CN109833968A - 一种重力沉降式水煤浆分级机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重力沉降式水煤浆分级机。该水煤浆分级机包括1个柱体腔体、第一锥体腔体和第二锥体腔体；第一锥体腔体和第二锥体腔体的底面并列连接于柱体腔体的同一底面上，且第一锥体腔体和第二锥体腔体均与柱体腔体相连通；近柱体腔体的另一底面的腔体壁上设有进料口，在柱体腔体的另一底面上相对于进料口的一端设置一小颗粒出料口；第一锥体腔体和第二锥体腔体的椎体顶点处分别设置出料口1和出料口2，出料口1和出料口2上分别设置放料阀1和放料阀2；于第一锥体腔体与第二锥体腔体连接处所对应的柱体腔体内部设置一挡板，挡板将柱体腔体的底部分为两部分，且挡板的高度小于柱体腔体的高。本发明能实现水煤浆中煤粉颗粒的有效分级。
Description
技术领域
本发明涉及一种水煤浆分级机，具体涉及一种重力沉降式水煤浆分级机，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燃料和气化原料，可用于工业锅炉、窑炉和电站锅炉的燃烧发电或供气，亦可用于煤气化生产合成氨、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，我国燃料水煤浆用量已达3000万吨/年，气化水煤浆用量已超过2亿吨/年。随着燃料和气化水煤浆的大规模推广及应用，水煤浆浓度偏低带来的诸多问题逐渐引起人们的关注，亦成为限制水煤浆产业发展的主要技术瓶颈。据测算，煤浆浓度每提高1个百分点，煤浆的热值可提高60kcal/kg，比煤耗可降低10kg/kNm3，比氧耗可降低10Nm3/kNm3，有效气成分提高0.8个百分点，燃烧和气化效率显著提高。因此，开发先进的制浆技术，优化水煤浆粒度级配，提高水煤浆浓度，改善水煤浆的流变性和稳定性，是水煤浆产业发展亟需解决的重要课题。
水煤浆的粒度级配是影响水煤浆浓度、粘度和流变性的关键因素。近年来，随着水煤浆制备技术的不断发展，新型制浆技术对煤粉分级的要求也越来越高。目前固体颗粒分级技术大多集中在干法分级，这些分级技术借用气体旋流或筛分震动实现颗粒的干法分级，但对颗粒的水分要求较为苛刻，一旦物料水分过大，则需要提前烘干才能进行分级。这些设备应用在水煤浆制备领域能力有限，尤其对于全水较大的煤种，分级效果较差，无法达到工艺要求。此外，煤粉干法分级操作难度较大，危险性高，不利于大规模推广应用，难以满足水煤浆产业发展的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种重力沉降式水煤浆分级机，本发明通过控制进入分级机的煤浆流速和分级机内部的中间挡板高度和位置，使水煤浆中大颗粒、中颗粒和小细颗分区聚集，再通过收集装置分别收集，实现水煤浆中煤粉颗粒的有效分级，满足新型制浆技术的要求。
本发明提供的一种水煤浆分级机，该水煤浆分级机包括1个柱体腔体、第一锥体腔体和第二锥体腔体；
所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体的底面并列连接于所述柱体腔体的同一底面上，且所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体均与所述柱体腔体相连通；所述柱体腔体的另一底面的腔体壁上设有进料口，在所述柱体腔体的另一底面上相对于所述进料口的一端设置一小颗粒出料口；所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体的椎体顶点处分别设置出料口1和出料口2，所述出料口1和所述出料口2上分别设置放料阀1和放料阀2；
于所述第一锥体腔体与所述第二锥体腔体连接处所对应的所述柱体腔体内部设置一挡板，所述挡板将所述柱体腔体的底部分为两部分，且所述挡板的高度小于所述柱体腔体的高。
本发明所述水煤浆分级机为采用重力沉降法的低浓度水煤浆分级机，具体可为重力沉降式水煤浆分级机。
上述的水煤浆分级机中，所述柱体腔体的边长或直径等于或大于与之相连接的所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体的底面的边长或直径之和；优选所述柱体腔体的边长等于与之相连接的所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体的底面的边长或直径之和。
上述的水煤浆分级机中，所述柱体腔体的形状为圆柱体、椭圆柱体或棱柱体；
第一锥体腔体的形状为圆锥、椭圆锥或棱锥；
第二锥体腔体的形状为圆锥、椭圆锥或棱锥。
上述的水煤浆分级机中，：所述挡板与所述柱体腔体的连接方式为可拆卸式连接。
上述的水煤浆分级机中，所述挡板与所述柱体腔体的连接方式为螺栓连接或插入式连接。
上述的水煤浆分级机中，与所述柱体腔体相连接的所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体二者的底面的边长比为1:0.1～9，具体可为1:0.5、1:0.1～0.5、1:0.5～9或1:0.1～5。
上述的水煤浆分级机中，所述挡板的高度与所述柱体腔体的高的比可为1～3:4，具体可为3:4。
本发明还提供了采用上述的水煤浆分级机分离水煤浆中煤粉颗粒分级的方法，包括如下步骤：将水煤浆通过所述进料口加入，当充满所述柱体腔体和所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体时，打开小颗粒出料口、放料阀1和放料阀2，煤粉颗粒中小颗粒通过所述小颗粒出料口流出，大颗粒和中颗粒分别通过出料口1和出料口2流出，即可实现所述水煤浆中煤粉颗粒分级。
上述的方法中，通过调整所述挡板的位置、所述挡板的高度、所述放料阀1和所述放料阀2的开度中的至少一种控制所述水煤浆中的煤粉颗粒分级。
上述的方法中，具体地将所述水煤浆分级机中所述挡板的位置、所述挡板的高度、所述放料阀1和所述放料阀2的开度控制所述水煤浆中的煤粉颗粒分级的方式如下：
当所述挡板安装位置越靠所述第二锥体腔体，其高度H越大，所述放料阀1的开度越大，大颗粒的粒径下限或中颗粒的粒径上限越小；
当所述挡板安装位置越靠所述第一锥体腔体，其高度H越小，所述放料阀2开度越小，大颗粒的粒径下限或中颗粒的粒径上限越大；所述放料阀2的开度越大，中颗粒的粒径下限或小颗粒的粒径上限越小；阀门2的开度越小，中颗粒的粒径下限或小颗粒的粒径上限越大。
上述的方法中，所述水煤浆为低浓度水煤浆；所述低浓度水煤浆浓度为10％～50％；
所述大颗粒和中颗粒的分级粒径dpc1可为0.35mm～0.1mm，
所述中颗粒和小颗粒的分级粒径dpc2可为0.08mm～0.04mm。
本发明所述的水煤浆分级机应用于气化水煤浆领域中。
本发明具有以下优点：
(1)本发明采用重力沉降法实现水煤浆中不同粒径煤粉颗粒的有效分离，通过调节挡板高度和物料流速实现对切割粒径的有效控制，可根据工艺需要灵活调整。
(2)本发明全流程为湿法流程，安全性及可操作性强。
(3)本设备构造简单，为连续式生产设备，满足水煤浆制备及煤化工企业的连续、稳定生产要求。
附图说明
图1为本发明采用重力沉降法的低浓度水煤浆分级机的横向剖面示意图。
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。
下面结合附图1和实施例对本发明进行详细描述。
实施例1、
如图1所示，本实施例提供了一种采用重力沉降法的低浓度水煤浆分级机，它由1个长方体腔体和2个四棱锥腔体组成，其中2个四棱锥腔体并列连接于长方体腔体底部，且2个四棱锥腔体的底面长边之和与长方体腔体的长边等长，四棱锥腔体与长方体腔体相连通，2个四棱锥腔体连接处所对应的长方体腔体内部有一高度为H的挡板，整个腔体分为大颗粒沉降区A、大颗粒收集区B、中颗粒沉降区C、中颗粒收集区D以及小颗粒排出区E。大颗粒沉降区A壁板上部装有进料口，小颗粒排出区E顶板末端装有小颗粒出料口，大颗粒收集区B椎体末端装有放料阀1，中颗粒收集区D椎体末端装有放料阀2。
本实施例中，大颗粒收集区B椎体底面长边L1＝2/3L，中颗粒收集区D椎体底面长边L2＝1/3L；
本实施例中，挡板为可拆卸式，其与腔体的连接方式可为插入式连接，高度H＝3/4h；
本实施例中，被分级水煤浆中添加剂为萘磺酸盐甲醛缩合物、木质素磺酸钠或腐殖酸钠的任意一种或任意两种或三种的混合物；
本实施例被分级水煤浆的制浆原料煤为神华特低灰煤：神混1#煤＝1：1的配煤(以下简称“神华煤”)，其全水Mt＝16％，收到基灰分Aar＝9％，收到基挥发分Var＝23％；
本实施例被分级的低浓度水煤浆浓度为30％。
如图1所示，本发明分级该低浓度水煤浆的过程如下：
(1)界区外来的浓度为30％的水煤浆进入该分级机，此时阀门1和阀门2为关闭状态；
(2)当分级机被充满后，物料沿小颗粒出料口流出，此时打开阀门1和阀门2，大颗粒物料通过阀门1排出，中颗粒物料通过阀门2排出，小颗粒物料通过小颗粒出料口排出；
(3)选取临界粒径dpc1＝0.15mm，dpc2＝0.045mm，通过调整阀门1和阀门2的开度，使大颗粒和中颗粒出料满足要求，调整后三个排料口出料指标见表1。
表1原浆及各出料口分析指标
(4)将三个出料口的物料收集，分别得到分级后的大颗粒物料、中颗粒物料和小颗粒物料，可供后续工段使用。
Claims (10)
1.一种水煤浆分级机，其特征在于：该水煤浆分级机包括1个柱体腔体、第一锥体腔体和第二锥体腔体；
所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体的底面并列连接于所述柱体腔体的同一底面上，且所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体均与所述柱体腔体相连通；近所述柱体腔体的另一底面的腔体壁上设有进料口，在所述柱体腔体的另一底面上相对于所述进料口的一端设置一小颗粒出料口；所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体的椎体顶点处分别设置出料口1和出料口2，所述出料口1和所述出料口2上分别设置放料阀1和放料阀2；
于所述第一锥体腔体与所述第二锥体腔体连接处所对应的所述柱体腔体内部设置一挡板，所述挡板将所述柱体腔体的底部分为两部分，且所述挡板的高度小于所述柱体腔体的高。
2.根据权利要求1所述的水煤浆分级机，其特征在于：所述柱体腔体的边长或直径等于或大于与之相连接的所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体的底面的边长或直径之和。
3.根据权利要求1或2所述的水煤浆分级机，其特征在于：所述柱体腔体的形状为圆柱体、椭圆柱体或棱柱体；
第一锥体腔体的形状为圆锥、椭圆锥或棱锥；
第二锥体腔体的形状为圆锥、椭圆锥或棱锥。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的水煤浆分级机，其特征在于：所述挡板与所述柱体腔体的连接方式为可拆卸式连接。
5.根据权利要求4所述的水煤浆分级机，其特征在于：所述挡板与所述柱体腔体的连接方式为螺栓连接或插入式连接。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的水煤浆分级机，其特征在于：与所述柱体腔体相连接的所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体二者的底面的边长比为1:0.1～9。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的水煤浆分级机，其特征在于：所述挡板的高度与所述柱体腔体的高的比为1～3:4。
8.采用权利要求1-7中任一项所述的水煤浆分级机分离水煤浆中煤粉颗粒分级的方法，包括如下步骤：将水煤浆通过所述进料口加入，当充满所述柱体腔体和所述第一锥体腔体和所述第二锥体腔体时，打开小颗粒出料口、放料阀1和放料阀2，煤粉颗粒中小颗粒通过所述小颗粒出料口流出，大颗粒和中颗粒分别通过出料口1和出料口2流出，即可实现所述水煤浆中煤粉颗粒分级。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：通过调整所述挡板的位置、所述挡板的高度、所述放料阀1和所述放料阀2的开度中的至少一种控制所述水煤浆中的煤粉颗粒分级。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：所述水煤浆为低浓度水煤浆；所述低浓度水煤浆浓度为10％～50％；
所述大颗粒和中颗粒的分级粒径dpc1为0.35mm～0.1mm，
所述中颗粒和小颗粒的分级粒径dpc2为0.08mm～0.04mm。
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