CN102344839A - 一种高浓度改质褐煤水煤浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高浓度改质褐煤水煤浆及其制备方法，包括褐煤的改质方法和改质后的褐煤制浆方法。使用该发明制备的褐煤水煤浆成浆浓度可以提升到56％以上，同时表观粘度在1000mPa·s以下，无需添加稳定剂，长时间放置不会产生硬沉淀，同时具有良好的流动性，适合泵送；而且改质和制备方法简单，首先将褐煤进行低温热解处理改质，然后改质褐煤和少量分散剂按计算配比进行干磨，再加入一定量的水进行湿磨制浆即可。使用该发明所制备的高浓度改质褐煤水煤浆可用作燃料燃烧或大规模高效气流床气化原料。这样不仅可以扩展气流床煤气化的原料种类，而且还能使我国储量丰富的褐煤得以高效清洁的利用，有效地减少有害气体的排放。

Description

一种高浓度改质褐煤水煤浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高浓度改质褐煤水煤浆及其制备方法，属洁净煤技术应用领域。
背景技术
水煤浆是一种新型低污染代油燃料，其保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性，可以泵送、雾化、贮存与稳定着火燃烧，两吨左右水煤浆可替代一吨燃料油，使用其作为原料的水煤浆气化技术是当前被广泛采用的用于工业化生产的煤气化技术。
目前，作为商业化生产水煤浆的原料主要是变质程度较高的烟煤，烟煤通过研磨，获得最佳的粒度级配，加入化学添加剂可以制成浓度在70％以上的水煤浆。
我国拥有庞大的褐煤资源，而褐煤经历的煤化作用时间较短，使褐煤的致密度低于烟煤，有较大的孔隙率，内部细孔丰富，孔隙内的内在水分较多，其煤核结构支链上羧基、羟基、羰基等含氧官能团较多，褐煤的这些特征使褐煤不经处理难以直接制取高浓度，低粘度的水煤浆。
发明内容
本发明的目的是提供一种高浓度改质褐煤水煤浆的制备方法，从而实现褐煤的清洁高效利用。本发明采用先对水洗或酸洗后褐煤改质，利用改质后的褐煤制备出成浆浓度高，具有良好的稳定性和流动性的水煤浆，避免了褐煤直接制浆浓度低，流动性差的缺点。
本发明的目的是通过下列技术方案实现的：
一种高浓度改质褐煤水煤浆的原料组成(质量百分比)为：54～64％改质褐煤，0.5～3％的分散剂，33～45.5％的水。
制备高浓度改质褐煤水煤浆所用的分散剂是萘磺酸盐及其缩合物、聚羧酸盐、木质素磺酸盐中的任意一种或几种。
褐煤改质方法如下：用水或盐酸浸泡褐煤24～48h，磨碎并筛分至5-40目，放入反应器内。用氮气将反应器中的空气排净。升温速率保持为5-30℃/min，加热到300-450℃，恒温2-4h。改质后固体产物提质煤在反应器内。
水煤浆的制备方法包括以下步骤：
(1)称取一定量的改质褐煤和定量的分散剂进行干法研磨1-200分钟后。再加入定量的水，进行湿磨，时间为1-200分钟；
(2)将研磨好的浆料进行湿筛分1-100分钟，以除去少量未磨碎的大颗粒，得到具有一系列粒度分布的浆料。然后使用机械搅拌1-200min，即制得水煤浆。
本发明操作简单，产生的污染少，工业前景好。该制备方法具有提高褐煤水煤浆的成浆性的优点及效果，成浆浓度可以提高到56％以上，同时表观粘度在1000mPa·s以下，无需添加稳定剂，长时间放置不会产生硬沉淀，并且流动性很好，适合泵送。
本发明所制备的高浓度改质褐煤水煤浆可用作燃料燃烧或大规模高效气流床气化原料。这样不仅可以扩展气流床煤气化的原料种类，而且还能使我国储量丰富的褐煤得以高效清洁的利用，有效的减少有害气体的排放。
具体实施方式
以下结合两个具体实施例作进一步详述，对本发明作进一步的说明，但本发明不局限于以下实施例。
实施例1
1.原料
(1)褐煤
(2)分散剂(木质素磺酸钠)
(3)水
2.制备
(1)褐煤改质
将褐煤用水浸泡48h后，取出烘干，除去5-40目的褐煤放入反应器内。用氮气将反应器中的空气排净。升温速率保持为10℃/min，加热到400℃，恒温3h。改质后固体产物提质煤在反应器内。
(2)煤浆制备
称取一定量的改质褐煤(100份)，分散剂(1份)和水(84份)的质量。将分散剂和改质煤一起干磨10分钟，再加入称好的水，继续研磨10分钟。将浆料用过40目筛，以除去少量未磨碎的大颗粒，得到具有一系列粒度分布的水煤浆。然后浆体使用机械搅拌15min，即制得高浓度改质褐煤水煤浆。
3.产品性能指标
(1)外观形状------灰黑色浆体。25℃下，表观粘度在1000mPa·s以下(923mPa·s)，有良好的流动性，流体呈假塑性，可泵送
(2)固含率(重量％)------54
(3)可稳定放置4天不产生硬沉淀
(4)改质产率------74％
实施例2
1.原料
(1)褐煤
(2)分散剂(甲基萘磺酸钠甲醛缩合物)
(3)水
(4)盐酸(10％)
2.制备
(1)褐煤改质
将褐煤用盐酸浸泡24h后，用水洗涤2遍并取出烘干，除去5-40目的褐煤放入反应器内。用氮气将反应器中的空气排净。升温速率保持为10℃/min，加热到400℃，恒温3h。改质后固体产物提质煤在反应器内。
(2)煤浆制备
称取一定量的改质褐煤(100份)，分散剂(1份)和水(75份)的质量。将分散剂和改质煤一起干磨10分钟。然后再加入称好的水，继续研磨10分钟。将浆料过40目筛，以除去少量未磨碎的大颗粒，得到具有一系列粒度分布的水煤浆。然后浆体使用机械搅拌15min，即制得高浓度改质褐煤水煤浆。
3.产品性能指标
(1)外观形状------灰黑色浆体。25℃下，表观粘度在1000mPa·s以下(763mPa·s)，有良好的流动性，流体呈假塑性，可泵送
(2)固含率(重量％)------57
(3)可稳定放置36h不产生硬沉淀
(4)改质产率------70％

Claims (6)

1.一种高浓度改质褐煤水煤浆，其特征在于其原料组成(质量百分比)为：54～64％改质褐煤，0.5～3％的分散剂，33～45.5％的水。
2.如权利要求1所述的高浓度改质褐煤水煤浆，其特征在于，所述的分散剂是萘磺酸盐及其缩合物、聚羧酸盐、木质素磺酸盐中的任意一种或几种。
3.如权利要求1所述的高浓度改质褐煤水煤浆，其特征在于，所述的褐煤改质方法如下：将磨碎并筛分(5-40目)的褐煤放入到反应器内，用氮气将反应器中的空气排净。升温速率保持为5-30℃/min，加热到300-450℃，恒温2-4h，改质后固体产物提质煤在反应器内。
4.如权利要求1所述的高浓度改质褐煤水煤浆，其特征在于，在褐煤改质前需用水或盐酸浸泡褐煤24～48h。
5.如权利要求1～4任一项所述的高浓度改质褐煤水煤浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先将褐煤破碎成直径小于5mm的颗粒，除去40目以下的褐煤，在放入反应器内进行改质；
(2)称取一定量的改质褐煤和定量的分散剂进行干法研磨1-200分钟后。再加入定量的水，进行湿磨，时间为1-200分钟；
(3)将研磨好的浆料进行湿筛分1-100分钟，以除去少量未磨碎的大颗粒，得到具有一系列粒度分布的浆料。然后使用机械搅拌1-200min，即制得水煤浆。
6.如权利要求1～4任一项所述的高浓度改质褐煤水煤浆的应用，其特征在于，可以作为气流床气化燃料。
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