CN102041118A - 一种高浓度水煤浆制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高浓度水煤浆制备工艺，该工艺的特征在于：对原煤进行二级破碎，通过振动筛筛分为不同粒径的颗粒，分别进入两台磨机进行湿法研磨制浆，得到较宽粒度分布范围的料浆，1^#磨机出来的料浆经过滚筒筛过滤剔除掉大颗粒后与2^#磨机出来的料浆混合，在混浆罐中利用机械搅拌均质熟化后，得到浓度高、粘度低、状态稳定的水煤浆。这种制浆工艺的优势在于大大提高设备使用效率，降低磨机的能耗，粒度分布范围容易调节，满足多峰分布要求。

Description

一种高浓度水煤浆制备工艺

技术领域

本发明涉及水煤浆制备领域，特别涉及高效节能制备高浓度水煤浆的新工艺。

背景技术

水煤浆是上世纪70年代末80年代初应运而生的洁净煤技术之一。它是由一定粒度分布的煤、水和少量化学添加剂配制而成的一种浆体燃料。它具有石油一样的流动性，可以泵送、雾化和着火燃烧，可代替石油作为工业锅炉、电站锅炉、工业窑炉用燃料，也可以作为气化原料制合成气，加工下游化工产品。

经过30多年的发展历程，产生了多种较成熟的制浆工艺。如干法制浆工艺，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、中浓度磨矿结合制浆工艺等。其中，干法制浆因为对原料煤的水分有限制，且干法磨矿的能耗大，安全性及环境条件差，制浆效果不佳，因此单独使用干法制浆工艺已经被淘汰。干、湿法联合制浆工艺效果虽有所改善，但仍存在干法制浆的缺点，因此也很少使用。高浓度磨矿制浆工艺是目前国内外气化用水煤浆及燃料用水煤浆的制备厂家使用最广泛的一种工艺，这种工艺流程简单，制浆效果较好，可满足大多数煤炭制浆的需要，但在应用过程中也存在磨矿能力低，需精确掌握磨机的结构和运行参数，对操作条件要求高，而且只有一台磨机，调整水煤浆产品粒度分布有一定的局限性。中浓度磨矿工艺，高、中浓度磨矿结合制浆工艺具有磨矿能力高，粒度分布可调整的优点，但均需从一台磨机的磨矿产品中分出一部分料浆返回另一台磨机中再进行混浆研磨，而且还需经过过滤脱水及捏混环节，工艺较复杂。另外上述工艺均为一级破碎，粗细颗粒不进行分级，共同进入磨机，这样就降低了磨机的磨矿效率，加大了磨机的能耗，增加了制浆生产成本。

CN101173765A公开了一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的方法，其步骤包括：1)对低阶煤进行超细破碎；2)将破碎后的煤粒与水混合；3)对混合物进行湿式粗研磨，研磨后形成的煤浆中的煤粒粒径≤1000um；4)①将粗研磨后的煤浆总量的10％～30％与水按比例混合，然后对混合物进行湿式细研磨；②将湿式细研磨以外的湿式粗研磨后的煤浆直接送入过滤装置；5)将步骤4)①细研磨后的煤浆按以下方式处理：①将全部煤浆返回步骤3)进行循环粗研磨；或②将部分煤浆返回步骤3)进行循环粗研磨，将另一部分细研磨后的煤浆直接送入过滤装置；或③将全部煤浆直接送入过滤装置；6)将送入过滤装置的煤浆经过过滤网过滤，再高速搅拌、静置，或者低速搅拌后得到高浓度水煤浆产品。该技术存在：①采用一级超细破碎，破碎设备成本较高，操作复杂；②破碎后的粗细颗粒不进行分级，共同进入磨机，这样就降低了磨机的磨矿效率，加大了磨机的能耗，增加了制浆生产成本；③需从一台磨机的磨矿产品中分出一部分料浆返回另一台磨机中再进行混浆研磨，工艺较复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备高浓度、低粘度、料浆分散均匀能长期稳定静置的水煤浆新工艺，扩大制浆用煤范围，灵活调节制浆粒度级配，使设备得到高效利用，降低磨耗，达到节能目的，以解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明首先对原煤进行二级破碎，通过振动筛筛分为不同粒径的颗粒，然后分别进入两台磨机进行湿法研磨制浆，得到较宽粒度分布范围的料浆，1#磨机出来的料浆经过滚筒筛过滤剔除掉大颗粒后与2#磨机出来的料浆混合，在混浆罐中利用机械搅拌均质熟化后，得到浓度高、粘度低、状态稳定的水煤浆。

本发明采用的工艺步骤具体为：

a.原料煤经二级破碎后，通过振动筛对煤粒进行分级，筛分为＞5mm和≤5mm两种级别的煤粒；优选筛分为＞3mm和≤3mm两种级别的煤粒；

b.水、添加剂按煤量及预设煤浆浓度计算好用量，并通过管道混合器充分分散混合；

c.＞5mm(优选＞3mm)的大颗粒煤粒通过煤称量给料机给定煤量，并与水、添加剂溶液在管道中预混后进入1#磨机中进行研磨；≤5mm(优选≤3mm)的小颗粒煤粒通过煤称量给料机给定煤量，并与水、添加剂溶液在管道中预混后进入2#磨机中进行研磨；

d.1#磨机出来的料浆经过滚筒筛过滤剔除掉＞14目的大颗粒后与2#磨机直接出来的料浆混合进入混浆罐中。＞14目的大颗粒可返回二级破碎机中再进行破碎；

e.在混浆罐中利用机械搅拌进行强力剪切，使料浆均质熟化后得到高浓度水煤浆产品。

所述步骤a中的破碎设备可以采用常规的设备，优选一级破碎设备采用锤式破碎机、反击式破碎机或鄂式破碎机中的任意一种，二级破碎设备采用雷蒙磨或鄂式破碎机。一级破碎后，煤粒粒径一般为≤10mm；二级破碎后，80％(质量百分含量)以上的煤粒粒径≤5mm，60％(质量百分含量)以上的煤粒粒径≤3mm。

步骤b中的水为制浆厂当地工业用水，或可掺加0～30％(质量百分含量)的甲醇精馏产生的废水或COD≤40000mg/L的有机废水。可消耗掉甲醇厂或化工厂产生的一部分废水，减轻废水处理系统的压力。

步骤b中的添加剂包括但不限于：木质素磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物、腐殖酸盐、聚烯烃类、聚羧酸盐、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种，添加剂的加入量为煤干基的0.1％～1％(质量百分含量)。

步骤c中的1#、2#磨机包括但不限于：采用棒磨机、球磨机或振动磨机中的任意一种，且通过调节1#和2#两台磨机的处理量(入煤量)，或通过调节每台磨机的磨介配比，灵活控制煤浆粒度分布范围，实现多峰分布，提高堆积效率。1#磨机的入煤量∶2#磨机的入煤量通常为1～4∶1；1#磨机的大、中、小磨介重量比通常为2～4∶3～5∶2～4，2#磨机的大、中、小磨介重量比通常为2～4∶3～5∶2～4。

步骤d中的滚筒筛通常采用不锈钢编织形或条形焊接筛网，规格通常为(2mm～3mm)×20mm。

本发明的制浆工艺的优势在于大大提高设备使用效率，降低磨机的能耗，粒度分布范围容易调节，满足多峰分布要求。

附图说明

图1为水煤浆制备工艺流程图

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细的说明，以下仅为本发明的较佳实施例，不能以此限定本发明的范围。即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

实施例1

煤样来源：内蒙煤1#，其含水量为8.46％。

具体制浆过程如下：

a.利用锤式破碎机和雷蒙磨对煤块进行二级破碎，并通过振动筛筛分为＞3mm和≤3mm两种级别的煤粒。

b.水、添加剂按煤量60t/h、煤浆浓度为60％计算出所需水量和添加剂量，并通过管道混合器充分混合均匀。水中80％(质量百分含量)为内蒙当地工业用水，其余20％(质量百分含量)为甲醇精馏产生的废水。添加剂为木质素磺酸钠与萘磺酸甲醛缩合物按质量比6∶4复配，加入量为煤干基的0.5％(质量百分含量)。

c.＞3mm的大颗粒煤粒通过煤称量给料机给定用量，与水、添加剂溶液在入料口完全浸润后一起进入1#棒磨机中进行研磨；≤3mm的小颗粒煤粒通过煤称量给料机给定煤量，并与水、添加剂溶液在入料口完全浸润后进入2#球磨机中进行研磨；1#磨机的入煤量∶2#磨机的入煤量＝2∶1，1#磨机的大、中、小磨介重量比为3∶4∶3，2#磨机的大、中、小磨介重量比为3∶4∶3。

d.1#磨机出来的料浆经过滚筒筛过滤剔除掉＞14目的大颗粒后与2#磨机直接出来的料浆混合进入混浆罐中；＞14目的大颗粒返回二级破碎机中再进行破碎。

e.在混浆罐中利用机械搅拌进行强力剪切，使煤浆均质熟化后得到高浓度水煤浆产品。

本实施例制备的水煤浆产品性能为：

实施例2

煤样来源：内蒙煤2#，其含水量为11.02％。

具体制浆过程如下：

a.利用反击式破碎机和鄂式破碎机对煤块进行二级破碎，并通过振动筛筛分为＞3mm和≤3mm两种级别的煤粒；

b.水、添加剂按煤量70t/h、煤浆浓度为58％计算出所需水量和添加剂量，并通过管道混合器充分混合均匀。水中80％(质量百分含量)为内蒙当地工业用水，其余20％(质量百分含量)为农药厂产生的有机废水(COD＝30000mg/L)。添加剂为木质素磺酸钠，加入量为煤干基的0.2％；

c.＞3mm的大颗粒煤粒通过煤称量给料机给定用量，与水、添加剂溶液在入料口完全浸润后一起进入1#棒磨机中进行研磨；≤3mm的小颗粒煤粒通过煤称量给料机给定煤量，并与水、添加剂溶液在入料口完全浸润后进入2#振动磨机中进行研磨；1#磨机的入煤量∶2#磨机的入煤量＝1∶1，1#磨机的大、中、小磨介重量比为3∶4∶3，2#磨机的大、中、小磨介重量比为3∶4∶3；

d.1#磨机出来的料浆经过滚筒筛过滤剔除掉＞14目的大颗粒后与2#磨机直接出来的料浆混合进入混浆罐中；＞14目的大颗粒返回二级破碎机中再进行破碎。

e.在混浆罐中利用机械搅拌进行强力剪切，使煤浆均质熟化后得到高浓度水煤浆产品。

本实施例制备的水煤浆产品性能为：

实施例3

煤样来源：陕西精煤，其含水量为5.18％。

具体制浆过程如下：

a.利用锤式破碎机和雷蒙磨对煤块进行二级破碎，并通过振动筛筛分为＞5mm和≤5mm两种级别的煤粒；

b.水、添加剂按煤量60t/h、煤浆浓度为65％计算出所需水量和添加剂量，并通过管道混合器充分混合均匀。水全部为工业生产用水。添加剂为木质素磺酸钠与聚羧酸钠盐按质量比8∶2复配，加入量为煤干基的0.5％；

c.＞5mm的大颗粒煤粒通过煤称量给料机给定用量，与水、添加剂溶液在入料口完全浸润后一起进入1#球磨机中进行研磨；≤5mm的小颗粒煤粒通过煤称量给料机给定煤量，并与水、添加剂溶液在入料口完全浸润后进入2#棒磨机中进行研磨；1#磨机的入煤量∶2#磨机的入煤量＝2∶1，1#磨机的大、中、小磨介重量比为3∶4∶3，2#磨机的大、中、小磨介重量比为3.2∶4.1∶2.7；

d.1#磨机出来的料浆经过滚筒筛过滤剔除掉＞14目的大颗粒后与2#磨机直接出来的料浆混合进入混浆罐中；＞14目的大颗粒返回二级破碎机中再进行破碎。

e.在混浆罐中利用机械搅拌进行强力剪切，使煤浆均质熟化后得到高浓度水煤浆产品。

本实施例制备的水煤浆产品性能为：

实施例4

煤样来源：山东煤，其含水量为2.35％。

具体制浆过程如下：

a.利用鄂式破碎机和雷蒙磨对煤块进行二级破碎，并通过振动筛筛分为＞5mm和≤5mm两种级别的煤粒；

b.水、添加剂按煤量65t/h、煤浆浓度为70％计算出所需水量和添加剂量，并通过管道混合器充分混合均匀。水中85％(质量百分含量)为山东当地工业用水，其余15％(质量百分含量)为甲醇精馏产生的废水。添加剂为萘磺酸甲醛缩合物，加入量为煤干基的0.5％。

c.＞5mm的大颗粒煤粒通过煤称量给料机给定用量，与水、添加剂溶液在入料口完全浸润后一起进入1#棒磨机中进行研磨；≤5mm的小颗粒煤粒通过煤称量给料机给定煤量，并与水、添加剂溶液在入料口完全浸润后进入2#球磨机中进行研磨；1#磨机的入煤量∶2#磨机的入煤量＝1∶1，1#磨机的大、中、小磨介重量比为2.8∶3.9∶3.3，2#磨机的大、中、小磨介重量比为3.1∶4.1∶2.8；

d.1#磨机出来的料浆经过滚筒筛过滤剔除掉＞14目的大颗粒后与2#磨机直接出来的料浆混合进入混浆罐中；＞14目的大颗粒返回二级破碎机中再进行破碎。

e.在混浆罐中利用机械搅拌进行强力剪切，使煤浆均质熟化后得到高浓度水煤浆产品。

本实施例制备的水煤浆产品性能为：

Claims (10)

1.一种高浓度水煤浆制备工艺，包括：

a.原料煤经二级破碎后，通过振动筛对煤粒进行分级，筛分为＞5mm和≤5mm两种级别的煤粒；

b.水、添加剂按煤量及预设煤浆浓度计算好用量，并分散混合；

c.＞5mm的大颗粒煤粒通过煤称量给料机给定煤量，并与水、添加剂溶液预混后进入1#磨机中进行研磨；≤5mm的小颗粒煤粒通过煤称量给料机给定煤量，并与水、添加剂溶液预混后进入2#磨机中进行研磨；

d.1#磨机出来的料浆经过滚筒筛过滤剔除掉大颗粒后与2#磨机直接出来的料浆混合进入混浆罐中，大颗粒返回二级破碎机中再进行破碎；

e.在混浆罐中搅拌，使料浆均质熟化后得到高浓度水煤浆产品。

2.根据权利要求1所述工艺，其特征在于：步骤a中筛分为＞3mm和≤3mm两种级别的煤粒。

3.根据权利要求1或2所述工艺，其特征在于：步骤a中的一级破碎设备采用锤式破碎机、反击式破碎机或鄂式破碎机，二级破碎设备采用雷蒙磨或鄂式破碎机。

4.根据权利要求1所述工艺，其特征在于：步骤a中一级破碎后，煤粒粒径≤10mm；二级破碎后，质量百分含量80％以上的煤粒粒径≤5mm，质量百分含量60％以上的煤粒粒径≤3mm。

5.根据权利要求1或2所述工艺，其特征在于：步骤b中的添加剂为木质素磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物、腐殖酸盐、聚烯烃类、聚羧酸盐、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。

6.根据权利要求1或2所述工艺，其特征在于：步骤b中添加剂的加入量为煤干基质量百分含量0.1％～1％。

7.根据权利要求1～6所述任意一项工艺，其特征在于：步骤b中的水为工业用水掺加质量百分含量为0～30％的甲醇精馏产生的废水或COD≤40000mg/L的有机废水。

8.根据权利要求1～7所述任意一项工艺，其特征在于：步骤c中的1#和/或2#磨机采用棒磨机、球磨机或振动磨机。

9.根据权利要求1～8所述任意一项工艺，其特征在于：1#磨机的入煤量∶2#磨机的入煤量为1～4∶1。

10.根据权利要求1～9所述任意一项工艺，其特征在于：1#磨机的大、中、小磨介重量比为2～4∶3～5∶2～4；2#磨机的大、中、小磨介重量比为2～4∶3～5∶2～4。

Images