CN106085524A - 气化用水煤浆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种气化用水煤浆的制备方法。该制备方法包括：步骤S1，对煤泥进行加水稀释，得到煤泥浆；步骤S2，向煤泥浆中加煤及水混合，得到混合煤浆；步骤S3，对混合煤浆进行研磨，得到气化用水煤浆。通过先将对煤泥进行加水稀释制备成煤泥浆便于实现运输，然后再通过添加煤及水混合制备成混合煤浆，最后通过研磨即可得到气化用水煤浆。上述制备方法通过先稀释再补煤调整产物中煤浓度的方式制备成合适浓度的气化用水煤浆，不仅便于根据实际利用距离的需要实现对煤泥的运输，而且能够制备成燃烧值相对较高的气化用水煤浆，提高了煤泥利用的经济性。
Description
技术领域
本发明涉及洁净煤技术领域，具体而言，涉及一种气化用水煤浆的制备方法。
背景技术
随着近几十年我国经济高速发展，目前我国煤炭产量和消费量已跃居世界首位。煤泥是煤炭洗选过程中的一种废弃物，产量约为入洗原煤的10％～20％。近年来随着我国原煤的入选比例的不断提高以及煤炭开采方式的转变，煤泥的产量也明显上升。煤泥由于颗粒较细，水分高，粘性大，不易贮存与运输，而且它遇水即流失，风干即飞扬，是矿区的主要污染源之一。如何高效利用煤泥资源，同时解决其带来的环境污染问题，是全国各煤矿选煤厂共同关心的问题。
20世纪80年代以前，民用是煤泥的主要出路。但随着煤泥产量的剧增，煤价以及对煤炭资源进行综合利用要求的提高，锅炉燃烧已成为其主要利用方式。选煤过程中产生的煤泥，一般采用离心脱水、压滤等办法将其回收，滤液水返回选煤系统循环利用。煤泥含水量高通常在30％左右，正是其含水高导致其热值较低，在掺入锅炉燃烧时造成排烟温度升高，锅炉效率下降。另外其难以运输和存储的特性也是目前煤泥工业利用的面临重要难题。
水煤浆气化技术是将煤和水制备成浓度60％左右的水煤浆作为气化原料，水煤浆进入气化炉与氧气在高温、高压下进行气化反应生产水煤气的过程。煤气化是煤炭清洁高效利用的重要途径，是现代煤化工的龙头单元。
因此，如何提供一种适于运输和存储的煤泥的清洁利用途径是目前煤泥利用中亟待解决的一大难题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种气化用水煤浆的制备方法，以解决现有技术中煤泥难以实现长距离的清洁利用的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种气化用水煤浆的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，对煤泥进行加水稀释，得到煤泥浆；步骤S2，向煤泥浆中加煤及水混合，得到混合煤浆；步骤S3，对混合煤浆进行研磨，得到气化用水煤浆。
进一步地，步骤S2包括：步骤S21，将煤泥浆通过管道输送至目的位置；步骤S22，在目的位置处向煤泥浆中补加煤和水，得到混合煤浆。
进一步地，在步骤S1之后，以及步骤S2之前，制备方法还包括将煤泥浆置于带有搅拌装置的存储槽中的步骤。
进一步地，步骤S21包括：利用煤浆泵将煤泥浆通过管道输送至距离为0.5～500公里的目的位置。
进一步地，步骤S1中还包括在对煤泥进行加水稀释的同时加添加剂进行搅拌的步骤。
进一步地，添加剂选自木质素、萘磺酸甲醛聚合物、木质素磺酸盐和聚羧酸盐中的一种或多种。
进一步地，在步骤S1中，煤泥浆中煤泥的质量浓度为35～55％。
进一步地，步骤S3包括：将混合煤浆置于湿式棒磨机中进行研磨，得到气化用水煤浆。
进一步地，气化用水煤浆中煤的质量浓度为55～65％。
进一步地，煤泥选自洗煤厂经过压滤或离心脱水的含水量在35％以下且粒度小于1mm的煤泥。
应用本发明的技术方案，通过先将对煤泥进行加水稀释制备成煤泥浆便于实现运输，然后再通过添加煤及水混合制备成混合煤浆，最后通过研磨即可得到气化用水煤浆。上述制备方法通过先稀释再补煤调整产物中煤浓度的方式制备成合适浓度的气化用水煤浆，不仅便于根据实际利用距离的需要实现对煤泥的运输，而且能够制备成燃烧值相对较高的气化用水煤浆，提高了煤泥利用的经济性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的一种优选的实施例中气化用水煤浆的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
如背景技术部分所提到的，现有技术中对细煤泥的利用方法尽管好多都是制备成水煤浆进行清洁利用，但基本都是对煤泥的现场利用或短距离利用，而难以实现对煤泥的长距离运输或存储，进而实现长距离的清洁利用。为了改善现有技术的这一缺陷，在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种气化用水煤浆的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，对煤泥进行加水稀释，得到煤泥浆；步骤S2，向煤泥浆中加煤及水混合，得到混合煤浆；步骤S3，对混合煤浆进行研磨，得到气化用水煤浆。
本申请的上述制备方法，通过先将对煤泥进行加水稀释制备成煤泥浆便于实现运输，然后再通过添加煤及水混合制备成混合煤浆，最后通过研磨即可得到气化用水煤浆。上述制备方法通过先稀释再补煤调整产物中煤浓度的方式制备成合适浓度的气化用水煤浆，不仅便于根据实际利用距离的需要实现对煤泥的运输，而且能够制备成燃烧值相对较高的气化用水煤浆，提高了煤泥利用的经济性。
在上述制备方法中，步骤S1通过加水稀释能够将块状或膏状的煤泥稀释成流动性较好的煤泥浆，因而便于实现运输。当然，如果利用位置无需对煤泥进行长距离运输，则直接进行步骤S2即可。为了进一步提高长距离清洁利用煤泥，在本申请一种优选的实施例中，上述步骤S2包括：步骤S21，将煤泥浆通过管道输送至目的位置；步骤S22，在目的位置处相煤泥浆中补加煤和水，得到混合煤浆。
加水稀释得到的水煤浆浓度降低粘度下降从而利于实现管道运输。至于稀释后合适运输的具体粘度可以根据运输量和管道长度进行适当调整。在本申请一种优选的实施例中，加水稀释后得到的煤泥浆中煤泥的质量浓度为35～55％。经过性质分析该浓度范围下的煤泥浆更适合长距离(≥500米)管道输送。
上述制备方法中，经过稀释即可提高了长距离运输的可能性。为了进一步提高煤泥浆在实际运输过程中煤泥浆性质的稳定性和量的连续性，在本申请一种优选的实施例中，在步骤S1之后以及步骤S2之前，上述制备方法还包括将煤泥浆置于带有搅拌装置的存储槽中的步骤。
上述稀释步骤在实际操作中，根据实际煤泥粘结强度的高低，选择在搅拌桶或者搅拌器内经过初步搅拌或者强力搅拌，只要使稀释后的煤泥浆浓度降低达到可以运输的流动性即可。从减少工艺步骤降低能耗的角度考虑，为防止运输过程中煤泥浆浓度不均匀而导致运输不畅或者导致性质不稳定，因而将其储存于带有搅拌装置的存储槽中，便于维持稀释后的煤泥浆的浓度均匀性及流动稳定性，为后续制备气化用水煤浆提供稳定的煤泥浆原料，进而使得所制备的气化用水煤浆性能稳定。
上述稀释后的煤泥浆的浓度影响其输送效率，从输送效率以及对煤泥的利用经济性能考虑，并非将煤泥输送的距离越远越好，而是在合适的距离范围内经济性能最高。在本申请一种优选的实施例中，上述步骤S21包括：利用煤浆泵将煤泥浆通过管道输送至距离为0.5～500公里的目的位置。将输送管道的输送距离控制在上述公里范围内，既能改善目前煤泥难以实现长距离清洁利用的难题，又不至于降低煤泥回收利用的经济性能。
在上述制备方法，步骤S1中加水稀释已经能够实现降低煤泥粘度提高可输送性能。为了进一步降低煤泥浆的粘度、提高其稳定性，在一种优选的实施例中还包括在对煤泥进行加水稀释的同时加添加剂进行搅拌的步骤。具体使用的添加剂为可以为市场上可获得的分散剂、稳定剂或其混合物，包括但不仅限于木质素、萘磺酸甲醛聚合物、木质素磺酸盐和聚羧酸盐中的一种或多种。具体添加的种类或多少可以根据煤泥浆的性质和输送距离进行合理选择。
在上述制备方法，步骤S3是根据气化用水煤浆对煤的粒度要求进行研磨的步骤，可以在现有的磨矿设备中选择合适的设备进行研磨。在本申请一种优选的实施例中，上步骤S3包括：将混合煤浆置于湿式棒磨机中进行研磨，得到气化用水煤浆。采用湿式棒磨机进行研磨，具有能耗低、磨矿细、出料均匀的优势。
上述制备方法中，通过先稀释降低煤泥浓度降低其粘度来提高流动性，而后为了使煤泥利用具有可行性或提高利用的经济性能，而通过补加煤的方式来提目标煤浆的质量浓度将其制备成可用于气化的水煤浆，不仅解决煤泥的运输问题，而且提高了煤泥用作气化原料的经济性。具体的气化用水煤浆中煤的质量浓度可以根据实际需要进行合理调整，而不必仅限于煤泥的浓度。在实际生产中，可以根据煤泥浆的具体浓度、流量以及进入磨煤机的煤量，适当调整补充一定的水量，以调节最终水煤浆的浓度。从煤泥输送的可行性和气化的经济性考虑，本申请的气化用水煤浆中煤(干基)的质量浓度优选为55～65％。
上述制备方法中，煤泥可以是任意种类的煤炭选洗过程中产生的废弃物，包括但不仅限于洗煤厂经过压滤或离心脱水的含水量在35％以下且粒度小于1mm的煤泥。通过选择上述煤泥作为原料，不仅解决了煤泥污染环境的问题，而且还减少了能耗，提高了能源利用率和利用清洁度。
下面将结合具体的实施例来进一步说明书本申请的有益效果。
实施例1
如附图1所示，来自洗煤厂含水量26％、粒度80％小于0.5mm的煤泥01，通过皮带11送入搅拌器04，与水槽02中的水及添加剂03(木质素)一起进行搅拌，平均搅拌时间为15分钟，搅拌后的煤泥浆浓度为50％。
搅拌后的煤泥浆通过第一输送管道12进入储槽05。然后用煤泥浆泵06将储槽05中的煤泥浆通过第二输送管道13送入湿式棒磨机08中，第二输送管道13的长度为2km。输送入棒磨机08中的煤泥浆与来自煤仓07中的煤及水槽02中的水一起研磨，最终制成浓度为61％的水煤浆通过第三输送管道14送入水煤浆气化炉09中。
实施例2
如附图1所示，来自洗煤厂含水量31％、粒度95％小于1mm的煤泥01，通过皮带11送入搅拌器04，与水槽02中的水一起进行搅拌。平均搅拌时间为20分钟，搅拌后的煤泥浆浓度为40％。
搅拌后的煤泥浆通过第一输送管道12进入储槽05。然后用煤浆泵06将储槽05中的煤浆通过第二输送管道13打入湿式棒磨机08中，第二输送管道13的长度为500km。输送入棒磨机08中的煤泥浆与来自煤仓07中的煤及水槽02中的水一起研磨，最终制成浓度为60％的水煤浆送入气化炉09中。
实施例3
如附图1所示，来自洗煤厂含水量28％、粒度95％小于1mm的煤泥01，通过皮带11送入搅拌器04，与水槽02中的水及添加剂03(木质素磺酸盐)一起进行搅拌。平均搅拌时间为20分钟，搅拌后的煤泥浆浓度为35％。
搅拌后的煤泥浆通过第一输送管道12进入储槽05。然后用煤浆泵06将储槽05中的煤浆通过第二输送管道13打入湿式棒磨机08中，第二输送管道13的长度为0.5km。输送入棒磨机08中的煤泥浆与来自煤仓07中的煤及水槽02中的水一起研磨，最终制成浓度为55％的水煤浆送入气化炉09中。
实施例4
如附图1所示，来自洗煤厂含水量31％、粒度95％小于1mm的煤泥01，通过皮带11送入搅拌器04，与水槽02中的水及添加剂03(萘磺酸甲醛聚合物)一起进行搅拌。平均搅拌时间为20分钟，搅拌后的煤泥浆浓度为55％。
搅拌后的煤泥浆通过第一输送管道12进入储槽05。然后用煤浆泵06将储槽05中的煤浆通过第二输送管道13打入湿式棒磨机08中，第二输送管道13的长度为100km。输送入棒磨机08中的煤泥浆与来自煤仓07中的煤及水槽02中的水一起研磨，最终制成浓度为65％的水煤浆送入气化炉09中。
实施例5
如附图1所示，来自洗煤厂含水量32％、粒度90％小于1mm的煤泥01，通过皮带11送入搅拌器04，与水槽02中的水及添加剂03(萘磺酸甲醛聚合物)一起进行搅拌。平均搅拌时间为20分钟，搅拌后的煤泥浆浓度为30％。
搅拌后的煤泥浆通过第一输送管道12进入储槽05。然后用煤浆泵06将储槽05中的煤浆通过第二输送管道13打入湿式棒磨机08中，第二输送管道13的长度为100km。输送入棒磨机08中的煤泥浆与来自煤仓07中的煤及水槽02中的水一起在研磨，最终制成浓度为62％的水煤浆送入气化炉09中。
对比例1
原料煤经刮板输送机输送至均浆仓，根据来自洗煤厂含水量32％、粒度90％小于1mm的煤泥01的浓度向均浆仓中注入适量水以使满足浆料中煤的质量浓度为65％(达到水煤浆所需煤浓度)，并加入分散剂搅拌均匀；然后利用浓浆泵通过密封管道将均浆仓内的浆料输送至球磨机(距离为200米)进行磨矿处理，在这个操作过程中，可以通过控制浓浆泵的出料量来调整浆料的粒度；
将上述步骤所得的出料从集浆槽输送至分离器去除大颗粒杂质(粒径大于5mm)后输送至搅拌桶进行强力搅拌，并向搅拌桶内加入木质素萘磺酸盐添加剂来控制水煤浆的粘度(使煤浆浓度不低于65％)；最后，将所得浆料用螺杆泵输送至强化泵进行强力剪切，而后输送至储料罐进行熟化，得到质量浓度为65％的成品水煤浆。
从以上实施例和对比例的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过先将对煤泥进行加水稀释制备成煤泥浆便于实现长距离运输，然后再通过添加煤及水混合制备成混合煤浆，最后通过研磨即可得到气化用水煤浆。上述制备方法通过先稀释再补煤调整产物中煤浓度的方式制备成合适浓度的气化用水煤浆，不仅便于根据实际利用距离的需要实现对煤泥的运输，而且能够制备成燃烧值相对较高的气化用水煤浆，提高了煤泥利用的经济性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气化用水煤浆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
步骤S1，对煤泥进行加水稀释，得到煤泥浆；
步骤S2，向所述煤泥浆中加煤及水混合，得到混合煤浆；
步骤S3，对所述混合煤浆进行研磨，得到所述气化用水煤浆。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S21，将所述煤泥浆通过管道输送至目的位置；
步骤S22，在所述目的位置处向所述煤泥浆中补加煤和水，得到所述混合煤浆。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1之后，以及所述步骤S2之前，所述制备方法还包括将所述煤泥浆置于带有搅拌装置的存储槽中的步骤。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S21包括：利用煤浆泵将所述煤泥浆通过所述管道输送至距离为0.5～500公里的所述目的位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括在对煤泥进行加水稀释的同时加添加剂进行搅拌的步骤。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂选自木质素、萘磺酸甲醛聚合物、木质素磺酸盐和聚羧酸盐中的一种或多种。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述煤泥浆中煤泥的质量浓度为35～55％。
8.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：将所述混合煤浆置于湿式棒磨机中进行研磨，得到所述气化用水煤浆。
9.根据权利要求1或8中所述的制备方法，其特征在于，所述气化用水煤浆中煤的质量浓度为55～65％。
10.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，所述煤泥选自洗煤厂经过压滤或离心脱水的含水量在35％以下且粒度小于1mm的煤泥。
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