Chương II THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG XƯỞNG SẢN XUẤT HPT TỪ THAN
2.1. Khảo sát, nghiên cứu bổ sung và chuẩn hóa nguồn phụ gia, nguyên liệu
2.1.3. Nhận xét và đánh giá thí nghiệm lựa chọn phụ gia
Do lượng phụ gia trong nhiên liệu rất ít, chỉ chiếm 1% nên chất lượng của HPT như: độ tro, nhiệt lượng phụ thuộc vào chất lượng than, nồng độ pha rắn phụ thuộc vào tỷ lệ pha rắn trong phối liệu ban đầu. ở đây sẽ chỉ xét đến sự ảnh hưởng lớn của phụ gia đến tính lưu biến (độ nhớt), thời gian ổn định và độ mịn của HPT.
1. Thí nghiệm phụ gia vơí tham cám antraxit.
a) Thí nghiệm với sự thay đổi tỷ lệ phụ gia và nồng độ pha rắn - Với nhóm thí nghiệm 1-1
Thí nghiệm với nồng độ pha rắn CT=65% cho nhóm thí nghiệm 1-1, nếu chỉ sử dụng P1 ( Mẫu M1) sản phẩm HPT nhanh chóng phân lớp và tạo cặn đặc, sau 1 ngày đêm tạo cặn ở phía dưới hộp đựng mẫu. Khi sử dụng P1:P2=0,5:0,5 (Mẫu M2), HPT đồng nhất, sau 1 ngày đêm mẫu hơi phân lớp, chẩy tốt, độ nhớt hữu ích tại 81 s-1= 303 mPa.s.
Tăng nồng độ pha rắn lên CT =68% cho nhóm thí nghiệm 1-1, khi sử dụng P1:P2=0,3:0,7 (Mẫu M5) HPT rất quánh, sau 1 ngày đêm mẫu hơi phân lớp, chảy tốt, độ nhớt hữu ích tại 81 s-1= 914 mPa.s. Thay đổi tỷ lệ phụ gia ở nồng độ pha rắn này P1:P2=0,7:0,3 (Mẫu 6) HPT đồng nhất, chẩy tốt, độ nhớt hữu ích tại 81 s-1 giảm xuống = 674 mPa.s.
Tăng nồng độ pha rắn lên CT=70% cho nhóm thí nghiệm 1-1, khi sử dụng P1:P2=0,5:0,5 HPT đồng đều, rất tốt, chảy dòng tốt, độ nhớt hữu ích tại 81 s-1= 1880 mPa.s. Thay đổi tỷ lệ phụ gia ở nồng độ pha rắn này P1:P2=0,7:0,3 HPT đồng đều, chảy tốt, độ nhớt hữu ích tại 81 s-1 giảm xuống = 1308 mPa.s .
Giữ nguyên nồng độ pha rắn CT=70% cho nhóm thí nghiệm 1-1, tập chung thí nghiệm quanh tỷ lệ P1:P2=0,75:0,25 ( Mẫu M11) HPT rất tốt đồng đều, chảy dòng tốt, độ nhớt hữu ích tại 81 s-1= 1400 mPa.s. Thay đổi tỷ lệ phụ gia ở nồng độ pha rắn này P1:P2=0,65:0,35,( Mẫu M12) HPT rất tốt đồng đều, chảy dòng tốt, độ nhớt hữu ích tại 81 s-1= 1413 mPa.s, không có sự thay đổi nhiều so với mẫu M11.
Tuy nhiên, khi tăng nồng độ pha rắn lên 70% các mẫu M9, M10, M11, M12 không đạt được yêu cầu về độ nhớt hữu ích tại 81 s-1.
Viện KHCN mỏ - Vinacomin - 57 -
- Với nhóm thí nghiệm 1-2: Sau nhóm thí nghiệm 1-1, các thí nghiệm 1-2 được tập chung vào các mẫu có nồng độ pha rắn CT= 68%, với các tỷ lệ P1:P2 khác nhau. Qua kết quả thí nghiệm ta thấy:
Các mẫu thí nghiệm S1, S2, S3, S4 được thay đổi tỷ lệ phụ gia P1 (0,7- 0,85%) và P2 (0,25-0,15%) HPT có độ ổn định tốt trong khoảng thời gian 10 ngày, đồng đều, chảy tốt. Khi tăng tỷ lệ phụ gia P1 từ 0,7% lên dần đến 0,85%
thì độ nhớt hữu ích tại 81 s-1 có sự thay đổi và đạt lớn nhất tại mẫu S3 =813 (<1000).
Chọn tỷ lệ phụ gia P1:P2=0,8:0,2 ở các mẫu S5-, S6, S7, S8 để thử nghiệm với nồng độ pha rắn thay đổi. Kết quả thí nghiệm cho thấy với nồng độ pha rắn tỷ lệ thuận với độ nhớt hữu ích tại 81 s-1 và đều <1000 mPa.s.
+ Như vậy qua 2 nhóm thí nghiệm 1-1 và 1-2 đưa ra kết luận:
* Tỷ lệ pha rắn trong phối liệu phù hợp để tạo HPT có độ ổn định nhất là từ 65-68%.
* Khi chỉ sử dụng P1 (1%) không sản xuất được HPT. Sử dụng phụ gia P2 lớn sẽ gây ra hiện tượng đặc quánh của HPT. Tỷ lệ chất phụ gia P1,P2 phù hợp nhất để tạo HPT có độ ổn định cao là từ P1:P2= (0,7-0,8):(0,3:0,2).
* Các mẫu HPT sản xuất từ hỗn hợp phụ gia (P1, P2) cho than cám antraxit có độ ổn định nhất trong thời gian 10 - 15 ngày.
* Với thời gian nghiền 4 phút cho mẻ 1000g, độ mịn của các mẫu đều đạt yêu cầu của nhiên liệu HPT.
b) Thí nghiệm với sự thay đổi khối lượng nghiền tới chất lượng HPT.
+ Quan sát các mẫu thí nghiệm, ta thấy
- Mẫu T1, T2, T3 sau 9 ngày không bị lắng, sau 12 ngày bị lắng nhẹ, sau 15 ngày thì bắt đầu có thay đổi.
- Mẫu T4, T5, T6 sau 7 ngày không bị lắng, sau 10 ngày lắng nhẹ, sau 15 ngày thì bị lắng chặt hoàn toàn.
- Mẫu T7, T8, T9 sau 6 ngày có hiện tượng lắng nhẹ, 9 ngày lắng chặt hơn và sau 10 ngày lắng chặt hoàn toàn.
+ Qua các thông số phân tích ở bảng 2.4:
- Các mẫu HPT nghiền ở khối lượng nghiền thấp có độ mịn càng cao.
Viện KHCN mỏ - Vinacomin - 58 -
Mẫu T1 (500g) có cỡ hạt dưới sàng 0,071mm: 95,22% so với mẫu T9 (1300g) có cỡ hạt dưới sàng 0,071mm: 71,26%.
- Các mẫu HPT có độ mịn càng cao thì độ nhớt hữu ích càng cao. Cụ thể Mẫu T1 (500g) có độ nhớt hữu ích tại 81 s-1 là 1363 mPa.s. so với mẫu T9 (1300g) có độ nhớt hữu ích tại 81 s-1 là 435 mPa.s.
- Các mẫu HPT có độ mịn càng cao thì càng ổn định. Cụ thể khi theo dõi hiện tượng lắng của 3 nhóm mẫu (T1, T2, T3) ; ( T4, T5, T6) ; (T7, T8,T9) ở trên.
+ Như vậy, qua nhóm thí nghiệm 2: ta lựa chọn được công suất nghiền phù hợp với tỷ lệ phụ gia đó lựa chọn là từ mẫu T2-T9 là đạt yêu cầu về độ nhớt hữu ích tại 81 s-1 < 1000 mPa.s. và độ mịn qua sàng 0,071mm là 60-80%. Thời gian nghiền 4 phút cho mẻ từ 500-1300 g đều đạt yêu cầu về độ mịn. Tuy nhiên, nếu nghiền mịn quá (khối lượng ít) dẫn tới năng suất nghiền giảm, độ nhớt hữu ích tăng, tiêu tốn năng lượng...
c) Thí nghiệm phụ gia P3, P4 với than cám antraxit
Trong thí nghiệm nhóm 4, khi sử dụng phụ gia P3, P4 theo tỷ lệ P3:P4=
0,01:0,3 và P3:P4=0,001:0,3 ta thấy độ nhớt hữu ích tại 81 s-1 lớn, mẫu M7=
1411 mPa.s, M8= 1295 mPa.s. Độ chẩy của mẫu kém. Độ mịn đạt yêu cầu của nhiên liệu HPT.
d) Thí nghiệm phụ gia P5, P2 với than cám antraxit
Quan sát các mẫu thí nghiệm nhận thấy, mẫu M17 không tạo thành dạng huyền phù, có hiện tượng phân lớp ngay sau khi nghiền. Kết hợp phụ gia P5 với phụ gia P2 ở tỷ lệ (P5:P2)=(0,7:0,3) (mẫu M18) không cải thiện được hiện tượng phân lớp than, nước. Hai mẫu đều phân lớp rõ rệt sau 1 ngày đêm.
2. Thí nghiệm phụ gia với than bùn nhà máy tuyển.
+ Kết quả HPT sản xuất từ than bùn khi sử dụng phụ gia P1, P2 ở bảng 2.5 cho thấy:
- Phụ gia P1 khi sử dụng 1% ( Mẫu M3) có tác dụng tốt. Thêm phụ gia P2 (Mẫu M4) không làm thay đổi nhiều tính chất của HPT. Có thể giảm lượng phụ gia P1 xuống 0,8-0,6%. Độ nhớt hữu ích của hai mẫu này tương đối cao, > 1000 mPa.s.
Viện KHCN mỏ - Vinacomin - 59 -
- Thử nghiệm với tỷ lệ phụ gia P1, P2 thay đổi. Mẫu S9 (P1:P2=0,7:0,3) và mẫu S10 (P1:P2=0,8:0,2) ta thấy độ nhớt hiệu dụng của hai mẫu này giảm xuống <1000 mPa.s. Độ mịn của cấp hạt -0,071mm khá cao 81,45% và 81,28%.
- Với 2 mẫu trộn bằng cánh xoắn M13 (P1:P2=1:0) và M14 (P1:P2=0,5:0,5) độ nhớt hữu ích tại 81 s-1 đều đạt yêu cầu, tuy nhiên hai thí nghiệm này cũng cho thấy tác dụng của P1 so với khi trộn P1 với P2. So sánh 2 mẫu này với mẫu M3 và M4 ở cùng tỷ lệ phụ gia P1, P2 cho thấy sản xuất HPT từ than bùn khi trộn bằng cánh xoắn có độ nhớt nhỏ hơn khi sản xuất bằng nghiền. Tuy nhiên, thời gian trộn cần kéo dài hơn 6 lần so với nghiền.
+ Như vậy, từ thí nghiệm nhóm 3 cho thấy: khi sản xuất HPT từ than bùn, phụ gia P1 đóng vai trò quyết định. Khi sử dụng P1 từ 0,8% trở lên nếu kết hợp với P2 sẽ làm giảm độ nhớt hữu ích xuống để đạt được yêu cầu. Độ mịn của các mẫu làm từ than bùn đều đạt yêu cầu của nhiên liệu HPT khi nghiền với thời gian 4 phút và trộn bằng cánh xoắn với thời gian 25 phút cho mẻ 1000g.