαδικασία καύσης. Επομένως, η συγκέντρωση άνθρακα θα πρέπει να φτάσει σε σχετικά υψηλό επίπεδο -- 65 ~ 70% γενικά. Οι χημικές προσθήκες είναι περίπου 1%. Η απώλεια θερμότητας που προκαλείται από το νερό αντιπροσωπεύει περίπου το 4% της θερμαντικής αξίας του πολτού άνθρακα-νερού. Το νερό είναι μια αναπόφευκτη πρώτη ύλη στην αεριοποίηση. Από αυτή την άποψη, η συγκέντρωση άνθρακα μπορεί να μειωθεί στο 62% ~ 65%, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει πιθανή αύξηση της καύσης οξυγόνου.
Για να διευκολυνθούν οι αντιδράσεις καύσης και αεριοποίησης, ο πολτός άνθρακα-νερού έχει ορισμένες απαιτήσεις για τη λεπτότητα του άνθρακα. Το ανώτατο όριο του μεγέθους των σωματιδίων του πολτού άνθρακα-νερού για καύσιμο (μέγεθος σωματιδίων με ρυθμό διέλευσης όχι μικρότερο από 98%) είναι 300 μm και η περιεκτικότητα μικρότερη από 74 μm (200 mesh) δεν είναι μικρότερη από 75%. Η λεπτότητα του πολτού άνθρακα-νερού για αεριοποίηση είναι ελαφρώς πιο χονδροειδής από αυτή του πολτού άνθρακα-νερού για καύσιμο. Το ανώτατο όριο του μεγέθους των σωματιδίων επιτρέπεται να φτάσει τα 1410 μm (14 mesh) και η περιεκτικότητα μικρότερη από 74 μm (200 mesh) είναι 32% έως 60%. Προκειμένου ο πολτός άνθρακα-νερού να είναι εύκολος στην άντληση και τον ψεκασμό, ο πολτός άνθρακα-νερού έχει επίσης απαιτήσεις για ρευστότητα.
Σε θερμοκρασία δωματίου και με ρυθμό διάτμησης 100s, το φαινόμενο ιξώδες γενικά απαιτείται να μην υπερβαίνει τα 1000-1500mPas. Το πολτό άνθρακα-νερού που χρησιμοποιείται στη μεταφορά αγωγών μεγάλων αποστάσεων απαιτεί φαινόμενο ιξώδες όχι μεγαλύτερο από 800mPa·s υπό χαμηλή θερμοκρασία (η χαμηλότερη θερμοκρασία του έτους για θαμμένους σωλήνες υπόγεια) και ρυθμό διάτμησης 10s-1. Επιπλέον, απαιτείται επίσης το πολτό άνθρακα-νερού να έχει χαμηλότερο ιξώδες όταν βρίσκεται σε ρέουσα κατάσταση, κάτι που είναι βολικό για χρήση. Όταν σταματά να ρέει και βρίσκεται σε στατική κατάσταση, μπορεί να εμφανίσει υψηλό ιξώδες για εύκολη αποθήκευση.
Η σταθερότητα του πολτού άνθρακα-νερού κατά την αποθήκευση και τη μεταφορά είναι πολύ σημαντική, επειδή ο πολτός άνθρακα-νερού είναι ένα μείγμα στερεών και υγρών φάσεων και είναι εύκολο να διαχωριστεί από στερεό και υγρό, επομένως απαιτείται να μην παράγεται «σκληρή καθίζηση» κατά την αποθήκευση και τη μεταφορά. Η λεγόμενη «σκληρή καθίζηση» αναφέρεται στο ίζημα που δεν μπορεί να αποκατασταθεί στην αρχική του κατάσταση με ανάδευση του πολτού άνθρακα-νερού. Η ικανότητα του πολτού άνθρακα-νερού να διατηρεί την απόδοση χωρίς να παράγει σκληρή καθίζηση ονομάζεται «σταθερότητα» του πολτού άνθρακα-νερού. Ο πολτός άνθρακα-νερού με κακή σταθερότητα θα επηρεάσει σοβαρά την παραγωγή μόλις εμφανιστεί καθίζηση κατά την αποθήκευση και τη μεταφορά.
II. Επισκόπηση της τεχνολογίας παρασκευής πολτού άνθρακα-νερού
Το μείγμα άνθρακα-νερού απαιτεί υψηλή συγκέντρωση άνθρακα, λεπτό μέγεθος σωματιδίων, καλή ρευστότητα και καλή σταθερότητα για την αποφυγή έντονης καθίζησης. Θα είναι δύσκολο να επιτευχθούν όλες οι παραπάνω ιδιότητες ταυτόχρονα, επειδή ορισμένες από αυτές περιορίζονται αμοιβαία. Για παράδειγμα, η αύξηση της συγκέντρωσης θα προκαλέσει αύξηση του ιξώδους και επιδείνωση της ρευστότητας. Η καλή ρευστότητα και το χαμηλό ιξώδες θα επιδεινώσουν τη σταθερότητα. Επομένως, είναι απαραίτητο να παρακολουθείται η συγκέντρωση σε πραγματικό χρόνο.Λονμέτερφορητό μετρητή πυκνότηταςέχει ακρίβεια έως και 0,003 g/ml, η οποία μπορεί να επιτύχει ακριβή μέτρηση πυκνότητας και να ελέγξει με ακρίβεια την πυκνότητα του πολτού.

1. Επιλέξτε σωστά τον ακατέργαστο άνθρακα για πολτοποίηση
Εκτός από την κάλυψη των απαιτήσεων των μεταγενέστερων χρηστών, η ποιότητα του άνθρακα για πολτοποίηση πρέπει επίσης να δίνει προσοχή στις ιδιότητες πολτοποίησης - τη δυσκολία πολτοποίησης. Ορισμένοι άνθρακες είναι εύκολο να παρασκευάσουν πολτό άνθρακα-νερού υψηλής συγκέντρωσης υπό κανονικές συνθήκες. Για άλλους άνθρακες, είναι δύσκολο ή απαιτείται μια πιο σύνθετη διαδικασία πολτοποίησης και υψηλότερο κόστος για την παρασκευή πολτού άνθρακα-νερού υψηλής συγκέντρωσης. Οι ιδιότητες πολτοποίησης των πρώτων υλών για πολτοποίηση έχουν μεγάλο αντίκτυπο στην επένδυση, το κόστος παραγωγής και την ποιότητα του πολτού άνθρακα-νερού της μονάδας πολτοποίησης. Επομένως, ο νόμος των ιδιοτήτων πολτοποίησης άνθρακα θα πρέπει να κατανοηθεί και ο ακατέργαστος άνθρακας για πολτοποίηση θα πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες και τις αρχές της τεχνικής σκοπιμότητας και της οικονομικής ορθολογικότητας.
2. Βαθμολόγηση
Ο πολτός άνθρακα-νερού όχι μόνο απαιτεί το μέγεθος των σωματιδίων άνθρακα να φτάσει στην καθορισμένη λεπτότητα, αλλά απαιτεί επίσης καλή κατανομή μεγέθους σωματιδίων, έτσι ώστε τα σωματίδια άνθρακα διαφορετικών μεγεθών να μπορούν να γεμίζουν το ένα το άλλο, να ελαχιστοποιούν τα κενά μεταξύ των σωματιδίων άνθρακα και να επιτυγχάνουν υψηλότερη «απόδοση στοίβαξης». Λιγότερα κενά μπορούν να μειώσουν την ποσότητα νερού που χρησιμοποιείται και είναι εύκολο να παρασκευαστεί πολτός άνθρακα-νερού υψηλής συγκέντρωσης. Αυτή η τεχνολογία αναφέρεται μερικές φορές ως «διαβάθμιση».
3. Διαδικασία και εξοπλισμός πολτοποίησης
Υπό τα δεδομένα χαρακτηριστικά μεγέθους σωματιδίων ακατέργαστου άνθρακα και τις συνθήκες άλεσης, ο τρόπος με τον οποίο η κατανομή μεγέθους σωματιδίων του τελικού προϊόντος του πολτού άνθρακα-νερού επιτυγχάνει υψηλότερη «απόδοση στοίβαξης» απαιτεί μια λογική επιλογή εξοπλισμού άλεσης και διαδικασίας πολτοποίησης.
4. Επιλογή προσθέτων που ταιριάζουν με την απόδοση
Για να επιτευχθεί υψηλή συγκέντρωση, χαμηλό ιξώδες και καλή ρεολογία και σταθερότητα στο μείγμα άνθρακα-νερού, πρέπει να χρησιμοποιηθεί μια μικρή ποσότητα χημικών παραγόντων, που αναφέρονται ως "πρόσθετα". Τα μόρια του πρόσθετου δρουν στη διεπαφή μεταξύ των σωματιδίων άνθρακα και του νερού, γεγονός που μπορεί να μειώσει το ιξώδες, να βελτιώσει τη διασπορά των σωματιδίων άνθρακα στο νερό και να βελτιώσει τη σταθερότητα του μείγματος άνθρακα-νερού. Η ποσότητα των προσθέτων είναι συνήθως 0,5% έως 1% της ποσότητας του άνθρακα. Υπάρχουν πολλές ποικιλίες προσθέτων και ο τύπος δεν είναι σταθερός και πρέπει να προσδιοριστεί μέσω πειραματικής έρευνας.
Ώρα δημοσίευσης: 13 Φεβρουαρίου 2025