CN105062583A - 一种干燥煤粉与半焦配合制备气化水煤浆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种干燥煤粉与半焦配合制备气化水煤浆的方法，适用于采用褐煤干燥和热解加工提高褐煤水煤浆浓度的工艺过程。本方法以制备高浓度褐煤水煤浆为目标，将干燥产物和热解产物分级优化配制成浆，水煤浆浓度达到59～65％。获得高浓度褐煤水煤浆的原理在于：干燥煤粉的可磨性较差而活性较高，适于作为制浆原料的粗粉组分，可有效提高水煤浆浓度；半焦的成浆性已得到较大改善且可磨性良好，但反应性稍差，适于作为制浆原料的细粉组分。干燥褐煤粉作为制浆粗粉组分可避免干燥褐煤成浆性较差的缺陷，降低了磨矿能耗，且由于反应性良好，无需因粒度增加而延长气化反应时间。同时，水煤浆中粗、细颗粒在气流床中的气化时间相近，碳损失率低。

Description

一种干燥煤粉与半焦配合制备气化水煤浆的方法

技术领域

本发明涉及一种干燥煤粉与半焦配合制备气化水煤浆的方法，属于煤的高值化、清洁利用领域。

背景技术

褐煤热提质包括干燥和热解。通过干燥可降低褐煤水分；通过热解可降低褐煤挥发分，使褐煤的热值和稳定性提高。褐煤经干燥后成浆性有所提高，但不能满足气化水煤浆的浓度要求；褐煤经热解后成浆性提高较大，但褐煤热解需要原料具有一定的块度。由于褐煤自身煤质的特殊性，褐煤在干燥、热提质过程中会发生较严重的碎裂、粉化现象，使干燥和热解产物中存在大量的粉化产物。干燥过程通常作为热解工艺的预处理阶段，干燥产物则作为热解加工的中间体，大量的干燥煤粉使后续的热解加工过程难以进行；若将干燥煤粉作为产品，由于不易储存和运输，易燃易爆，严重影响了褐煤提质工艺的经济性和安全性。

水煤浆技术“以煤代油”的洁净煤技术之一。随着我国以煤气化为龙头的煤化工产业的不断发展，对气化水煤浆的需求增加。水煤浆原料中要求粒度小于200目的粒度组分占一定比例，形成合理的粗-细粉配比。褐煤干燥后的产物中碎裂或粉化的细颗粒较多。干燥褐煤经筛分后可得到高达50％的碎裂和粉化产物(粒度＜6mm，简称干燥粉)。大量的干燥粉储运困难，使热提质工艺过程难于顺利运行。干燥褐煤的成浆性较差，一般干燥褐煤的水煤浆浓度为53～56％，直接制浆不能满足气化水煤浆浓度要求。褐煤经热解后成浆性可大幅提高，一般大于60％。将干燥过程产生的干燥煤粉与半焦产物进行合理级配后，可显著提高褐煤的整体成浆浓度，制得符合气流床气化要求的高品质水煤浆。另一方面，褐煤热提质过程会产生大量废水，其氨氮含量高，净化处理成本大，使褐煤热提质工艺的经济性降低。利用褐煤干燥粉化产物和半焦并添加废水共同制浆，不仅提高褐煤整体成浆浓度，还可以效解决污水处理成本高，水排放污染问题，并避免干燥粉对热提质工艺过程的不利影响及储运过程的危险性。

发明内容

本发明目的在于提高褐煤的整体成浆浓度，充分利用热解过程产生的废水，解决干燥煤粉难于加工利用及储运的安全性问题。对于褐煤热提质过程中产生的两种主要产品：干燥褐煤和半焦进行分级合理配置，并利用提质过程产生的废水制备气化水煤浆。

为达到上述目的，本发明利用干燥煤粉与半焦配合制备气化水煤浆的方法解决方案是：

褐煤的热提质过程分为干燥和热解两个阶段。干燥阶段所得的干燥产物经筛分后，分离出干燥粉(粒度小于6mm)；将干燥块煤(粒度大于6mm)的筛分产物加入反应器继续进行热解并获得半焦。以褐煤干燥粉及半焦为原料制备气化水煤浆，其中干燥粉作为制浆原料的粗粉组分：褐煤干燥粉保留了原煤高的反应活性，较大颗粒的干燥粉可有效提高成浆浓度，而不影响水煤浆的气化活性。半焦作为制浆原料的细粉组分：较小颗粒的半焦与干燥煤粗粉组分形成良好级配，且半焦活性略低于干燥煤，混配后获得的粗、细颗粒在气流床中的气化时间相近，有利于反应完全，而减少碳损失率。另一方面，半焦的可磨性良好，更易于制成细粉，降低磨矿能耗，提高经济性；干燥煤粉的反应性良好，作为大大颗粒的粗组分可有效提高水煤浆浓度而不影响反应性。

附图说明

图1为本发明干燥煤粉与半焦配合制备气化水煤浆示意流程图。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1

取100～200℃干燥后的褐煤进行筛分，获得小于6mm的干燥粉。将小于6mm的干燥粉干煤粉进一步破碎研磨至其中小于0.075mm的粒级占34.9％，其空气干燥基水分为9.2％，作为制浆粗粉原料。将大于6mm的干燥煤块继续在500～600℃条件下热解，获得半焦。将半焦进一步破碎研磨至小于0.075mm的粒级占74.0％，其空气干燥基水分为3.5％，作为制浆细粉原料。按照质量比取上述粗粉60％和上述细粉40％，添加占干燥基粗、细煤粉总质量1.0％的萘系分散剂，加入占水煤浆总质量32％的热解工艺废水，搅拌均匀，制得浓度为62.3％的水煤浆，表观粘度为1205mPa·s。水煤浆气化后无残碳。

实施例2

取180～280℃干燥后的褐煤进行筛分，获得小于3mm的干燥粉。将小于3mm的干煤粉进一步破碎、研磨至其中小于0.075mm的粒级占30.2％，其空气干燥基水分为6.1％，作为制浆粗粉原料。将大于3mm的干燥煤块继续在500～700℃条件下热解，获得半焦。将半焦进一步破碎、研磨至其中小于0.075mm的粒级占84.8％，其空气干燥基水分为4.5％，作为制浆细粉原料。按照质量比取上述粗粉50％和上述细粉50％，添加占干燥基粗、细煤粉总质量1.2％的萘系分散剂，加入占水煤浆总质量37％的热解工艺废水，搅拌均匀，制得浓度为59％的水煤浆，表观粘度为1146mPa·s。水煤浆气化后无残碳。

实施例3

将褐煤在120～200℃干燥后进行筛分，获得小于6mm的干燥粉。将小于6mm的干燥粉进一步破碎、研磨至其中小于0.075mm的粒级占45.1％，其空气干燥基水分为12.2％，作为制浆粗粉原料。将大于6mm的干燥煤继续在500～700℃条件下热解，获得半焦。将半焦进一步破碎、研磨，使其中小于0.075mm的粒级占88.3％，其空气干燥基水分为1.0％，作为制浆细粉原料。按照质量比取上述粗粉55％和上述细粉45％，添加占干燥基粗、细煤粉总质量1.2％的萘系分散剂，加入占水煤浆总质量35％的新水，搅拌均匀，制得浓度为59.2％的水煤浆，表观粘度为1158mPa·s。水煤浆气化后无残碳。

实施例4

将褐煤在100～280℃干燥后进行筛分，获得小于3mm的干燥粉。将小于3mm的干燥粉进一步破碎研磨，其中小于0.075mm的粒级占42.4％，其空气干燥基水分为14.8％，作为制浆粗粉原料。将大于3mm的干燥煤继续在500～700℃条件下热解，获得半焦。将半焦进一步破碎、研磨，其中小于0.075mm的粒级占60.0％，其空气干燥基水分为4.9％，作为制浆细粉原料。按照质量比取上述粗粉70％和上述细粉30％，添加占干燥基粗、细煤粉总质量1.2％的萘系分散剂，加入占水煤浆总质量29％的新水，搅拌均匀，制得浓度为61.4％的水煤浆，表观粘度为1108mPa·s。水煤浆气化后无残碳。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.褐煤原煤经过干燥后筛分得到小于6mm的筛下物，筛下物为干燥煤粉，占全部干燥产物的30～50％。经筛分后还得到大于6mm的筛上物，筛上物为干燥块煤。将大于6mm的筛上物继续投入热解炉热解，得到半焦，并收集干燥和热解过程的剩余水(废水)。将所获得的干燥煤粉(＜6mm)研磨制备成水煤浆用的粗粉原料；再将半焦研磨制备成水煤浆用的细粉原料。利用剩余水(或外加新水)、粗粉和细粉原料配制成气化水煤浆。

2.根据权利要求1所描述的一种干燥煤粉与半焦配合制备气化水煤浆的方法，其特征是干燥煤粉被进一步破碎、研磨，制备成水煤浆粗粉原料，其中小于0.075mm的粒级占30～45％；半焦经过破碎、研磨，制备成水煤浆细粉原料，其中小于0.075mm的粒级占60～85％。

3.根据权利要求1或2所描述一种干燥煤粉与半焦配合制备气化水煤浆的方法，其特征是按照不同质量比将制浆粗粉原料与制浆细粉原料混合，混合物中制浆粗粉原料配入的比例为50～70％，制浆细粉原料配入50～30％。

4.根据权利要求1或2所描述的一种干燥煤粉与半焦配合制备气化水煤浆的方法，制浆粗粉原料的空气干燥基水分为6.1～14.8％。

5.根据权利要求1或2所描述的一种干燥煤粉与半焦配合制备气化水煤浆的方法，制浆细粉原料的空气干燥基水分为1.0～5.0％。

6.根据权利要求1、2、3所描述的一种干燥煤粉与半焦配合制备气化水煤浆的方法，制浆粗粉和细粉原料混合物中加入一定量的热解过程所产生的废水，并加入一定量的萘系、腐殖酸系或木质素系分散剂，搅拌均匀，制得水煤浆浓度为59～65％。