CN107057789B - 一种优化级配低能耗高浓度水煤浆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种优化级配低能耗高浓度水煤浆的制备方法，包括以下步骤:1)、制备粗粉和细粉，其中，粗粉为将煤通过破碎机破碎后通过14目筛子制得；用球磨机制得浓度为40％‑60％的水煤浆，水煤浆平均粒径小于30μm作为细粉；2)、将步骤1)制得的粗粉和细粉按照干基比例1‑3:1配比进行混合得到混合物，向混合物中加入水和煤浆添加剂，制得粘度为500‑1500mPa·S的水煤浆。本发明的制备方法能够大幅度提高水煤浆浓度，满足气化浆制浆要求，同时粗颗粒的制备直接采用效能较高的破碎工艺，具有良好的节能效果。制浆工艺简单、能耗低、拓宽了制浆煤种，显著提高了水煤浆浓度，具有良好的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种优化级配低能耗高浓度水煤浆的制备方法。
背景技术
煤化工是提高煤炭转化和清洁利用的技术，该技术的核心是煤经气化制备合成气，技术始于上世纪三十年代，经过近100年的发展，目前主要采用热效率高、单炉能力大、转化效率高、污染较少的美国德士古水煤浆气化炉(TEXCO)和英国壳牌煤粉气化炉(SHELL)，中国也开发了水煤浆多喷嘴气化炉和航天粉煤气化炉。德士古煤气化是水煤浆加压气化技术，其工艺是先将煤制成水煤浆用泵输送进气化炉，用纯氧在高温高压下气化，具有投资较少，工艺简单，操作方便，运行稳定的优点，但对煤种要求高(较好的成浆性，较低的灰熔点，较高的反应活性)，气化效率较低等不足。壳牌煤气化是煤粉加压气化技术，其工艺是先将煤干燥后制成煤粉用高压氮气等气体输送进气化炉，用纯氧在高温高压下气化，具有对煤种适应性好，气化效率高等优点，但投资大，操作要求高，能耗大，污染较高等缺点。我国80％煤化工以水煤浆作为原料，水煤浆气化时，一部分煤炭作为燃料，提供气化的能量，另一部分则作为合成气的反应原料，一般水煤浆浓度提高1％产量可以增加2～3％，因此提高水煤浆的浓度对煤化工意义重大。如何提高水煤浆浓度、拓宽煤种适用性是该行业的共性关键技术。现有的制浆技术主要存在煤种适用性窄、提高浓度有限和能耗较高等问题。
中国专利申请CN201610925779.7提出了一种高浓度水煤浆及高效分级制备高浓度水煤浆的方法，该方法能提高煤浆中煤粒子的堆积效率，优化煤浆粒度级配，与传统单棒/球磨机水煤浆制备工艺相比，浓度能提高4～6％，但是该工艺受煤种制约严重，且工艺复杂，不能解决现有问题。
中国专利申请CN201610738185.5提出了一种用球磨机提高低变质煤气化水煤浆浓度的方法，以经破碎的气化原煤(粒度为≤20mm)先进入棒磨机研磨，研磨后的水煤浆自流到磨机出口槽，然后用泵将部分水煤浆送入球磨机中细磨，细磨后的细煤浆经配比后返回到棒磨机入口，可达到改善水煤浆粒度分布，提高堆积效率，制备高浓度的水煤浆的目的，成为一条制备低变质煤高浓度气化水煤浆的有效途径。但是该工艺提高水煤浆浓度有限，且工艺繁杂、耗能高。
中国专利申请CN201610480018.5提出了一种新型的制备高浓度水煤浆方法，所述水煤浆的制备方法将捏混、整形、筛分剪切与超细磨和整形细磨相结合，使得制得的水煤浆粒度级配合理，有效地填充了煤粉间的空隙，提高了成浆浓度，浓度可提高3-5％，所述方法能够有效拓宽水煤浆的粒度分布，提高水煤浆浓度，但过多使用研磨设备能耗过高。
因此，需要一种新的水煤浆的制备方法以解决上述问题。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，提供一种优化级配低能耗高浓度水煤浆的制备方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种优化级配低能耗高浓度水煤浆的制备方法，包括以下步骤:
1)、制备粗粉和细粉，其中，粗粉为将煤通过破碎机破碎后通过14目筛子制得；用球磨机制得浓度为40％-60％的水煤浆，水煤浆平均粒径小于30μm作为细粉；
2)、将步骤1)制得的粗粉和细粉按照干基比例1-3:1配比进行混合得到混合物，向混合物中加入水和煤浆添加剂，制得粘度为500-1500mPa·S的水煤浆。
更进一步的，步骤2)中所述煤浆添加剂为萘系水煤浆添加剂、脂肪族水煤浆添加剂、木质素水煤浆或聚丙烯酸型水煤浆添加剂。
更进一步的，步骤2)中粗粉和细粉按照干基比例(1-7/3):1配比进行混合得到混合物。根据此干基比例制得的水煤浆浆体浓度更高，稳定性更高。
更进一步的，步骤1)中粗粉为王家塔煤、东博煤、平一煤、尔林兔煤、准东煤或内蒙煤。
更进一步的，步骤1)中水煤浆60目和200目通过率分别大于99.5％和90％。
更进一步的，步骤2)中所述煤浆添加剂为萘系水煤浆添加剂、脂肪族水煤浆添加剂、木质素水煤浆或聚丙烯酸型水煤浆添加剂。
更进一步的，步骤1)中粗粉为王家塔煤、东博煤、平一煤、尔林兔煤、准东煤或内蒙煤。此特征说明本发明的水煤浆的制备方法大大拓宽了制浆煤种。
更进一步的，步骤1)中水煤浆60目和200目通过率分别大于99.5％和90％。
更进一步的，步骤2)中粗粉、细粉和煤浆添加剂的干基质量比为(1-7/3):1:0.005-0.01。根据此干基质量比制得的水煤浆浆体浓度更高，稳定性更高。
有益效果：本发明的优化级配低能耗高浓度水煤浆的制备方法能够大幅度提高水煤浆浓度，满足气化浆制浆要求，同时粗颗粒的制备直接采用效能较高的破碎工艺，具有良好的节能效果。制浆工艺简单、能耗低、拓宽了制浆煤种，显著提高了水煤浆浓度，具有良好的工业应用前景。
说明书附图
图1是优化级配低能耗高浓度水煤浆的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例和附图对本发明作具体的介绍。
实施例1：
(1)制得的水煤浆的干基质量份数中粗粉占50份,细粉占50份，萘系分散剂占0.4份；
(2)将煤通过鳄式破碎机破碎后再通过14目筛子制得粗粉，用间歇式小型球磨机制得细浆，将烘干后的75g王家塔煤的粗粉慢慢加入到175g搅拌中的超细浆中制得宽粒度分布的浆体(浓度为42.3％，平均粒径29.3μm，60目,200目通过率分别99.8％、92.3％)。将烘干后的83g东博煤的粗粉慢慢加入到167g搅拌中的超细浆中制得宽粒度分布的浆体(浓度为49.5％，平均粒径28.2μm，60目,200目通过率分别99.9％、93.5％)，分析浆体的粘度、浓度和稳定性，用棒磨制得水煤浆并分析浆体性能，结果见表1，2，可见本方法显著提高了王家塔煤和东博煤的浆体浓度，并且能耗也有了较大的下降，效果突出。
表1王家塔煤使用本方法和棒磨方法制备水煤浆的性能
表2东博煤使用本方法和棒磨方法制备水煤浆的性能
实施例2：
(1)制得的水煤浆的干基质量份数中粗粉占60份,细粉占40份，脂肪族分散剂占0.2份；
(2)将煤通过鳄式破碎机破碎后再通过14目筛子制得粗粉，用间歇式小型球磨机制得细浆，将烘干后的130g平一煤的粗粉慢慢加入到170g搅拌中的超细浆中制得宽粒度分布的浆体(浓度为50.0％，平均粒径27.1μm，60目,200目通过率分别99.9％、94.1％)。在147g超细浆(浓度为41％，平均粒径26.9μm，60目,200目通过率分别99.8％、95.8％)中加入33g水，边搅拌边加入烘干后的90.5g准东煤的粗粉制得宽粒度分布的浆体，分析浆体的粘度、浓度和稳定性，用棒磨制得水煤浆并分析浆体性能，结果见表4。在180g超细浆(浓度为45％，平均粒径27.6μm，60目,200目通过率分别99.6％、94.1％)，边搅拌边加入烘干后的122.1g榆林煤的粗粉制得宽粒度分布的浆体，分析浆体的粘度、浓度和稳定性，用棒磨制得水煤浆并分析浆体性能，结果见表5。可见本方法显著提高了平一煤的浆体浓度，并且能耗也有了较大的下降，效果突出。
表3平一煤使用本方法和棒磨方法制备水煤浆的性能
表4准东煤使用本方法和棒磨方法制备水煤浆的性能
表5榆林煤使用本方法和棒磨方法制备水煤浆的性能
实施例3：
(1)制得的水煤浆的干基质量份数中粗粉占70份,细粉占30份，木质素分散剂占3‰；
(2)将煤通过鳄式破碎机破碎后再通过14目筛子制得粗粉，用间歇式小型振动磨制得细浆，将烘干后的145g尔林兔煤的粗粉慢慢加入到155g搅拌中的超细浆中制得宽粒度分布的浆体(浓度为40.0％，平均粒径26.8μm，60目,200目通过率分别99.9％、94.8％)。在126g超细浆浓度为40.2％，平均粒径24.8μm，60目,200目通过率分别99.9％、96.8％)中加入31g水，边搅拌边加入烘干后的118g准东煤的粗粉制得宽粒度分布的浆体。在135g超细浆(浓度为42.5％，平均粒径23.7μm，60目,200目通过率分别99.9％、97.9％)中加入31g水，边搅拌边加入烘干后的134g内蒙煤的粗粉制得宽粒度分布的浆体，分析浆体的粘度、浓度和稳定性，用棒磨制得水煤浆并分析浆体性能，结果见表6，7，8可见本方法显著提高了尔林兔煤和准东煤的浆体浓度，并且能耗也有了较大的下降，效果突出。
表6尔林兔煤使用本方法和棒磨方法制备水煤浆的性能
表7准东煤使用本方法和棒磨方法制备水煤浆的性能
表8内蒙煤使用本方法和棒磨方法制备水煤浆的性能
本发明的优化级配低能耗高浓度水煤浆的制备方法，制浆工艺简单，煤种适应性广，制浆能耗低，与现有的球磨和棒磨等制浆工艺相比可提高水煤浆浓度5-10％，水煤浆性能(如稳定性、流动性)也有提高，具有突出性能和成本优势。
Claims (4)
1.一种优化级配低能耗高浓度水煤浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
1)、制备粗粉和细粉，其中，粗粉为将煤通过破碎机破碎后通过14目筛子制得；用球磨机制得浓度为40％-60％的水煤浆，水煤浆平均粒径小于30μm作为细粉；
2)、将步骤1)制得的粗粉和细粉按照干基比例1-3:1配比进行混合得到混合物，向混合物中加入水和煤浆添加剂，制得粘度为500-1500mPa·S的水煤浆，步骤2)中所述煤浆添加剂为萘系水煤浆添加剂、脂肪族水煤浆添加剂、木质素水煤浆或聚丙烯酸型水煤浆添加剂，步骤2)中粗粉、细粉和煤浆添加剂的干基质量比为(1-7/3):1:0.005-0.01。
2.如权利要求1所述的优化级配低能耗高浓度水煤浆的制备方法，其特征在于，步骤2)中粗粉和细粉按照干基比例(1-7/3):1配比进行混合得到混合物。
3.如权利要求1所述的优化级配低能耗高浓度水煤浆的制备方法，其特征在于，步骤1)中粗粉为王家塔煤、东博煤、平一煤、尔林兔煤、准东煤或内蒙煤。
4.如权利要求1所述的优化级配低能耗高浓度水煤浆的制备方法，其特征在于，步骤1)中水煤浆60目和200目通过率分别大于99.5％和90％。
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