CN101691927B - 水煤浆装置及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水煤浆装置及其生产工艺，包括细碎机、与细碎机接通的预磨机、与预磨机接通的第一除渣机、与第一除渣机接通的煤粉仓，在煤粉仓下设有计量设备，计量设备经给料机与制浆磨机接通，同时水储罐、分散剂储罐和稳定剂储罐也分别经给料机与制浆磨机接通；制浆磨机又经第二除渣机与工艺储罐接通，工艺储罐经立式螺旋泵与煤浆分级机接通；煤浆分级机的一条管道与第三除渣机接通，并经第三除渣机与剪切熟化罐接通，煤浆分级机的另一条管道与细磨机接通，并经第三除渣机与剪切熟化罐接通，具有流程简单、布局紧凑，装机容量小、投资低的优点，既能生产高浓度水煤浆，又能生产超细水煤浆，堆积效率高，稳定性优良，流动性好。

Description

水煤浆装置及其生产工艺

技术领域：

本发明涉及一种采用将原煤“细碎+预磨+两段磨矿”的有别于传统水煤浆工艺的高效率、高浓度、高流变性的水煤浆装置及其生产工艺，可以实现水煤浆的多品种生产。 

背景技术：

水煤浆是20世纪70年代末国际石油危机时出现的一项煤炭高新技术产品，它是由65％-70％的煤粉和29％-34％的水及1％左右的微量化学添加剂制备而成的流体。水煤浆的外观像油，储运像油，燃烧起来也像油。水煤浆能稳定的着火燃烧，既保留了煤的燃烧特性，又具备了类似重油的液态燃料应用特点。水煤浆是一种最现实的、高效的煤基流体燃料，也是一种制备相对简单，便于输送储存，安全可靠，低污染的新型清洁燃料，更是“以浆代煤”、节约能源、降低燃料成本的最佳替代燃料。属于燃料家族的新成员，当今洁净煤技术的重要组成部分。 

在我国石油资源相对比较短缺的情况下，以煤代油适合我国的国情，而水煤浆是以煤代油最理想的煤炭产品。水煤浆具有浓度高，粒度细、流变好、长期储存不沉淀等特点，完全能够代替燃油在工业锅炉、化工锅炉、电站锅炉、工业窑炉等制热设备上充分发挥潜能。水煤浆并能够象燃油一样泵送，雾化。它成功地将原煤炭60％的燃烧率提升到98％以上，而炉渣中的含炭量则由烧煤炭的13.7％降到烧水煤浆的0.59％。从而充分体现了环保，节能的主题。同时水煤浆的开发及推广应用，使广大用户走出燃油的价格昂贵，烧不起的阴影，降低锅炉的运行成本，保障用户的经济效益、社会效益和环保效益。 

水煤浆的特性：(1)、燃烧效率高(在98％以上)、污染物排放低。(2)、具有石油一样的流动性和稳定性。(3)、可以泵送、雾化和稳定着火燃烧，但不自燃。(4)、水煤浆的发热量在4500-4800大卡/公斤，约两吨水煤浆可代替一吨重油。 

目前世界上，水煤浆的制备有干法制浆工艺、干湿法联合制浆工艺、高浓度磨矿制浆工艺、中浓度磨矿制浆工艺、高中浓度磨矿级配制浆工艺、结合选煤的制浆工艺等等。有些制浆工艺因制浆的效率低、能耗高、对原煤的水分要求严、颗粒堆积效率和适应性差等原因，已很少应用。由于现有水煤浆的生产技术参差不齐，受市场和投资的限制，短期内难以形成规模效益。 

发明内容：

本发明的目的在于解决现有中小型水煤浆用户或水煤浆生产企业面临的水煤浆行业目前的工艺技术存在项目投资过高、投入产出比失调及产品质量不稳定、无法生产优质高浓度水煤浆等重大缺陷或不足，依托“多破少磨”、“堆积效率”等理论，而提供一种高效率、高浓度、高流变性的“细碎+预磨+两段磨矿”的高效率、高浓度、高流变性的水煤浆装置及其生产工艺，实现了低投资、低建设周期、基本无污染的水煤浆生产工艺。 

本发明的目的是这样实现的： 

一种高效率、高浓度、高流变性的水煤浆装置，包括带有输入端口的细碎机、与细碎机接通的预磨机、与预磨机接通的第一除渣机、与第一除渣机接通的煤粉仓，其特征在于：在煤粉仓下设有计量设备，计量设备经给料机与制浆磨机接通，同时水储罐、分散剂储罐和稳定剂储罐也分别经给料机与制浆磨机接通；制浆磨机又经第二除渣机与工艺储罐接通，工艺储罐经立式螺旋泵与煤 浆分级机接通；煤浆分级机的一条管道与第三除渣机接通，并经第三除渣机与剪切熟化罐接通，煤浆分级机的另一条管道与细磨机接通，并经第三除渣机与剪切熟化罐接通。 

上料设备与原料仓连接，原料仓下部出口处连接有原煤喂料机，原煤喂料机的出口连接细碎机的输入端口。 

在煤粉仓处设置有收尘器和与收尘器相配套的风机。 

一种高效率、高浓度、高流变性的水煤浆生产工艺，其特征在于： 

(1)、原料煤经细碎机破碎后，送入预磨机，经预磨机进一步加工后并一次除渣后，控制出料粒度小于1mm的颗粒占90％以上，实现入磨颗粒细且无大颗粒杂质的目的， 

(2)、出预磨机的煤粉存入煤粉仓，经配料秤计量、与计量后的水、分散剂和稳定剂一同喂入制浆磨机粉磨，成为半成品水煤浆， 

(3)、从制浆磨机排出的半成品水煤浆经第二除渣机与工艺储罐后，泵送至煤浆分级机分离，合格的水煤浆溢流至第三除渣机过滤；不合格的水煤浆底流至细磨机粉磨整形，随后排入第三除渣机；过滤后的水煤浆进入剪切熟化罐内进行剪切、均化和熟化，经熟化的水煤浆即为成品浆，泵送至成品罐贮存、出厂。 

在步骤1中，上料设备将原料煤输送入原料仓，经原料仓的下部出口连接的原煤喂料机给料入细碎机，经细碎后再进入预磨机，预磨后的原料煤经提升机送入第一除渣机，去除煤粉原料中的大颗粒杂质后进入入煤粉仓。 

在步骤2中，煤粉仓下连接的计量设备按给定的标准计量煤粉，经给料机送入制浆磨机内，在此过程中水储罐、分散剂储罐和稳定剂储罐中的水、分散 剂和稳定剂分别经计量入给料机，并在该设备内输送的过程中完成固、液的捏混及搅拌均匀，固液混合物经制制浆磨机研磨加工后，成为一种油状的粘稠液体，即为半成品水煤浆。 

在步骤3中，半成品水煤浆经第二除渣机后送入工艺储罐，经立式螺旋泵送入煤浆分级机；在此进行分级后，一部分合格水煤浆经第三除渣机过滤后入剪切熟化罐，而另一部分含有较大颗粒水煤浆则进入细磨机内，完成对大颗粒的加工和颗粒整形及水煤浆一次剪切，此后再经第三除渣机过滤入剪切熟化罐，此段即完成水煤浆制浆。 

在步骤1中，在煤粉仓上增设有至少一台收尘器和与收尘器相配套的风机，实现生产现场的干净整洁；而收回的细粉又直接入煤粉仓，此段即完成原料加工。 

在步骤3中，在经过煤浆分级机和细磨机的两股料流汇入剪切熟化罐后，在此进一步剪切、熟化，即可通过卧式螺旋泵送入均质配浆罐内配浆储存或直接配浆发送给用户。 

在步骤2中，物料的配比按重量份数配制如下：55～75份的煤粉、25-35份的水、1-3份的分散剂、1-3份的稳定剂。 

本发明具有如下积极效果：流程简单、整体布局紧凑，总装机容量小、生产全过程可实现自动化控制；投资低、建设工期很短(按项目土建及设备制造、安装同步进行测算，3～4个月即可投产，一个月内可达标达产)，可满足多品种产品的生产，对原煤的适应性强(粒度、水分、易磨性指数等)。既能生产高浓度水煤浆，又能生产超细水煤浆，还能实现水煤浆颗粒的“双峰级配”。堆积效率高(74％以上)，稳定性优良，流动性好。 

经本制浆工艺的生产实例检验水煤浆产品的有关技术参数如下：浓度63.5％～70％，平均粒度30μm～50μm，灰分ACWM≤7％，干燥无灰基挥发分Vdaf 33％左右，硫分St，CWM≤0.47％，低位发热量Qnet 4334～4628Kcal/Kg，各项指标均符合国标GB/T18855——2002《水煤浆技术条件》要求。水煤浆要浓度高且流动性好，主要通过煤浆中合理的粒度分布来实现。大小颗粒能相互充填，减少空间隙，从而使固体占有率即堆积效率提高。使堆积效率提高的技术称“级配”技术，为水煤浆制备的关键技术之一。水煤浆的级配主要通过选择适当的制浆工艺、制浆磨机的磨内结构、以及合理的磨介级配来实现，包括运行过程中磨介的添加控制。 

本发明按照工业实际应用，可以有3t/h～130t/h的不同生产规模；针对不同的生产规模，各型号的设备均有多种规格可供选择。比之传统工艺在占地面积、单位产品投资及单位产品电耗和能耗方面均有较突出的优势。生产工艺全过程可以通过专门的计算机编程设计，用中央控制室方式实现生产全过程的自动化控制，以确保整个生产过程实现动态及时的监控，对提高生产效率和保证产品质量、以及节能降耗等都起到了有力的保障促进作用。 

附图说明：

图1为本发明的装置结构示意图。 

图2为本发明的工艺流程示意图。 

具体实施方式

实施例1：如图1所示，一种高效率、高浓度、高流变性的水煤浆装置，包括带有输入端口的细碎机24、与细碎机24接通的预磨机23、与预磨机接通的第一除渣机4、与第一除渣机4接通的煤粉仓5，上料设备1与原料仓2相连 接，原煤仓2的下部出口处连接有原煤喂料机25，原煤喂料机25出口连接细碎机24，即细碎机24的输入端口与原煤喂料机25的出口相连接。 

在煤粉仓5下设有计量设备22，计量设备经给料机21与制浆磨机20接通，同时水储罐6、分散剂储罐7和稳定剂储罐8也分别经给料机21与制浆磨机20接通；制浆磨机20又经第二除渣机19与工艺储罐18接通，工艺储罐18经立式螺旋泵17与煤浆分级机11接通；煤浆分级机11的一条管道与第三除渣机13接通，并经第三除渣机13与剪切熟化罐14接通，煤浆分级机11的另一条管道与细磨机12接通，并经第三除渣机13与剪切熟化罐14接通；在此进一步剪切、熟化，即可通过卧式螺旋泵16送入均质配浆罐15内配浆储存或直接配浆发送给用户。 

实施例2：一种高效率、高浓度、高流变性的水煤浆装置，包括带有输入端口的细碎机24、与细碎机24接通的预磨机23、与预磨机接通的第一除渣机4、与第一除渣机4接通的煤粉仓5，其特征在于：在煤粉仓5下设有计量设备22，计量设备经给料机21与制浆磨机20接通，同时水储罐6、分散剂储罐7和稳定剂储罐8也分别经给料机21与制浆磨机20接通；制浆磨机20又经第二除渣机19与工艺储罐18接通，工艺储罐18经立式螺旋泵17与煤浆分级机11接通；煤浆分级机11的一条管道与第三除渣机13接通，并经第三除渣机13与剪切熟化罐14接通，煤浆分级机11的另一条管道与细磨机12接通，并经第三除渣机13与剪切熟化罐14接通。 

这里的预磨机23、细碎机24、均采用高效能的高效预磨机23、高效细碎机24。高效细碎机是一种将大块物料一次性破碎到10毫米以下的新型细碎机，具体型号是DPX系列。较普通破碎设备有下列优点：1、允许喂料粒度大(单边最 大尺寸小于1200毫米。2、破碎比大，成品粒度小于10毫米。3、工艺流程简单，占地面积小。4、比常规两、三级破碎节电30％～40％。高效预磨机是指将粒度小于100毫米的物料破碎到0.9毫米以下的设备，具体型号是YM系列。较普通设备有下列优点：1、出料粒度小于0.95毫米，常规破碎设备是不能达到的。2、效率高，比常规设备节能20％～30％。3、机构简单，运行可靠，便于管理，维护费用低。 

如图2所示，一种高效率、高浓度、高流变性的水煤浆生产工艺(高效优质“3H”水煤浆生产工艺)，如图2所示。 

实施例1：具体步骤如下： 

(1)、原料煤经细碎机24破碎后，送入预磨机23，经预磨机进一步加工后并一次除渣后，控制出料粒度小于1mm的颗粒占90％以上，实现入磨颗粒细且无大颗粒杂质的目的， 

(2)、出预磨机23的煤粉存入煤粉仓5，经配料秤计量、与计量后的水、分散剂和稳定剂一同喂入制浆磨机20粉磨，成为半成品水煤浆，物料的配比按重量份数配制如下：55～75份的煤粉、25-35份的水、1-3份的分散剂、1-3份的稳定剂，如55千克煤粉、25千克的水、1千克的分散剂和1千克的稳定剂。 

(3)、从制浆磨机20排出的半成品水煤浆经第二除渣机19与工艺储罐18后，泵送至煤浆分级机11分离，合格的水煤浆溢流至第三除渣机13过滤；不合格的水煤浆底流至细磨机12粉磨整形，随后排入第三除渣机13；过滤后的水煤浆进入剪切熟化罐14内进行剪切、均化和熟化，经熟化的水煤浆即为成品浆，泵送至成品罐贮存、出厂。 

实施例2：一种高效率、高浓度、高流变性的水煤浆生产工艺，具体步骤如 下： 

(1)、上料设备1将原料煤输送入原料仓2，经原料仓的下部出口连接的原煤喂料机25给料入细碎机24，经细碎后再进入预磨机23，预磨后的原料煤经预磨机进一步加工后并一次除渣后，经提升机3送入第一除渣机4，去除煤粉原料中的大颗粒杂质后进入入煤粉仓5。控制出料粒度小于1mm的颗粒占90％以上，实现入磨颗粒细且无大颗粒杂质的目的； 

(2)、在煤粉仓5下连接的计量设备22按给定的标准计量煤粉，经给料机21送入制浆磨机20内，在此过程中水储罐6、分散剂储罐7和稳定剂储罐8中的水、分散剂和稳定剂分别经计量入强力给料机21，并在该设备内输送的过程中完成固、液的捏混及搅拌均匀，固液混合物经制浆磨机20研磨加工后，成为一种类似油状的粘稠液体，即为半成品水煤浆；物料的配比按重量份数配制如下：55～75份的煤粉、25-35份的水、1-3份的分散剂、1-3份的稳定剂；如75千克煤粉、75千克的水、3千克的分散剂和3千克的稳定剂； 

(3)、半成品水煤浆经第二除渣机19后送入工艺储罐18，经立式螺旋泵17送入煤浆分级机11；在此进行分级后，一部分合格水煤浆经第三除渣机13过滤后入剪切熟化罐14，而另一部分含有较大颗粒水煤浆则进入细磨机12内，完成对大颗粒的加工和颗粒整形及水煤浆一次剪切，此后再经第三除渣机13过滤入剪切熟化罐14，此段即完成水煤浆制浆。 

实施例3：一种高效率、高浓度、高流变性的水煤浆生产工艺，具体步骤如下： 

(1)、上料设备1将原料煤输送入原料仓2，经原料仓的下部出口连接的原煤喂料机25给料入细碎机24，经细碎后再进入预磨机23，预磨后的原料煤经 预磨机进一步加工后并一次除渣后，经提升机3送入第一除渣机4，去除煤粉原料中的大颗粒杂质后进入入煤粉仓5。控制出料粒度小于1mm的颗粒占90％以上，实现入磨颗粒细且无大颗粒杂质的目的，在步骤1中，在煤粉仓5上增设有一台或数台收尘器9和与收尘器9相配套的风机10，实现生产现场的干净整洁；而收回的细粉又直接入煤粉仓，此段即完成原料加工。 

(2)、在煤粉仓5下连接的计量设备22按给定的标准计量煤粉，经给料机21送入制浆磨机20内，在此过程中水储罐6、分散剂储罐7和稳定剂储罐8中的水、分散剂和稳定剂分别经计量入强力给料机21，并在该设备内输送的过程中完成固、液的捏混及搅拌均匀，固液混合物经制浆磨机20研磨加工后，成为一种类似油状的粘稠液体，即为半成品水煤浆； 

(3)、半成品水煤浆经第二除渣机19后送入工艺储罐18，经立式螺旋泵17送入煤浆分级机11；在此进行分级后，一部分合格水煤浆经第三除渣机13过滤后入剪切熟化罐14，而另一部分含有较大颗粒水煤浆则进入细磨机12内，完成对大颗粒的加工和颗粒整形及水煤浆一次剪切，此后再经第三除渣机13过滤入剪切熟化罐14，此段即完成水煤浆制浆。在经过煤浆分级机11和细磨机12的两股料流汇入剪切熟化罐14后，在此进一步剪切、熟化，即可通过卧式螺旋泵16送入均质配浆罐内配浆储存或直接配浆发送给用户。 

Claims (10)

1.一种高效率、高浓度、高流变性的水煤浆装置，包括带有输入端口的细碎机(24)、与细碎机(24)接通的预磨机(23)、与预磨机接通的第一除渣机(4)、与第一除渣机(4)接通的煤粉仓(5)，其特征在于：在煤粉仓(5)下设有计量设备(22)，计量设备经给料机(21)与制浆磨机(20)接通，同时水储罐(6)、分散剂储罐(7)和稳定剂储罐(8)也分别经给料机(21)与制浆磨机(20)接通；制浆磨机(20)又经第二除渣机(19)与工艺储罐(18)接通，工艺储罐(18)经立式螺旋泵(17)与煤浆分级机(11)接通；煤浆分级机(11)的一条管道与第三除渣机(13)接通，并经第三除渣机(13)与剪切熟化罐(14)接通，煤浆分级机(11)的另一条管道与细磨机(12)接通，并经第三除渣机(13)与剪切熟化罐(14)接通。

2.根据权利要求1所述的高效率、高浓度、高流变性的水煤浆装置，其特征在于：上料设备(1)与原料仓(2)连接，原料仓(2)下部出口处连接有原煤喂料机(25)，原煤喂料机(25)的出口连接细碎机(24)的输入端口。

3.根据权利要求1所述的高效率、高浓度、高流变性的水煤浆装置，其特征在于：在煤粉仓(5)处设置有收尘器(9)和与收尘器(9)相配套的风机(10)。

4.一种高效率、高浓度、高流变性的水煤浆生产工艺，其特征在于：

(1)、原料煤经细碎机(24)破碎后，送入预磨机(23)，经预磨机进一步加工后并一次除渣后，控制出料粒度小于1mm的颗粒占90％以上，实现入磨颗粒细且无大颗粒杂质的目的，

(2)、出预磨机(23)的煤粉存入煤粉仓(5)，经配料秤计量、与计量后的水、分散剂和稳定剂一同喂入制浆磨机(20)粉磨，成为半成品水煤浆，

(3)、从制浆磨机(20)排出的半成品水煤浆经第二除渣机(19)与工艺储罐(18)后，泵送至煤浆分级机(11)分离，合格的水煤浆溢流至第三除渣机(13)过滤；不合格的水煤浆底流至细磨机(12)粉磨整形，随后排入第三除渣机(13)；过滤后的水煤浆进入剪切熟化罐(14)内进行剪切、均化和熟化，经熟化的水煤浆即为成品浆，泵送至成品罐贮存、出厂。

5.根据权利要求4所述的高效率、高浓度、高流变性的水煤浆生产工艺，其特征在于：在步骤1中，上料设备(1)将原料煤输送入原料仓(2)，经原料仓的下部出口连接的原煤喂料机(25)给料入细碎机(24)，经细碎后再进入预磨机(23)，预磨后的原料煤经提升机(3)送入第一除渣机(4)，去除煤粉原料中的大颗粒杂质后进入煤粉仓(5)。

6.根据权利要求4所述的高效率、高浓度、高流变性的水煤浆生产工艺，其特征在于：在步骤2中，煤粉仓(5)下连接的计量设备按给定的标准计量煤粉，经给料机(21)送入制浆磨机(20)内，在此过程中水储罐(6)、分散剂储罐(7)和稳定剂储罐(8)中的水、分散剂和稳定剂分别经计量入给料机(21)，并在该设备内输送的过程中完成固、液的捏混及搅拌均匀，固液混合物经制浆磨机(20)研磨加工后，成为一种油状的粘稠液体，即为半成品水煤浆。

7.根据权利要求4所述的高效率、高浓度、高流变性的水煤浆生产工艺，其特征在于：在步骤3中，半成品水煤浆经第二除渣机(19)后送入工艺储罐(18)，经立式螺旋泵(17)送入煤浆分级机(11)；在此进行分级后，一部分合格水煤浆经第三除渣机(13)过滤后入剪切熟化罐(14)，而另一部分含有较大颗粒水煤浆则进入细磨机(12)内，完成对大颗粒的加工和颗粒整形及水煤浆一次剪切，此后再经第三除渣机(13)过滤入剪切熟化罐(14)，此段即完成水煤浆制浆。

8.根据权利要求4所述的高效率、高浓度、高流变性的水煤浆生产工艺，其特征在于：在步骤1中，在煤粉仓(5)上增设有至少一台收尘器(9)和与收尘器(9)相配套的风机(10)，实现生产现场的干净整洁；而收回的细粉又直接入煤粉仓，此段即完成原料加工。

9.根据权利要求7所述的高效率、高浓度、高流变性的水煤浆生产工艺，其特征在于：在步骤3中，在经过煤浆分级机(11)和细磨机(12)的两股料流汇入剪切熟化罐(14)后，在此进一步剪切、熟化，即可通过卧式螺旋泵(16)送入均质配浆罐内配浆储存或直接配浆发送给用户。

10.根据权利要求4所述的高效率、高浓度、高流变性的水煤浆生产工艺，其特征在于：在步骤2中，物料的配比按重量份数配制如下：55～75份的煤粉、25-35份的水、1-3份的分散剂、1-3份的稳定剂。

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