CN108203608B - 一种提高油煤浆固含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于清洁燃料技术领域，具体涉及一种提高油煤浆固含量的方法。该方法包括以下步骤：(1)对收集的煤进行烘干脱水，然后粉碎至中位粒径(D50)为50‑100μm；(2)对步骤(1)粉碎后的煤进行压缩成型，压缩压力为10‑20MPa，压缩温度为30‑60℃；(3)对步骤的(2)压缩成型后的煤再次粉碎处理，粉碎至中位粒径(D50)为30‑50μm，得煤粉；(4)将步骤(3)的煤粉与油按比例进行配比混合、研磨制浆，得到浓度为40‑60wt％的浆液。该方法通过对煤进行脱水、粉碎、压缩、再粉碎、研磨制浆这一工艺流程，使得煤在水中的固含量达到40‑60wt％，而浆液的粘度仅为400‑1300mPa·s(50℃)，浆液的成浆性好，流动性高，便于输送，满足后续处理工艺的进料要求，提高装置的利用效率。
Description
技术领域
本发明属于清洁燃料技术领域，具体涉及一种提高油煤浆固含量的方法。
背景技术
我国是一个富煤贫油的国家，在应对当今石油供需矛盾和贯彻节能减排政策中，煤炭液化不仅具有重大的环保意义，而且具有保障能源安全的战略意义。对煤资源进行再认识，实现煤资源与石油资源的有机综合利用，构建石油化工与煤化工深度一体化发展模式，既是石化产业实现可持续发展的有效措施，也是提高资源利用效率、促进资源安全的重要选择。
煤油共炼制油技术是将煤直接液化技术与石油重油加氢裂化技术相结合而形成的一种新技术，主要是将石油中的重油、渣油作为溶剂油或部分溶剂油，与煤粉混合形成油煤浆，通过高温高压加氢而生产轻质液体燃料油。煤油共炼的优点是解决了煤直接液化技术溶剂油短缺的问题、提高了装置操作的灵活性、节省了石油重油的加氢裂化装置。
但是现有技术中煤油共炼技术采用重油与煤共炼制备液体燃料，都不可避免地会碰到这样一个问题：由于石油重油的粘度很大，当把石油重油作为溶剂油直接用于配制煤浆时，为了保证煤浆具有良好的稳定性和流动性，通常需要降低油煤浆的固含量，而油煤浆的固含量降低会影响煤油共液化时液体燃料的收率，现有技术的固含量最高仅能达到35％左右。
为此，中国专利文献CN104178214B公开了一种减粘重油与煤共炼制备液体燃料的方法，首先将重油进行热裂化减粘处理，与溶剂油混合作为混合溶剂油，然后再与煤粉和催化剂混合，配制得到油煤浆，所述油煤浆经加氢反应得到液体燃料，该技术通过对重油进行减粘处理，降低油煤浆的粘度，改善了油煤浆的稳定性和流动性，同时提高了油煤浆的固含量，油煤浆的固含量在30-50％左右。但是，对重油单独的进行减粘处理，不仅工艺复杂，还需要对装置进行改性、调整。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中为了提高煤在油中固含量工艺复杂的缺陷，从而提供一种简单的提高油煤浆固含量的方法。
一种提高油煤浆固含量的方法，包括以下步骤：
原料预处理：收集煤并控制含水率低于2wt％，然后粉碎至中位粒径为50-100μm；
压缩：对粉碎后的煤进行压缩成型，压缩压力为10-20MPa，压缩温度为30-60℃；
粉碎：对压缩成型后的煤再次粉碎处理，粉碎至中位粒径为30-50μm，得煤粉；
制浆：将煤粉与油按比例进行配比混合、研磨制浆，得到浓度为40-60wt％的浆液。
进一步地，采用烘干脱水来降低含水率，所述烘干脱水温度为30-110℃，烘干脱水时间为2-6h。
进一步地，所述压缩成型为压片成型、压条成型或压块成型。进一步地，可采用压片机、压条机或压块机对煤进行压缩成型。
进一步地，所述粉碎步骤粉碎至煤粉的堆密度为1100-1300kg/m3。
进一步地，粉碎过程为锤片式磨粉碎、球磨粉碎、棒磨粉碎、超微粉碎或气流粉碎。进一步地，粉碎过程可采用锤片式磨、球磨、棒磨、超微粉碎机或气流粉碎机等。
进一步地，研磨制浆为搅拌制浆、分散制浆、乳化制浆、剪切制浆、均质制浆或胶体磨制浆。进一步地，研磨制浆步骤采用的设备可以为搅拌机、混合机、分散机、乳化机、剪切机、均质机、研磨机或胶体磨等。
进一步地，所述研磨制浆的时间为7-15分钟。
进一步地，所得浆液的粘度为400-1300mPa·s(50℃)。选用的煤一般为低阶煤，包括长焰煤、气煤、褐煤、肥煤、焦煤、贫煤、瘦煤等，当选用褐煤时，所得浆液的粘度为800-1300mPa·s(50℃)。当选用长焰煤时，所得浆液的粘度为700-1300mPa·s。
进一步地，所述油为地沟油、酸败油、废润滑油、废机油、重油、渣油、洗油、蒽油中的一种或多种。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的提高油煤浆中固含量的方法，通过对煤进行脱水、粉碎、压缩、再粉碎、研磨制浆这一工艺流程，使得煤在水中的固含量达到40-60wt％，而浆液的粘度仅为400-1300mPa·s。该方法通过各步骤的配合，尤其是对两次粉碎步骤中粒度的控制、以及压缩和研磨制浆步骤的控制，能够使煤粉物料粒子在机械作用下产生机械镶嵌，纤维素、木质素结构被破坏并且相互缠绕，颗粒间的空隙大幅缩小，物料之间结合紧密，这种做法可以驱赶大量孔隙中的空气，从而使得本发明所得浆液固含量提高的同时，浆液的粘度降低、流动性好，便于输送，满足后续处理工艺的进料要求，提高装置的利用效率。而且工艺简单，不需要额外的添加剂，大大降低了原料的运输费用，经济环保。
2.本发明提供的提高油煤浆固含量的方法，通过控制原料压缩的温度、压力及再粉碎的粒度等参数，可是实现调整浆液的粘度。随着压缩压力和温度的提高，物料内部孔隙结构被破坏得更加彻底，所含水分大大减少，物料间结合得更为致密，压缩后物料堆密度高，更有利于运输。同时随着再粉碎粒度的控制，在配浆时固液结合更好，浆液粘度降低，进而增加浆液整体的流动性。
具体实施方式
实施例1
一种提高油煤浆固含量的方法，包括以下步骤：
(1)对收集的焦煤进行烘干脱水，烘干脱水温度为30℃，烘干脱水时间为6h，然后采用球磨机粉碎至中位粒径(D50)为50μm；
(2)对步骤(1)粉碎后的煤采用压片机对煤进行压缩成型，压缩压力为20MPa，压缩温度为30℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的煤再次采用球磨机粉碎处理，粉碎至中位粒径(D50)为50μm，得煤粉，煤粉密度为1300kg/m3；
(4)将步骤(3)的60kg煤粉与40kg渣油混合、采用均质机研磨制浆，研磨制浆的时间为7分钟，得到浓度为60wt％的浆液。
实施例2
一种提高油煤浆固含量的方法，包括以下步骤：
(1)对收集的贫煤进行烘干脱水，烘干脱水温度为60℃，烘干脱水时间为2h，然后采用锤片式磨粉碎至中位粒径(D50)为100μm；
(2)对步骤(1)粉碎后的煤采用压条机对煤进行压缩成型，压缩压力为10MPa，压缩温度为60℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的煤再次采用锤片式磨粉碎处理，粉碎至中位粒径(D50)为30μm，得煤粉，煤粉密度为1100kg/m3；
(4)将步骤(3)的40kg煤粉与60kg地沟油按比例进行配比混合、采用分散机研磨制浆，研磨制浆的时间为15分钟，得到浓度为40wt％的浆液。
实施例3
一种提高油煤浆固含量的方法，包括以下步骤：
(1)对收集的气煤进行烘干脱水，烘干脱水温度为40℃，烘干脱水时间为3h，然后采用超微粉碎机粉碎至中位粒径(D50)为60μm；
(2)对步骤(1)粉碎后的煤采用压块机对煤进行压缩成型，压缩压力为15MPa，压缩温度为40℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的煤再次气流超微粉碎机粉碎处理，粉碎至中位粒径(D50)为40μm，得煤粉，煤粉密度为1200kg/m3；
(4)将步骤(3)的50kg煤粉与50kg蒽油混合、采用乳化机研磨制浆，研磨制浆的时间为10分钟，得到浓度为50wt％的浆液。
实施例4
一种提高油煤浆固含量的方法，包括以下步骤：
(1)对收集的长焰煤进行烘干脱水，烘干脱水温度为50℃，烘干脱水时间为4h，然后采用超微粉碎机粉碎至中位粒径(D50)为80μm；
(2)对步骤(1)粉碎后的煤采用压条机对煤进行压缩成型，压缩压力为18MPa，压缩温度为50℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的煤再次采用超微粉碎机粉碎处理，粉碎至中位粒径(D50)为45μm，得煤粉，煤粉密度为1250kg/m3；
(4)将步骤(3)的55kg煤粉与45kg洗油混合、采用胶体磨研磨制浆，研磨制浆的时间为12分钟，得到浓度为55wt％的浆液。
实施例5
一种提高油煤浆固含量的方法，包括以下步骤：
(1)对收集的褐煤进行烘干脱水，烘干脱水温度为50℃，烘干脱水时间为4h，然后采用超微粉碎机粉碎至中位粒径(D50)为80μm；
(2)对步骤(1)粉碎后的煤采用压条机对煤进行压缩成型，压缩压力为18MPa，压缩温度为50℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的煤再次采用超微粉碎机粉碎处理，粉碎至中位粒径(D50)为45μm，得煤粉，煤粉密度为1250kg/m3；
(4)将步骤(3)的55kg煤粉与45kg洗油混合、采用胶体磨研磨制浆，研磨制浆的时间为12分钟，得到浓度为55wt％的浆液。
对比例1
一种油煤浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)对收集的长焰煤进行烘干脱水，烘干脱水温度为50℃，烘干脱水时间为4h，然后采用超微粉碎机粉碎至中位粒径(D50)为45μm，得煤粉，煤粉密度为1250kg/m3；
(2)将步骤(1)的55kg煤粉与45kg洗油混合、采用胶体磨研磨制浆，研磨制浆的时间为12分钟，得到浓度为55wt％的浆液。
对比例2
一种提高油煤浆固含量的方法，包括以下步骤：
(1)对收集的长焰煤进行烘干脱水，烘干脱水温度为50℃，烘干脱水时间为4h，然后采用超微粉碎机粉碎至中位粒径(D50)为200μm；
(2)对步骤(1)粉碎后的煤采用压条机对煤进行压缩成型，压缩压力为18MPa，压缩温度为50℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的煤再次采用粗粉碎机进行粉碎处理，粉碎至中位粒径(D50)为1-3mm，得煤粉，煤粉密度为1250kg/m3；
(4)将步骤(3)的55kg煤粉与45kg洗油混合、采用胶体磨研磨制浆，研磨制浆的时间为12分钟，得到浓度为55wt％的浆液。
粘度测试：
对本发明实施例1-5所得浆液和对比例1-2所得浆液进行粘度测试，测试方法为：使用GB/T 18856.4-2008中规定的方法进行检测，采用油浴代替标准中的水浴进行加热恒温，以获得更高温度下的粘度数据，同时降低重复性限为20mPa·s。
具体测试结果见下表：
表1样品粘度测试结果
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种提高油煤浆固含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
原料预处理：收集煤并控制含水率低于2wt％，然后粉碎至中位粒径为50-100μm；
压缩：对粉碎后的煤进行压缩成型，压缩压力为10-20MPa，压缩温度为30-60℃；
粉碎：对压缩成型后的煤再次粉碎处理，粉碎至中位粒径为30-50μm，得煤粉；
制浆：将煤粉与油按比例进行配比混合、研磨制浆，得到浓度为40-60wt％的浆液。
2.根据权利要求1所述的提高油煤浆固含量的方法，其特征在于，采用烘干脱水来降低含水率，所述烘干脱水温度为30-110℃，烘干脱水时间为2-6h。
3.根据权利要求1所述的提高油煤浆固含量的方法，其特征在于，所述压缩成型为压片成型、压条成型或压块成型。
4.根据权利要求1所述的提高油煤浆固含量的方法，其特征在于，所述粉碎步骤粉碎至煤粉的堆密度为1100-1300kg/m3。
5.根据权利要求1所述的提高油煤浆固含量的方法，其特征在于，粉碎过程为锤片式磨粉碎、球磨粉碎、棒磨粉碎、超微粉碎或气流粉碎。
6.根据权利要求1所述的提高油煤浆固含量的方法，其特征在于，研磨制浆为搅拌制浆、分散制浆、乳化制浆、剪切制浆、均质制浆或胶体磨制浆。
7.根据权利要求1所述的提高油煤浆固含量的方法，其特征在于，所述研磨制浆的时间为7-15分钟。
8.根据权利要求1所述的提高油煤浆固含量的方法，其特征在于，所得浆液的50℃粘度为400-1300mPa·s。
9.根据权利要求1所述的提高油煤浆固含量的方法，其特征在于，所述油为地沟油、酸败油、废润滑油、重油、渣油、洗油、蒽油中的一种或多种。
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