CN107267235B - 一种多原料制备新型水煤浆产品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法。该方法包括以下步骤：(1)将原煤破碎后得物料A；(2)将污泥、可选的煤泥、水、添加剂一起经过改性处理后再经过强力剪切处理得到物料B；(3)将物料B超细磨得到物料C；(4)将物料A和部分物料C与水、添加剂一起整形粗磨得到物料D；(5)将物料D和剩余物料C混合后经过强力剪切得到水煤浆产品。上述制备方法制得多原料水煤浆粒度分布合理，具有较好的稳定性、流动性和良好的雾化效果，同时适于制备燃料和气化水煤浆；此外，上述制备方法易于实现、能耗低，可合理解决污泥和煤泥大规模利用问题。

Description

一种多原料制备新型水煤浆产品的方法
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，涉及水煤浆制备技术，尤其涉及一种多原料制备新型水煤浆产品的方法。
背景技术
污泥作为重要的生物质资源，具有水分高、灰分高、热值低、表面亲水性官能团多、持水性强、体积大等性质。目前国内对污泥的处理方法以填埋为主，资源化能源化利用率低，对环境造成严重污染；焚烧虽然减量明显，但污泥自身热值较低，不能直接燃烧。煤泥主要是指选煤厂煤炭洗选过程中的副产品，经压滤机等设备脱水后而来，其具有高水分、高粘性、高持水性及低热值等特性。除了小部分应用于民用外，剩余大部分均用于煤泥锅炉燃烧发电或堆积填埋等。
将污泥和煤泥与煤掺混制备水煤浆，可有效降低污泥处理的投资和处理成本，即可利用现有生产设备，有效降低污泥处理的成本，对于污泥和煤泥减量化、资源化、能源化利用具有重要意义。
目前人们对于用污泥或煤泥制备水煤浆的工艺进行过一些研究，例如：
CN103497791B公开了一种新型污泥水煤浆及其制备方法，该方法包括如下步骤：(1)将市政污泥和污泥改性剂进行混合得到混合物，向所述混合物中添加水得到混合液；所述混合液的质量为所述混合物的质量的2倍；(2)将所述混合液输入至流体激波处理器中进行高压处理，得到改性污泥；(3)将原料煤破碎至粒径小于3mm的煤粉；将所述煤粉、所述改性污泥输送至磨机，并加入分散剂进行研磨，得到所述污泥水煤浆。
CN104388137A公开了一种城市污泥制备高浓度污泥煤浆的方法，该方法包括如下过程：首先，采用生物炭为主要原料的污泥调理剂对城市污水处理厂未脱水的原污泥进行调质；然后，将调质后污泥静置20～60分钟进行重力浓缩脱水，排出上清液，获得浓缩污泥；最后，将浓缩污泥与煤、添加剂按一定比例混合，且浓缩污泥干重占污泥煤浆固含量的10～18％，球磨,使固体颗粒的粒径小于0.1mm，其中≤75μm的粒径占70-80％，制得高浓度污泥煤浆。
CN106085524A公开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。
然而，上述方法都存在着制备的水煤浆粒度分布不均、稳定性差、能耗高、不能同时适应于气化和燃料水煤浆等问题，难以实现污泥和煤泥的大规模资源化利用。因此，开发更加优良的使用污泥和煤泥同煤掺混制备水煤浆的方法不但具有经济效益，同时也具有很好的环境效益，是本领域的研究重点。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在提供一种使用污泥、煤泥和煤掺杂，多原料制备新型水煤浆产品的方法。本发明的方法具有流程简单，投资少，系统稳定性高等优点，制得的产品流动性、稳定性和雾化性能良好，实现了污泥和煤泥的高效清洁利用，经济和环保效益显著。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将原煤破碎后得物料A；
(2)将污泥、可选的煤泥、水、添加剂一起经过改性处理后再经过强力剪切处理得到物料B；
(3)将物料B超细磨得到物料C；
(4)将物料A和部分物料C与水、添加剂一起整形粗磨得到物料D；
(5)将物料D和剩余物料C混合后经过强力剪切得到产品，该产品为水煤浆产品。
本发明中，步骤(4)所述部分物料C与步骤(5)所述剩余物料C视为一个整体，其质量总和即为全部物料C的质量，故所述“部分物料C”和“剩余物料C”属于清楚表述。
本发明所述的方法通过使用原煤、污泥和可选的煤泥，多种原料配合使用，并将整形粗磨和超细磨优化组合，添加少量生产水和添加剂，最终得到高质量水煤浆产品，并且实现了污泥和煤泥的高效清洁利用。
作为本发明优选的技术方案，所述污泥干基量为原煤干基量的0.01wt％～20wt％，例如0.01wt％、0.1wt％、0.5wt％、1wt％、2wt％、4wt％、6wt％、8wt％、10wt％、12wt％、14wt％、16wt％、18wt％或20wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，可选的煤泥干基量为原煤干基量的0wt％～60wt％，例如0wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、50wt％或60wt％等，煤泥干基量为原煤干基量的0wt％指：不添加煤泥。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，“可选的煤泥”指：可以添加煤泥，也可以不添加煤泥。
作为本发明优选的技术方案，所述改性处理包括碱性改性、超声波改性、加压均质改性或加热改性中的任意1种或至少2种的组合，典型但非限制性组合为碱性改性与超声波改性的组合，超声波改性与加压均质改性的组合，碱性改性、超声波改性和加热改性的组合等。
改性处理的作用在于，污泥在经过改性处理后，电负性得到增强，孔隙结构减少，空间网状的絮凝体结构被破坏，亲水性官能团减少。本发明通过使用改性后的污泥制备水煤浆时，降低了其对水煤浆成浆性的影响，提高成浆浓度，降低水煤浆粘度，使水煤浆具有更好的稳定性和流变特性。若不采取改性处理，会导致水煤浆粘度上升，稳定性下降。
作为本发明优选的技术方案，所述碱性处理为：将污泥、可选的煤泥、水、添加剂和碱液混合，得到改性的物料，其中，所述碱液的pH为10～13，例如pH为10、10.5、11、11.5、12、12.5或13等，优选为10，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述碱液为配制碱液或碱性废液。
作为本发明优选的技术方案，所述超声波改性为：将污泥、可选的煤泥、水和添加剂混合，进行超声波震荡混合，得到改性的物料。
作为本发明优选的技术方案，所述加压均质改性为：将污泥、可选的煤泥、水和添加剂混合，在30MPa～60MPa的压力条件下进行加压均质改性，得到改性的物料；其中，所述压力条件可为30MPa、35MPa、40MPa、45MPa、50MPa、55MPa或60MPa等，优选为50MPa，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述均质是指将物料的料液在挤压，强冲击与失压膨胀的三重作用下使物料细化，从而使物料能更均匀的相互混合。
作为本发明优选的技术方案，所述加热改性为：将污泥、可选的煤泥、水和添加剂混合，于40℃～60℃的加热温度下加热，得到改性的物料；其中，所述加热温度可为40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)原煤破碎后的粒度≤6mm，例如6mm、5.6mm、5mm、4.4mm、4mm、3.5mm、3mm、2mm、1mm或0.05mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述强力剪切的剪切速率为130r/min～180r/min，例如130r/min、135r/min、140r/min、150r/min、160r/min、170r/min、175r/min或180r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述超细磨使得所述物料C中粒度在0.075mm以下的颗粒在物料C的所有颗粒中占比≥70％，例如70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(4)所述整形粗磨使得所述物料D的粒度≤2.5mm，例如2.5mm、2mm、1.5mm、1mm、0.5mm或0.01mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(4)所述部分物料C为：部分物料C占物料C比例的5wt％～95wt％，例如5wt％、10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％、90wt％或95wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(5)所述强力剪切的剪切速率为130r/min～180r/min，例如130r/min、135r/min、140r/min、150r/min、160r/min、170r/min、175r/min或180r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)以所述污泥和可选的煤泥的总质量为100wt％计，所述添加剂的添加量为0.1wt％～1wt％，例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(4)以所述物料A总质量为100wt％计，所述添加剂的添加量为0.1wt％～1wt％，例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)和步骤(4)中所述添加剂包括萘磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸盐、氨基磺酸盐、聚羧酸或脂肪族化合物中的任意1种或至少2种的组合，典型但非限制性组合为萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸盐的组合，氨基磺酸盐和聚羧酸的组合，萘磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸盐和脂肪族化合物的组合等；优选为萘磺酸甲醛缩合物和/或木质素磺酸盐，所述“萘磺酸甲醛缩合物和/或木质素磺酸盐”是指：可以为萘磺酸甲醛缩合物，可以为木质素磺酸盐，也可以为萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸盐。
本发明中，使用添加剂的作用是：提高煤表面的亲水性和水煤浆的稳定性。
优选地，步骤(1)所述的原煤使用传统工艺的成浆浓度为55wt％～70wt％，例如：55wt％、60wt％、65wt％或70wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
对于传统工艺来说，加入污泥和煤泥，在一般情况下会降低成品水煤浆的浓度，使浓度降低2％～8％；而使用本工艺，加入污泥和煤泥后对成浆浓度影响不大，浓度降低幅度在1％以下，甚至还可以改善水煤浆的浓度，浓度增加幅度可达3％。
作为本发明优选的技术方案，所述方法还包括将部分步骤(5)得到的产品返回到步骤(3)与所述物料B混合进行超细磨。
优选地，以所述物料B和所述部分步骤(5)得到的产品的总质量为100wt％计，所述部分步骤(5)得到的产品的质量百分含量为0wt％～30wt％，例如0wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％或30wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述一种多原料制备新型水煤浆产品的方法，制备水煤浆用途广泛，既作为气化用水煤浆，也可作为燃料用水煤浆。
采用本发明所述方法制备的水煤浆，其流动性采用流动性指标进行测试，稳定性采用放置8小时后对析水率(析水率越低，水煤浆稳定性越好)进行测试，结果表明这两项技术指标都比采用单棒磨或球磨制浆工艺制备水煤浆所得的水煤浆产品有较大改善。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)在制备气化水煤浆时，部分煤浆经过超细磨，由于粗颗粒和细颗粒比例适中，细颗粒填充至粗颗粒孔隙中，提高了水煤浆的堆积效率。本发明所述的方法通过调整各参数，可以优化产品的级配效果。对于气化浆，可以将水煤浆产品中粒度范围在0.075mm～0.45mm的颗粒含量降低至30％～40％，将粒度范围≤0.075mm的颗粒含量增加至40％～50％；对于燃料浆，可以将水煤浆产品中粒度范围≤0.075mm的颗粒含量增加至70％以上，效果远优于传统工艺。
(2)本发明的粒度级配工艺可以降低污泥和煤泥对成浆浓度以及煤浆质量的影响。同时，本申请所述方法还使得水煤浆流动性、稳定性和雾化性能均有大幅改善。
(3)在制备燃料水煤浆时，由于原煤经过整形粗磨后再进行超细磨，在达到同等粒度时，生产能耗大幅降低。采用本发明所述的方法制备燃料用水煤浆，可以在保证水煤浆产品质量的基础上将生产能耗降低10％～60％。
(4)本发明所述方法工艺简单，适用于不同性质的污泥和煤泥，能耗低，能实现连续化生产，参数调整快捷方便，可合理解决污泥和煤泥大规模利用问题。本发明的方法制备的高浓度成品水煤浆质量优良，用途广泛，既作为气化用水煤浆，也可作为燃料用水煤浆，能大幅提高原料燃烧和气化的转化效率。
附图说明
图1是本发明实施例1所述一种多原料制备新型水煤浆产品的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例2所述一种多原料制备新型水煤浆产品的方法的流程示意图。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将原煤破碎后得物料A；
(2)将污泥、可选的煤泥、水、添加剂一起经过改性处理后再经过强力剪切处理得到物料B；
(3)将物料B超细磨得到物料C；
(4)将物料A和部分物料C与水、添加剂一起整形粗磨得到物料D；
(5)将物料D和剩余物料C混合后经过强力剪切得到产品。
优选地，部分步骤(5)得到的产品返回到步骤(3)与所述物料B混合进行超细磨。
本发明中，步骤(4)所述部分物料C与步骤(5)所述剩余物料C视为一个整体，其质量总和即为全部物料C的质量，故所述“部分物料C”和“剩余物料C”属于清楚表述。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1
本实施例提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法。其中，原煤使用陕西府谷长焰煤，污泥使用山东市政污泥，煤泥使用山东某选煤厂煤泥。
其中，城市污泥中水分为75wt％，含有40ppm的聚丙烯酰胺；煤泥全水Mt为25.4wt％、分析水Mad为1.36wt％、灰分Aad为19.16wt％、挥发分Vdaf为39.11wt％；长焰煤全水Mt为15.2wt％、分析水Mad为9.14wt％、灰分Aad为15.12wt％、挥发分Vdaf为36.37wt％。长焰煤传统单棒磨制浆工艺最高成浆浓度为63％；煤浆流动性指标测试参考水泥《GB/T8077-2012混凝土外加剂匀质性试验方法》行业标准中“水泥净浆流动度”测试方法，其结果为12cm；煤浆稳定性测试的指标为放置8小时后析水率，其结果为40％。
具体实施方法为：
(1)将原煤破碎后得到粒度≤6mm的物料A；
(2)将污泥和煤泥与水、萘磺酸盐和pH为10的含氢氧化钠的废液以10:25:2:0.02:8的比例混合。其中，污泥干基量为原煤干基量的5％，煤泥干基量为原煤干基量的37.5％，再经过165r/min强力剪切处理得到物料B；
(3)将物料B与30wt％的产品经过超细磨得到粒度≤0.075mm颗粒为85％的物料C；
(4)将物料A、80％wt物料C与水、萘磺酸盐以比例为58:63.6:13:0.25一起经过整形粗磨得到物料D；
(5)将物料D和剩余物料C混合后经过150r/min强力剪切得到产品，即水煤浆产品。
所得产品的浓度为62.5％，流动性指标为18cm，稳定性为放置8小时后析水率10％。
图1是本实施例的提供的一种多原料制备新型水煤浆产品的方法的流程示意图。
实施例2
本实施例提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法。其中，原煤使用陕西神府地区不粘煤，污泥使用安徽某一化工厂污泥。
其中，污泥中水分为90wt％，不粘煤全水Mt为10.6wt％、分析水Mad为3.21wt％、灰分Aad为8.33wt％、挥发分Vdaf为39.69wt％。不粘煤传统球磨制浆工艺最高成浆浓度为65％；煤浆流动性指标为14cm；煤浆稳定性测试的指标为放置8小时后析水率，其结果为15％。
具体实施方法为：
(1)将原煤破碎后得到粒度≤3mm的物料A；
(2)将污泥与水、木质素磺酸盐以10:10:0.01比例混合。其中，污泥干基量为原煤干基量的1％，加热到60℃，再经过140r/min强力剪切处理得到物料B；
(3)将物料B与15wt％的产品经过超细磨得到粒度≤0.075mm颗粒为90％的物料C；
(4)物料A、75wt％物料C与水、木质素磺酸盐以比例为102：73.37：13:0.5一起经过整形粗磨得到物料D；
(5)物料D和剩余物料C混合后经过150r/min强力剪切得到产品。
所得产品的浓度为65％，流动性指标为17cm，稳定性为放置8小时后析水率5％。
图2是本实施例的提供的一种多原料制备新型水煤浆产品的方法的流程示意图。
实施例3
本实施例提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法。其中，原煤使用陕西府谷长焰煤，污泥使用山东市政污泥，煤泥使用山东某选煤厂煤泥。
其中，城市污泥中水分为75％wt％，煤泥全水Mt为25.4wt％、分析水Mad为1.36wt％、灰分Aad为19.16wt％、挥发分Vdaf为39.11wt％；长焰煤全水Mt为15.2wt％、分析水Mad为9.14wt％、灰分Aad为15.12wt％、挥发分Vdaf为36.37wt％。长焰煤传统单棒磨制浆工艺最高成浆浓度为63％；煤浆流动性指标测试参考水泥《GB/T8077-2012混凝土外加剂匀质性试验方法》行业标准中“水泥净浆流动度”测试方法，其结果为12cm；煤浆稳定性测试的指标为放置8小时后析水率，其结果为40％。
具体实施方法为：
(1)将原煤破碎后得到粒度≤6mm的物料A；
(2)将污泥和煤泥与水、添加剂木质素磺酸盐和pH为13的含氢氧化钠的废液以10:30:2:0.02:8比例混合。其中，污泥干基量为原煤干基量的20wt％，煤泥干基量为原煤干基量的60wt％。再经过130r/min强力剪切处理得到物料B；
(3)将物料B与30wt％的产品经过超细磨得到粒度≤0.075mm颗粒为90％的物料C；
(4)将物料A、95％wt物料C与水、添加剂木质素磺酸盐以比例为44:38:59:0.20一起经过整形粗磨得到物料D；
(5)将物料D和剩余物料C混合后经过130r/min强力剪切得到产品。
所得产品的浓度为62％，流动性指标为16cm，稳定性为放置8小时后析水率7％。
实施例4
本实施例提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法。其中，原煤使用陕西府谷长焰煤，污泥使用山东市政污泥，煤泥使用山东某选煤厂煤泥。
其中，城市污泥中水分为75％wt％，含有质量分数为40ppm的聚丙烯酰胺；煤泥全水Mt为25.4wt％、分析水Mad为1.36wt％、灰分Aad为19.16wt％、挥发分Vdaf为39.11wt％；长焰煤全水Mt为15.2wt％、分析水Mad为9.14wt％、灰分Aad为15.12wt％、挥发分Vdaf为36.37wt％。长焰煤传统单棒磨制浆工艺最高成浆浓度为63％；煤浆流动性指标测试参考水泥《GB/T8077-2012混凝土外加剂匀质性试验方法》行业标准中“水泥净浆流动度”测试方法，其结果为12cm；煤浆稳定性测试的指标为放置8小时后析水率，其结果为40％。
具体实施方法为：
(1)将原煤破碎后得到粒度≤6mm的物料A；
(2)将污泥和煤泥与水、添加剂萘磺酸甲醛缩合物和pH为13的含氢氧化钠的废液以0.005:30:2:0.02:8比例混合，其中污泥干基量为原煤干基量的0.01wt％，煤泥干基量为原煤干基量的60wt％。再经过180r/min强力剪切处理得到物料B；
(3)将物料B经过超细磨得到粒度≤0.075mm颗粒为95％的物料C；
(4)将物料A、5％wt物料C与水、添加剂萘磺酸甲醛缩合物以比例为58:3.98:13:0.25一起经过整形粗磨得到物料D；
(5)将物料D和剩余物料C混合后经过180r/min强力剪切得到产品。
所得产品的浓度为65％，流动性指标为20cm，稳定性为放置8小时后析水率2％。
实施例5
本实施例提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法。具体方法参照实施例1，区别在于：步骤(2)中将污泥和煤泥与水、添加剂氨基磺酸盐和pH为13的含氢氧化钠的废液以10:25:2:0.02:8比例混合。
所得产品的浓度为63％，流动性指标为16cm，稳定性为放置8小时后析水率6％。
实施例6
本实施例提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法。具体方法参照实施例1，区别在于：步骤(2)中将污泥和煤泥与水、添加剂聚羧酸以10:25:2:0.02比例混合后，进行超声波震荡混合。
所得产品的浓度为63％，流动性指标为18cm，稳定性为放置8小时后析水率10％。
实施例7
本实施例提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法。具体方法参照实施例2，区别在于：步骤(2)中加热到40℃。
所得产品的浓度为65％，流动性指标为19cm，稳定性为放置8小时后析水率5％。
实施例8
本实施例提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法。具体方法参照实施例2，区别在于：步骤(2)中污泥与水、添加剂脂肪族化合物以10:10:0.01比例混合。其中，污泥干基量为原煤干基量的20wt％。经过50MPa加压均质改性，再经过150r/min强力剪切处理得到物料B。
所得产品的浓度为64％，流动性指标为17cm，稳定性为放置8小时后析水率7％。
实施例9
本实施例提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法。具体方法参照实施例8，区别在于：步骤(2)经过30MPa加压均质改性。
所得产品的浓度为64％，流动性指标为16cm，稳定性为放置8小时后析水率10％。
实施例10
本实施例提供了一种多原料制备新型水煤浆产品的方法。具体方法参照实施例8，区别在于：步骤(2)经过60MPa加压均质改性。
所得产品的浓度为64.5％，流动性指标为19cm，稳定性为放置8小时后析水率5％。
对比例1
具体方法参照实施例1，区别在于：步骤(2)中直接将污泥和煤泥与水、添加剂以10:25:2:0.02的比例混合，而不进行碱性改性。
所得产品的浓度为62％，流动性指标为12cm，稳定性为放置8小时后析水率10％。
对比例2
具体方法参照实施例2，区别在于：步骤(2)中不进行加热。
所得产品的浓度为63.5％，流动性指标为12.5cm，稳定性为放置8小时后析水率9％。
对比例3
具体方法参照实施例6，区别在于：步骤(2)中不进行超声波震荡混合。
所得产品的浓度为62％，流动性指标为12cm，稳定性为放置8小时后析水率12％。
对比例4
具体方法参照实施例8，区别在于：步骤(2)中不进行加压均质改性。
所得产品的浓度为63.5％，流动性指标为12cm，稳定性为放置8小时后析水率10％。
对比例5
具体方法参照实施例1，区别在于步骤(3)中不使用超细磨，只进行普通研磨。
所得产品的浓度为61％，流动性指标为12cm，稳定性为放置8小时后析水率30％。
对比例6
具体方法参照实施例1，区别在于步骤(4)中不进行整形粗磨。
所得产品的浓度为61％，流动性指标为14cm，稳定性为放置8小时后析水率10％。
对比例7
具体方法参照实施例1，区别在于步骤(2)和步骤(5)中不进行强力剪切，只进行剪切速率为60r/min的普通剪切。
所得产品的浓度为63.5％，流动性指标为14cm，稳定性为放置8小时后析水率10％。
对比例8
本实施例提供了一种传统制备污泥/煤泥水煤浆产品的方法。具体实施方法参见CN1908134A。其中，原煤使用陕西府谷长焰煤，污泥使用山东市政污泥，煤泥使用山东某选煤厂煤泥。
其中，城市污泥中水分为75wt％，含有40ppm的聚丙烯酰胺；煤泥全水Mt为25.4wt％、分析水Mad为1.36wt％、灰分Aad为19.16wt％、挥发分Vdaf为39.11wt％；长焰煤全水Mt为15.2wt％、分析水Mad为9.14wt％、灰分Aad为15.12wt％、挥发分Vdaf为36.37wt％。
制得水煤浆最高成浆浓度为60％；煤浆流动性指标测试参考水泥《GB/T8077-2012混凝土外加剂匀质性试验方法》行业标准中“水泥净浆流动度”测试方法，其结果为11cm；煤浆稳定性测试的指标为放置8小时后析水率，其结果为40％。
对比例9
本实施例提供了一种传统制备污泥/煤泥水煤浆产品的方法。具体实施方法参见CN100580317C。其中，原煤使用陕西神府地区不粘煤，污泥使用安徽某一化工厂污泥。
其中，污泥中水分为90wt％，不粘煤全水Mt为10.6wt％、分析水Mad为3.21wt％、灰分Aad为8.33wt％、挥发分Vdaf为39.69wt％。
制得水煤浆最高成浆浓度为61％，煤浆流动性指标为12cm；煤浆稳定性测试的指标为放置8小时后析水率，其结果为20％。
综合上述实施例和对比例可以看出，实施例使用本发明所述方法，通过将污泥和煤泥经过改性和强力剪切处理后与经过粗磨和超细磨的原煤混合，制得的多原料水煤浆在流动性、稳定性等方面有大幅改善，能满足燃料浆燃烧及气化浆气化的要求。
此外，本发明所述方法工艺简单，且能实现连续化生产，参数调整快捷方便，能够合理解决污泥和煤泥大规模利用问题。
对比例由于没有采用本发明所述的各种改性处理，或者没有使用整形粗磨、超细磨或强力剪切，或者使用的是传统工艺而无法达到上述效果。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (20)

1.一种制备水煤浆产品的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将原煤破碎后得物料A，原煤破碎后的粒度≤6mm；
(2)将污泥、可选的煤泥、水、添加剂一起经过改性处理后再经过强力剪切处理得到物料B，所述强力剪切的剪切速率为130r/min～180r/min；
(3)将物料B超细磨得到物料C，所述物料C中粒度在0.075mm以下的颗粒在物料C的所有颗粒中占比≥70％；
(4)将物料A和部分物料C与水、添加剂一起整形粗磨得到物料D，所述物料D的粒度≤2.5mm；
(5)将物料D和剩余物料C混合后经过强力剪切得到产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污泥干基量为原煤干基量的0.01wt％～20wt％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可选的煤泥干基量为原煤干基量的0wt％～60wt％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改性处理包括碱性改性、超声波改性、加压均质改性或加热改性中的任意1种或至少2种的组合。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述碱性改性为：将污泥、可选的煤泥、水、添加剂和碱液混合，得到改性的物料，其中，所述碱液的pH为10～13。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述碱液的pH为10。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述碱液为配制碱液或碱性废液。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述超声波改性为：将污泥、可选的煤泥、水和添加剂混合，进行超声波震荡混合，得到改性的物料。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述加压均质改性为：将污泥、可选的煤泥、水和添加剂混合，在30MPa～60MPa的压力条件下进行加压均质改性，得到改性的物料。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在50MPa的压力条件下进行加压均质改性。
11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述加热改性为：将污泥、可选的煤泥、水和添加剂混合，于40℃～60℃加热，得到改性的物料。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(4)所述部分物料C为：部分物料C占物料C比例的5wt％～95wt％。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述强力剪切的剪切速率为130r/min～180r/min。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)以所述污泥和可选的煤泥的总质量为100wt％计，所述添加剂的添加量为0.1wt％～1wt％。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)以所述物料A总质量为100wt％计，所述添加剂的添加量为0.1wt％～1wt％。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(4)中所述添加剂包括萘磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸盐、氨基磺酸盐、聚羧酸或脂肪族化合物中的任意1种或至少2种的组合。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(4)中所述添加剂为萘磺酸甲醛缩合物和/或木质素磺酸盐。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将部分步骤(5)得到的产品返回到步骤(3)与所述物料B混合进行超细磨。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，以所述物料B和所述部分步骤(5)得到的产品的总质量为100wt％计，所述部分步骤(5)得到的产品的质量百分含量为0wt％～30wt％。
20.如权利要求1-19任一项所述方法的用途，其特征在于，所述方法适用于制备燃料水煤浆和气化水煤浆。
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