عملية خلط الفحم والماء

يُسبب الماء فقدانًا للحرارة، ولا يُولّد حرارةً أثناء عملية الاحتراق. لذلك، يُفترض أن يصل تركيز الفحم إلى مستوى عالٍ نسبيًا، يتراوح بين 65% و70% عمومًا. تُشكّل الإضافات الكيميائية حوالي 1%. يُشكّل فقدان الحرارة الناتج عن الماء حوالي 4% من القيمة الحرارية لمزيج الفحم والماء. يُعدّ الماء مادةً خامًا لا غنى عنها في عملية التغويز. ومن هذا المنطلق، يُمكن خفض تركيز الفحم إلى 62% و65%، مما قد يُؤدي إلى زيادة احتراق الأكسجين.

لتسهيل تفاعلات الاحتراق والتغويز، يتطلب خليط الفحم والماء متطلبات معينة لنعومة الفحم. الحد الأقصى لحجم جسيمات خليط الفحم والماء للوقود (بنسبة نفاذ لا تقل عن 98%) هو 300 ميكرومتر، ومحتوى أقل من 74 ميكرومتر (200 شبكة) لا يقل عن 75%. تكون نعومة خليط الفحم والماء للتحويل إلى غاز أكثر خشونة بقليل من نعومة خليط الفحم والماء للوقود. الحد الأقصى لحجم الجسيمات المسموح به هو 1410 ميكرومتر (14 شبكة)، ومحتوى أقل من 74 ميكرومتر (200 شبكة) يتراوح بين 32% و60%. ولتسهيل ضخ خليط الفحم والماء وتذريره، يتطلب خليط الفحم والماء أيضًا متطلبات للسيولة.

عند درجة حرارة الغرفة ومعدل قص يبلغ 100 ثانية، يُشترط ألا تتجاوز اللزوجة الظاهرية 1000-1500 ملي باسكال. يتطلب خليط الفحم والماء المستخدم في نقل الأنابيب لمسافات طويلة لزوجة ظاهرة لا تتجاوز 800 ملي باسكال/ثانية في درجات حرارة منخفضة (أقل درجة حرارة سنوية للأنابيب المدفونة تحت الأرض) ومعدل قص يتراوح بين 10 و10 ثوانٍ. بالإضافة إلى ذلك، يُشترط أن تكون لزوجة خليط الفحم والماء منخفضة عندما يكون في حالة تدفق، مما يُسهّل استخدامه؛ وعندما يتوقف عن التدفق ويكون في حالة سكون، يُمكن أن يُظهر لزوجة عالية لسهولة التخزين.

يُعد استقرار ملاط الفحم والماء أثناء التخزين والنقل أمرًا بالغ الأهمية، لأنه مزيج من الطورين الصلب والسائل، ويسهل فصلهما، لذا يجب عدم تكوّن "ترسب صلب" أثناء التخزين والنقل. يُشير ما يُسمى "الترسب الصلب" إلى الراسب الذي لا يُمكن استعادته إلى حالته الأصلية بتحريك ملاط الفحم والماء. تُسمى قدرة ملاط الفحم والماء على الحفاظ على أداء عدم إنتاج ترسب صلب "استقرار" ملاط الفحم والماء. سيؤثر ضعف استقرار ملاط الفحم والماء بشكل خطير على الإنتاج بمجرد حدوث الترسب أثناء التخزين والنقل.

II. نظرة عامة على تقنية تحضير خليط الفحم والماء

يتطلب خليط الفحم والماء تركيزًا عاليًا من الفحم، وحجمًا دقيقًا للجسيمات، وسيولة جيدة، وثباتًا جيدًا لتجنب الترسبات الصلبة. يصعب تحقيق جميع الخصائص المذكورة أعلاه في آنٍ واحد، لأن بعضها مقيد بشكل متبادل. على سبيل المثال، تؤدي زيادة التركيز إلى زيادة اللزوجة وتدهور السيولة. كما أن السيولة الجيدة واللزوجة المنخفضة تُفاقمان الاستقرار. لذلك، من الضروري مراقبة التركيز بشكل فوري.لونمترجهاز قياس الكثافة المحمولتتمتع بدقة تصل إلى 0.003 جم / مل، مما يمكنها من تحقيق قياس دقيق للكثافة والتحكم بدقة في كثافة الملاط.