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本文以兰炭末为原料制备出新型清洁燃料-水炭浆,对我国煤化工、冶金等高耗能、高污染行业的技术升级、节能减排及产业链延伸具有重要的意义。主要研究了粒度级配、添加剂种类和复配方案、温度及搅拌作用等因素对水炭浆的粘度、流动性及稳定性等的影响规律,确定了最佳制备工艺及技术参数,并利用热重分析及Aspen Plus模拟对水炭浆的燃烧过程和燃烧性能进行了分析评价。研究表明,添加剂及粒度级配是影响水炭浆浓度、粘度和稳定性的重要因素。使用复配分散剂可以极大提高单型分散剂的分散和稳定性能,木质素磺酸钠(SL)与聚羧酸系分散剂(PC)复配后,SL弥补了PC在兰炭表面缩合芳环主体上吸附性能差的缺陷,使其立体吸附于兰炭的芳香核上,使SL和PC的分散和稳定性能得到了协同增强,当SL-PC添加量为1.0wt%、最佳配比SL:PC=2:1时的最高成浆浓度可达到65.50%。筛分分级可以获得最优级配M<45um:M45μm~74um:M74μm~125um:M125μm~250um=5:2:2:1,使兰炭末(研磨时间250s)最大成浆浓度从63.53%提高到64.57%。磨制分级在研磨时间一定时,成浆性不如筛分分级,但通过增加研磨时间可获得较高的成浆浓度,当研磨时间为750s,磨制分级制浆最大成浆浓度为66.76%。高温和过度搅拌均不利于水炭浆的制备,保持适当的温度、搅拌时间及搅拌速度是制备高浓度水炭浆的关键条件。水炭浆的最佳制备工艺条件为:磨制分级750s、复配分散剂SL-PC(添加量为1.0wt%,复配比例SL:NSF=2:1)、稳定剂CMC(添加量0.02wt%)、制备温度25℃、搅拌速度800r/min和搅拌时间10min,在该条件下兰炭末的最大成浆浓度为66.02%,此时水炭浆的表观粘度为911.02mPa.s、流动时间为49s以及析水率0.56%。TG-DTG、DSC分析表明,水炭浆的燃烧过程可分为水分蒸发、挥发分析出燃烧及残炭和挥发分共同燃烧直至燃尽三个阶段,与水煤浆相比水炭浆存在热值低、燃烧滞后、着火稳定性差等缺点。Aspen Plus模拟分析结果表明,进料物流参数:兰炭末流量1000kg/hr、水量538kg/hr以及助燃空气流量9000kg/hr时,BURN温度可达1502.41℃,热量达11886MJ/hr。水炭浆燃烧过程具有燃烧高效充分(96.46%)、烟气中污染气体排放量低(NO+NO2+SO2+SO3=0.52wt%)、粉尘含量少(0.013kg/hr)且粒径小(0.32μm~0.61μm)等优点,是一种清洁高效的环保型燃料,并且兰炭末价格低廉,具有非常好经济效益和市场潜力,值得深入研究与推广应用。