CN109233922A - 细水煤浆的制备系统与卧式细磨工艺制备细水煤浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细水煤浆的制备系统与卧式细磨工艺制备细水煤浆及其制备方法。该制备系统，包括依次连接的粗浆配制罐、卧式细磨机和细浆搅拌罐。该细水煤浆包括平均粒径为15～30μm的水煤浆和添加剂；其质量百分比浓度为50％～58％；添加剂选自木质素磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物和腐植酸盐中的至少一种；平均粒径为15～30μm的水煤浆和添加剂按干基质量比为1：0.003～0.012。它的制备方法如下：1)将粗水煤浆与稀释水和添加剂加入粗浆配制罐，配制粗浆；2)将粗浆送入卧式细磨机进行湿法研磨，细磨至平均粒径为15～30μm的细浆；3)细浆进入细浆搅拌罐中过滤、搅拌，即得。本发明提高了研磨效率，制浆能耗降低、浓度提高，研磨介质消耗量降低，操作简单，运行安全可靠。

Description

细水煤浆的制备系统与卧式细磨工艺制备细水煤浆及其制备 方法

技术领域

本发明涉及一种细水煤浆的制备系统与卧式细磨工艺制备细水煤浆及其制备方法，属于水煤浆技术领域。

背景技术

水煤浆是由煤、水和添加剂组成的煤基流体原料，作为水煤浆气化原料，大量用于生产合成氨、甲醇、烯烃、油品和天然气等化工产品。据不完全统计，截止到2017年底，我国煤化工企业气化水煤浆用量已突破3亿吨/年；水煤浆也是一种低污染煤基流体燃料，大量用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉，代油、代气、代煤燃烧。

煤的优化粒度级配是决定水煤浆质量的重要因素，优化粒度级配制备高浓度水煤浆技术的核心是制备细水煤浆。为了增加水煤浆中细粉粒度所占的比重，需将单棒磨机制备的产品水煤浆抽取一部分进行湿法细磨，得到的细浆重新返回棒磨机。目前煤化工企业提浓制浆全部采用立式细磨机制备细水煤浆。主要存在如下问题：

(1)细水煤浆浓度偏低。立式细磨机工作原理及其研磨工艺条件要求粗浆质量百分比浓度不能大于40％，否则，设备无法正常运行。因此，目前采用立式细磨机制备的细水煤浆质量百分比浓度≤40％，浓度偏低。

(2)细水煤浆的制浆能耗偏高。由于立式细磨机研磨过程中无效研磨过多，造成研磨效率偏低，因此，目前采用立式细磨机制备细水煤浆的能耗为60～70kwh，制浆能耗偏高，从而导致制浆成本较高。

(3)单位细水煤浆研磨介质消耗偏高。立式细磨机采用氧化铝陶瓷球作为研磨介质，由于氧化铝陶瓷球强度低，比重轻等原因，造成研磨介质消耗较高，目前采用立式细磨机制备细水煤浆的研磨介质消耗量为800～1000g/t干煤，不仅造成制浆成本高，而且生产过程中需要频繁向立式细磨机研磨腔内添加研磨介质，造成工作强度加大，操作复杂。

发明内容

本发明的目的是提供细水煤浆的制备系统与卧式细磨工艺制备细水煤浆及其制备方法，本发明采用卧式细磨机代替立式细磨机研磨制备细水煤浆，大幅度提高了研磨效率，制浆能耗降低～50％，制浆浓度提高～15个百分点，研磨介质消耗量降低～80％，操作简单，运行安全可靠，本发明制备的产品细水煤浆质量百分比浓度≥50％。

本发明提供的一种细水煤浆的制备系统，它包括依次连接的粗浆配制罐、卧式细磨机和细浆搅拌罐。

上述的制备系统中，所述粗浆配制罐上连接有配浆泵、稀释水流量调节阀和添加剂泵；所述配浆泵用变频器来调节粗水煤浆进料量的大小，所述稀释水流量调节阀以调节稀释水的流量，所述添加剂泵用来调节添加剂加入量的大小。

上述的制备系统中，所述粗浆配制罐、所述卧式细磨机之间连接有粗浆泵，其用来控制粗浆流量的大小；使用时，制备细浆的粒度通过调整所述卧式细磨机研磨介质的直径大小控制，所述卧式细磨机研磨介质为耐磨钢珠，直径可为1.5～3.5mm，优选2.0～3.0mm。

上述的制备系统中，所述卧式细磨机出口管线上设置安全过滤器，通过所述安全过滤器与所述细浆搅拌罐连接；设置所述安全过滤器以过滤非正常工况细浆夹带的研磨介质，防止研磨介质进入所述细浆搅拌罐。

本发明还提供了一种细水煤浆，该细水煤浆包括平均粒径为15～30μm的水煤浆和添加剂；

所述的细水煤浆的质量百分比浓度为50％～58％；

所述添加剂选自木质素磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物和腐植酸盐中的至少一种；

所述平均粒径为15～30μm的水煤浆和添加剂按干基质量比为1：0.003～0.012。

上述的细水煤浆中，所述水煤浆的平均粒径为20～25μm；

所述的细水煤浆的质量百分比浓度为51％～53％。

上述的细水煤浆中，所述的细水煤浆中的水为生产水和/或废液；

所述木质素磺酸盐包括木质素磺酸铵和/或木质素磺酸钠；

所述腐植酸盐包括腐植酸钠和/或腐植酸镁。

本发明进一步提供了采用上述的制备系统制备所述细水煤浆的方法，包括如下步骤：1)将粗水煤浆与稀释水和添加剂加入粗浆配制罐，配制粗浆；

2)将所述粗浆送入卧式细磨机进行湿法研磨，细磨至平均粒径为15～30μm的细浆；

3)所述细浆进入细浆搅拌罐中过滤、搅拌，即得到所述细水煤浆。

上述的制备方法中，步骤1)中，所述粗水煤浆与所述稀释水和所述添加剂按干基质量比为1：0.3～0.6：0.003～0.012，优选1：0.4～0.5：0.007～0.008；

所述粗水煤浆的质量百分比浓度为63～69％；

所述粗水煤浆的粒径为≤1.5mm；

所述粗浆的质量百分比浓度为≥50％。

上述的制备方法中，所述卧式细磨机研磨介质为耐磨钢珠；

所述耐磨钢珠的直径为1.5～3.5mm，优选2.0～3.0mm。

本发明中，加入所述粗浆配制罐的所述粗水煤浆与所述稀释水和所述添加剂，分别通过所述配浆泵、所述稀释水流量调节阀和所述添加剂泵控制加入量，所述配浆泵用变频器来调节粗水煤浆进料量的大小，所述稀释水流量调节阀以调节稀释水的流量，所述添加剂泵用来调节添加剂加入量的大小。

本发明中，步骤1)中得到的粗浆通过所述粗浆泵控制进入所述卧式细磨机，所述粗浆泵用来控制所述粗浆流量的大小。

本发明中，步骤2)中卧式细磨机得到的平均粒径为15～30μm的细浆，通过卧式细磨机出口管线上设置的安全过滤器过滤后进入所述细浆搅拌罐。

本发明中，通过上述方法制备得到的所述细水煤浆也属于本发明的保护范围。

本发明具有以下优点：

1、采用卧式细磨机代替立式细磨机制备细水煤浆，大幅度提高了研磨效率，制浆能耗降低～50％；

2、采用卧式细磨机代替立式细磨机制备细水煤浆，配制粗浆的质量百分比浓度≥50％，产品细水煤浆的质量百分比浓度提高～15个百分点；

3、采用卧式细磨机代替立式细磨机制备细水煤浆，细磨机研磨介质采用耐磨钢珠，大幅度降低了研磨介质消耗量，单位制浆的研磨介质消耗量降低～80％；

4、采用卧式细磨机代替立式细磨机制备细水煤浆，细磨机单台处理能力提高～60％；

5、采用卧式细磨机代替立式细磨机制备细水煤浆，设备检维修方便，检修费用降低，检修工作量减少；

6、采用卧式细磨机代替立式细磨机制备细水煤浆，操作简单，设备运行平稳，安全可靠。

附图说明

图1为本发明细水煤浆的制备系统。

图2为本发明卧式细磨制备细水煤浆工艺流程图。

图1中各个标记如下：

1配浆泵；2稀释水流量调节阀；3粗浆配制罐；4添加剂泵；5粗浆泵；6卧式细磨机；7安全过滤器；8细浆搅拌罐。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

如图1所示，为本发明提供的一种细水煤浆的制备系统。它包括依次连接的粗浆配制罐3、卧式细磨机6和细浆搅拌罐8。

进一步地，粗浆配制罐3上连接有配浆泵1、稀释水流量调节阀2和添加剂泵4；配浆泵3用变频器来调节粗水煤浆进料量的大小，稀释水流量调节阀2以调节稀释水的流量，添加剂泵4用来调节添加剂加入量的大小。

进一步地，粗浆配制罐3、卧式细磨机6之间连接有粗浆泵，其用来控制粗浆流量的大小；使用时，制备细浆的粒度通过调整卧式细磨机6研磨介质的直径大小控制，卧式细磨机6研磨介质为耐磨钢珠，直径可为1.5～3.5mm，优选2.0～3.0mm。

进一步地，卧式细磨机6出口管线上设置安全过滤器5，通过安全过滤器5与细浆搅拌罐8连接；设置安全过滤器5以过滤非正常工况细浆夹带的研磨介质，防止研磨介质进入细浆搅拌罐8。

实施例1、卧式细磨工艺制备细水煤浆

本实施例用的原料煤为内蒙古准格尔旗油房渠矿区煤(以下简称“油房渠煤”)，其全水Mt＝22.68％，Aad＝7.79％，Vad＝28.28％。

根据图2中本发明卧式细磨机制备细水煤浆工艺流程，本发明利用该原料煤采用如图1所示的制备系统制备细水煤浆的过程如下：

(1)用配浆泵抽取油房渠煤粗水煤浆(浓度为63.5wt％)与稀释水和木质素磺钠按干基质量比1:0.4:0.007加入粗浆配制罐，剪切搅拌均匀，配制粗浆质量百分比浓度为50.6％；

(2)将配制的粗浆用粗浆泵送入卧式细磨机进行研磨，细磨至平均粒径为25μm的细浆；

(3)细磨机出口细浆经安全过滤装置进入细浆搅拌罐，均匀搅拌即为产品细水煤浆。

本发明制备过程中，制浆能耗为30kwh，与对比例中60kwh相比制浆能耗降低50％，显著降低了制浆成本，细浆浓度为50.6wt％，与对比例中38.8wt％相比制浆浓度提高11.8个百分点，细水煤浆平均粒径为25μm。

本对比例用的原料煤为内蒙古准格尔旗油房渠矿区煤，其全水Mt＝22.68％，Aad＝7.79％，Vad＝28.28％。

利用上述原料煤采用立式细磨机制备细水煤浆的过程如下：

(1)用配浆泵抽取油房渠煤粗水煤浆(浓度为63.5wt％)与稀释水按干基质量比1:1加入粗浆配制罐，均匀搅拌，配制粗浆浓度为38.8wt％；

(2)将配制的粗浆用粗浆泵送入立式细磨机进行研磨，细磨至平均粒径为25μm的细浆；

(3)细浆从立式细磨机顶部溢流至细浆搅拌罐，均匀搅拌即为细水煤浆产品。

上述采用立式细磨机制备细水煤浆，制浆耗能为60kwh，细浆浓度为38.8wt％，细水煤浆平均粒径为25μm。

实施例2、

本实施例中所用原料煤为榆林锦界煤，含有分析水7.5％，全水14.1％，灰分11.9％。

采用如图1所示的制备系统，卧式细磨工艺制备细水煤浆的方法，通过如下步骤：

(1)用配浆泵抽取榆林锦界煤粗水煤浆(浓度为66.5wt％)与稀释水和木质素磺酸钠按干基质量比1:0.4:0.007加入粗浆配制罐，剪切搅拌均匀，制备粗浆浓度为52.5wt％；

(2)将配制的粗浆用粗浆泵送入卧式细磨机进行研磨，细磨至平均粒径为22μm的细浆；

(3)细浆经安全过滤装置进入细浆搅拌罐，均匀搅拌即为细水煤浆产品。

上述采用卧式细磨机制备细水煤浆，制浆能耗为～30kwh，细水煤浆浓度为52.5wt％，细水煤浆平均粒径为22μm。

Claims (10)

1.一种细水煤浆的制备系统，其特征在于：它包括依次连接的粗浆配制罐、卧式细磨机和细浆搅拌罐。

2.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于：所述粗浆配制罐上连接配浆泵、稀释水流量调节阀和添加剂泵。

3.根据权利要求1或2所述的制备系统，其特征在于：所述粗浆配制罐、所述卧式细磨机之间连接有粗浆泵。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备系统，其特征在于：所述卧式细磨机出口管线上设置安全过滤器，通过所述安全过滤器与所述细浆搅拌罐连接。

5.一种细水煤浆，其特征在于：该细水煤浆包括平均粒径为15～30μm的水煤浆和添加剂；

所述的细水煤浆的质量百分比浓度为50％～58％；

所述添加剂选自木质素磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物和腐植酸盐中的至少一种；

所述平均粒径为15～30μm的水煤浆和添加剂按干基质量比为1：0.003～0.012。

6.根据权利要求5所述的细水煤浆，其特征在于：所述水煤浆的平均粒径为20～25μm；

所述的细水煤浆的质量百分比浓度为51％～53％。

7.根据权利要求5或6所述的细水煤浆，其特征在于：所述的细水煤浆中的水为生产水和/或废液；

所述木质素磺酸盐包括木质素磺酸铵和/或木质素磺酸钠；

所述腐植酸盐包括腐植酸钠和/或腐植酸镁。

8.采用权利要求1-4中任一项所述的制备系统制备权利要求5-7中任一项所述的细水煤浆的方法，包括如下步骤：1)将粗水煤浆与稀释水和添加剂加入粗浆配制罐，配制粗浆；

2)将所述粗浆送入卧式细磨机进行湿法研磨，细磨至平均粒径为15～30μm的细浆；

3)所述细浆进入细浆搅拌罐中过滤、搅拌，即得到所述细水煤浆。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述粗水煤浆与所述稀释水和所述添加剂按干基质量比为1：0.3～0.6：0.003～0.012，优选1：0.4～0.5：0.007～0.008；

所述粗水煤浆的质量百分比浓度为63～69％；

所述粗水煤浆的粒径为≤1.5mm；

所述粗浆的质量百分比浓度为≥50％。

10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于：所述卧式细磨机研磨介质为耐磨钢珠；

所述耐磨钢珠的直径为1.5～3.5mm，优选2.0～3.0mm。