ქვანახშირის წყლის სუსპენზია
I. ფიზიკური თვისებები და ფუნქციები
ქვანახშირ-წყლის ნარევი არის ნახშირის, წყლისა და მცირე რაოდენობით ქიმიური დანამატებისგან დამზადებული ნარევი. დანიშნულების მიხედვით, ნახშირ-წყლის ნარევი იყოფა მაღალი კონცენტრაციის ნახშირ-წყლის ნარევის საწვავად და ნახშირ-წყლის ნარევის ტეხასკოს ღუმელის გაზიფიკაციისთვის. ნახშირ-წყლის ნარევის ამოტუმბვა, ატომიზაცია, შენახვა, აალება და დაწვა შესაძლებელია სტაბილურ მდგომარეობაში. დაახლოებით 2 ტონა ნახშირ-წყლის ნარევი ცვლის 1 ტონა საწვავ ზეთს.
ქვანახშირ-წყლის ნარევი წვისთვის აღემატება მაღალი წვის ეფექტურობის, ენერგიის დაზოგვისა და გარემოსდაცვითი სარგებლის მაჩვენებლებს, რაც სუფთა ქვანახშირის ტექნოლოგიის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ნაწილია. ქვანახშირ-წყლის ნარევის ტრანსპორტირება დიდ მანძილზე შესაძლებელია მილსადენებით დაბალი ინვესტიციითა და დაბალი საოპერაციო ხარჯებით. მისი პირდაპირ დაწვა შესაძლებელია დეჰიდრატაციის გარეშე ტერმინალში მისვლის შემდეგ, ხოლო შენახვისა და ტრანსპორტირების პროცესი სრულად დახურულია.

წყალი სითბოს კარგვას გამოიწვევს და წვის პროცესში სითბოს ვერ გამოიმუშავებს. ამიტომ, ნახშირის კონცენტრაცია შედარებით მაღალ დონეს უნდა მიაღწიოს -- ზოგადად 65-70%-ს. ქიმიური დანამატები დაახლოებით 1%-ია. წყლით გამოწვეული სითბოს კარგვა ნახშირ-წყლის ნარევის კალორიულობის დაახლოებით 4%-ს შეადგენს. წყალი გაზიფიკაციის გარდაუვალი ნედლეულია. ამ თვალსაზრისით, ნახშირის კონცენტრაცია შეიძლება შემცირდეს 62%-დან 65%-მდე, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ჟანგბადის წვის პოტენციური ზრდა.
წვის და გაზიფიკაციის რეაქციების ხელშეწყობის მიზნით, ნახშირ-წყლის ნალექს გარკვეული მოთხოვნები აქვს ნახშირის სიწმინდის მიმართ. საწვავისთვის განკუთვნილი ნახშირ-წყლის ნალექის ნაწილაკების ზომის ზედა ზღვარი (ნაწილაკების ზომა მინიმუმ 98%-ის გავლის სიჩქარით) არის 300 მკმ, ხოლო 74 მკმ-ზე (200 mesh) ნაკლები შემცველობა მინიმუმ 75%-ია. გაზიფიკაციისთვის განკუთვნილი ნახშირ-წყლის ნალექის სიწმინდე ოდნავ უფრო უხეშია, ვიდრე საწვავისთვის განკუთვნილი ნახშირ-წყლის ნალექის. ნაწილაკების ზომის ზედა ზღვარი დასაშვებია 1410 მკმ-მდე (14 mesh), ხოლო 74 მკმ-ზე (200 mesh) ნაკლები შემცველობა 32%-დან 60%-მდეა. იმისათვის, რომ ნახშირ-წყლის ნალექი ადვილად ამოტუმბული და ატომიზებული იყოს, ნახშირ-წყლის ნალექს ასევე აქვს სითხისადმი მოთხოვნები.
ოთახის ტემპერატურაზე და 100 წმ-იანი ძვრის სიჩქარის პირობებში, როგორც წესი, აშკარა სიბლანტე არ უნდა აღემატებოდეს 1000-1500 მპა-ს. შორ მანძილზე მილსადენებით ტრანსპორტირებისთვის გამოყენებული ნახშირ-წყლის ნალექისთვის დაბალ ტემპერატურაზე (წლის ყველაზე დაბალი ტემპერატურა მიწისქვეშ ჩამარხული მილებისთვის) აშკარა სიბლანტე არ უნდა აღემატებოდეს 800 მპა-ს და 10 წმ-1 ძვრის სიჩქარე. გარდა ამისა, ასევე საჭიროა, რომ ნახშირ-წყლის ნალექს ჰქონდეს უფრო დაბალი სიბლანტე, როდესაც ის მიედინება, რაც მოსახერხებელია გამოსაყენებლად; როდესაც ის წყვეტს დინებას და სტატიკურ მდგომარეობაშია, მას შეუძლია აჩვენოს მაღალი სიბლანტე მარტივი შენახვისთვის.
ქვანახშირ-წყლის სუსპენზიის სტაბილურობა შენახვისა და ტრანსპორტირების დროს ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან ქვანახშირ-წყლის სუსპენზია მყარი და თხევადი ფაზების ნაზავია და მისი მყარი და თხევადი ნივთიერებების გამოყოფა მარტივია, ამიტომ აუცილებელია, რომ შენახვისა და ტრანსპორტირების დროს არ წარმოიქმნას „მყარი ნალექი“. ე.წ. „მყარი ნალექი“ ეხება ნალექს, რომლის აღდგენაც პირვანდელ მდგომარეობაში ქვანახშირ-წყლის სუსპენზიის მორევით შეუძლებელია. ქვანახშირ-წყლის სუსპენზიის უნარს, შეინარჩუნოს მყარი ნალექის არ წარმოქმნის ფუნქცია, ქვანახშირ-წყლის სუსპენზიის „სტაბილურობა“ ეწოდება. ცუდი სტაბილურობის მქონე ქვანახშირ-წყლის სუსპენზია სერიოზულად იმოქმედებს წარმოებაზე, როგორც კი ნალექი წარმოიქმნება შენახვისა და ტრანსპორტირების დროს.
II. ქვანახშირ-წყლის სუსპენზიის მომზადების ტექნოლოგიის მიმოხილვა
ნახშირ-წყლის ნალექს სჭირდება ნახშირის მაღალი კონცენტრაცია, წვრილი ნაწილაკების ზომა, კარგი დინება და კარგი სტაბილურობა მყარი ნალექის თავიდან ასაცილებლად. რთული იქნება ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი თვისების ერთდროულად დაკმაყოფილება, რადგან ზოგიერთი მათგანი ურთიერთშეზღუდულია. მაგალითად, კონცენტრაციის გაზრდა გამოიწვევს სიბლანტის ზრდას და დინების გაუარესებას. კარგი დინება და დაბალი სიბლანტე გააუარესებს სტაბილურობას. ამიტომ, აუცილებელია კონცენტრაციის რეალურ დროში მონიტორინგი.ლონმეტრიხელის სიმკვრივის საზომიაქვს 0.003 გ/მლ-მდე სიზუსტე, რაც საშუალებას იძლევა სიმკვრივის ზუსტი გაზომვისა და სუსპენზიის სიმკვრივის ზუსტი კონტროლის მისაღწევად.

1. სწორად შეარჩიეთ ნედლი ნახშირი პულპისთვის
რბილობისთვის განკუთვნილი ქვანახშირის ხარისხის შესწავლისას, მომხმარებლების მოთხოვნების დაკმაყოფილების გარდა, ყურადღება უნდა მიექცეს მის რბილობის თვისებებს - რბილობის დამუშავების სირთულეს. ზოგიერთი ქვანახშირისთვის ნორმალურ პირობებში მაღალი კონცენტრაციის ქვანახშირ-წყლის ნარევის დამზადება მარტივია. სხვა ქვანახშირებისთვის კი მაღალი კონცენტრაციის ქვანახშირ-წყლის ნარევის დამზადება რთულია ან უფრო რთულ პროცესს და მაღალ ხარჯებს მოითხოვს. რბილობისთვის განკუთვნილი ნედლეულის რბილობის თვისებები დიდ გავლენას ახდენს რბილობის ქარხნის ქვანახშირ-წყლის ნარევის ინვესტიციაზე, წარმოების ღირებულებასა და ხარისხზე. ამიტომ, ქვანახშირის რბილობის თვისებების კანონი უნდა იყოს ათვისებული და რბილობისთვის განკუთვნილი ნედლი ქვანახშირი უნდა შეირჩეს ფაქტობრივი საჭიროებების, ტექნიკური მიზანშეწონილობისა და ეკონომიკური რაციონალურობის პრინციპების შესაბამისად.
2. შეფასება
ქვანახშირ-წყლის ნალექის დასამზადებლად არა მხოლოდ ქვანახშირის ნაწილაკების ზომაა საჭირო მითითებული სიწმინდის მისაღწევად, არამედ ნაწილაკების ზომის კარგი განაწილებაც, რათა სხვადასხვა ზომის ქვანახშირის ნაწილაკებმა შეძლონ ერთმანეთის შევსება, მინიმუმამდე დაიყვანონ ქვანახშირის ნაწილაკებს შორის არსებული ხარვეზები და მიაღწიონ უფრო მაღალ „დაწყობის ეფექტურობას“. ნაკლები ხარვეზები ამცირებს გამოყენებული წყლის რაოდენობას და ადვილია მაღალი კონცენტრაციის ქვანახშირ-წყლის ნალექის დამზადება. ამ ტექნოლოგიას ზოგჯერ „დახარისხებას“ უწოდებენ.
3. პულპირების პროცესი და აღჭურვილობა
მოცემული ნედლი ნახშირის ნაწილაკების ზომის მახასიათებლებისა და დაფქვის უნარის პირობებში, ნახშირ-წყლის სუსპენზიის საბოლოო პროდუქტის ნაწილაკების ზომის განაწილების უფრო მაღალი „დაწყობის ეფექტურობის“ მისაღწევად, საჭიროა დაფქვის აღჭურვილობისა და პულპის დამზადების პროცესის გონივრული შერჩევა.
4. შესრულების შესაბამისი დანამატების შერჩევა
იმისათვის, რომ ქვანახშირ-წყლის ნალექმა მიაღწიოს მაღალ კონცენტრაციას, დაბალ სიბლანტეს, კარგ რეოლოგიურ თვისებებსა და სტაბილურობას, უნდა იქნას გამოყენებული მცირე რაოდენობით ქიმიური აგენტები, რომლებსაც „დანამატებს“ უწოდებენ. დანამატის მოლეკულები მოქმედებენ ქვანახშირის ნაწილაკებსა და წყალს შორის არსებულ ზედაპირზე, რამაც შეიძლება შეამციროს სიბლანტე, გააუმჯობესოს ქვანახშირის ნაწილაკების დისპერსია წყალში და გააუმჯობესოს ქვანახშირ-წყლის ნალექის სტაბილურობა. დანამატების რაოდენობა, როგორც წესი, ქვანახშირის რაოდენობის 0.5%-დან 1%-მდეა. დანამატების მრავალი სახეობა არსებობს და ფორმულა არ არის ფიქსირებული და უნდა განისაზღვროს ექსპერიმენტული კვლევის გზით.
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 13 თებერვალი