CN110194974A - 一种煤与半焦复配制备料浆的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤与半焦复配制备料浆的方法,属于粉体加工和能源环保领域,该方法以半焦、煤、废水和添加剂为原料,采用干法或湿法制成废水半焦煤浆,其中:各组分按照质量百分比依次为煤15~40 %,半焦19.9~44.7%,废水35~45 %,添加剂0.1~0.3%;本发明解决了半焦堆密度低、孔隙度高、成浆性能差以及废水污染物含量高、难降解的问题。本发明利用半焦和煤的可磨性和粒度分布差异,调节原料可磨性,拓宽粒度分布,从而制备出浓度高、稳定性好的废水‑半焦‑煤浆。此外,利用半焦对废水中有机物的吸附,降低废水的气味,实现废水和半焦的清洁、高效资源化利用。
Description
技术领域
本发明属于粉体加工和能源环保技术领域,特别涉及一种煤与半焦复配制备料浆的方法。
背景技术
半焦是由泥煤、褐煤和高挥发分的烟煤等经低温(500~700℃)干馏得到的固体产物,具有密度低、比表面大、孔径发达等特点,难以制成高浓度的水焦浆。级配技术利用固体颗粒不同粒径的合理搭配,拓宽粒度分布,从而提高水煤/半焦浆的性能。煤化工废水气味大,含有大量对环境有害的有机物,但可以作为制备水煤/半焦浆的原料,从而实现废水的资源化利用。
中国发明专利申请201110088098.7公开了一种废水煤焦浆及其制备方法和用途。所述废水煤焦浆包括以下质量分数 含量的各组分:20~60%石油焦,5~40%低级煤,25~35%工业废水,0~10%水。该发明制备的废水煤焦浆充分利用了工业废水中的水分、有机物及高分子化合物,降低了分散剂添加量,无需添加稳定剂;弥补了水焦浆稳定性差及难着火、难气化的缺点;合理利用了低级煤和石油焦物理与化学性质的互补性,克服了低级煤与石油焦混合制浆石油焦配比低、成浆浓度低的缺点。该发明仅涉及了石油焦的制浆问题,对于半焦制浆不一定适用。
中国发明专利申请201510047015.8公开了一种利用工业废水制备的水煤浆,包含煤粉、工业废水及添加剂,添加剂包括分散剂和稳定剂,分散剂成分中阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂重量比为8:2,其中,阴离子表面活性剂为萘磺酸盐甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚烯烃磺酸盐、聚羧酸盐中的两种或三种组合物,非离子表面活性剂为脂肪醇酯或脂肪酸酯,稳定剂成份中羟丙基甲基纤维素、淀粉、木质纤维素重量比为89:10:1。该发明还公开了制备水煤浆的工艺方法,包括原料煤破碎、研磨、过滤、搅拌并熟化、成品水煤浆储存等步骤。该发明的工艺流程和所用添加剂的成分较复杂,仍有可以改进的空间。
中国发明专利申请201210335012.0利用丙烯腈废水制备的水煤浆,可有效解决丙烯腈废水难以处理,污染环境,同时水煤浆生产需要大量用水的问题,其解决的技术方案是,该水煤浆由以下重量百分比计的:添加剂0.1~5%,丙烯腈废水25%~49.9%,煤粉50-70%制成,其中先将添加剂和丙烯腈废水混合,搅拌均匀成混合液,再将煤粉加入到上述混合液中,搅拌均匀即可。该发明涉及其他类型的废水制浆的问题,因此对于煤化工废水这样一种成分复杂的工业废水适用性不强。
对于孔隙发达、堆积密度低的半焦和成分复杂、处理难度大的煤化工废水,如何采用较简单的工艺流程制备高性能废水-半焦-煤浆是煤化工行业亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种煤与半焦复配制备料浆的方法,以解决现有技术中半焦难以制成高浓度水焦浆的问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种煤与半焦复配制备料浆的方法,以半焦、煤、废水和添加剂为原料,采用干法或湿法制成废水半焦煤浆,其中:各组分按照质量百分比依次为煤15~40 %,半焦19.9~44.7%,废水35 ~45 %,添加剂0.1~0.3%。
作为一个优选方案,将煤破碎后过筛制得煤粉,将半焦研磨制得半焦粉,在搅拌条件下,煤粉与半焦粉、废水以及添加剂充分混合,制得废水半焦煤浆。
作为一个优选方案,将半焦、添加剂和废水一同加入磨机中磨制成废水半焦浆,再与破碎过筛的煤粉在搅拌条件下混合制浆,制得废水半焦煤浆。
作为一个优选方案,将煤破碎后过筛制得煤粉,煤粉和半焦、废水、添加剂一同加入磨机进行湿法制浆,制得废水半焦煤浆。
优选地,所述半焦的哈氏可磨性指数为80-100,煤的哈氏可磨性指数为50-70。
优选地,所述煤破碎后过14-40目筛制得煤粉,所述煤粉的平均粒径为100-200μm。
优选地,所述半焦的平均粒径为50-200μm,半焦通过球磨机研磨至半焦粉,所述半焦粉的平均粒径为15-45μm。
优选地,所述添加剂包括萘磺酸甲醛共聚物和丙烯酸钠型添加剂,且质量比为1:3-3:1。萘磺酸甲醛共聚物对煤有较好的分散性,丙烯酸钠型添加剂对半焦有较好的分散性。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明利用半焦和破碎后的煤颗粒粒径的不同以及它们可磨性的差异,通过调控这两种原料的比例、粒度分布和可磨性,并且利用半焦对废水中有机物的吸附性能,制备出高性能的废水-半焦-煤浆,并实现废水和半焦的资源化环保利用。
附图说明
图1是本发明中实施例1-8的工艺流程图;
图2是本发明中实施例9-10的工艺流程图;
图3是本发明中实施例11-12的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示,作为一个优选方案,将煤破碎后过筛制得煤粉,将半焦研磨制得半焦粉,在搅拌条件下,煤粉与半焦粉、废水以及添加剂充分混合,制得废水-半焦-煤浆。
如图2所示,作为一个优选方案,将半焦、添加剂和废水一同加入磨机中磨制若干时间,制得废水半焦浆,再与破碎过筛的煤粉在搅拌条件下混合,制得废水-半焦-煤浆。
如图3所示,作为一个优选方案,将煤破碎后过筛制得煤粉,煤粉和半焦、废水、添加剂一同加入磨机磨制若干时间,制得废水-半焦-煤浆。
实施例1
将大同煤(哈氏可磨性指数为55.6)破碎后过14目筛,得到煤的粗粉,平均粒径为200μm;再在球磨机中将平均粒径为200μm半焦(哈氏可磨性指数为85.7)研磨成细粉,平均粒径为45μm;称取60g煤粉和59.5g半焦粉,在搅拌条件下缓慢加到盛有80g废水和0.5g添加剂的烧杯中;待煤粉和半焦粉全部加入后,再搅拌约10min,制得废水-半焦-煤浆。
实施例2
将红柳林煤(哈氏可磨性指数为62.4)破碎后过14目筛,得到煤的粗粉,平均粒径为150μm;再在球磨机中将平均粒径为100μm半焦(哈氏可磨性指数为92.6)研磨成粉,平均粒径为30μm;称取61g煤粉和60.6g半焦粉,在搅拌条件下缓慢加到盛有78g废水和0.4g添加剂的烧杯中;待煤粉和半焦粉全部加入后,再搅拌约10min,制得废水-半焦-煤浆。
实施例3
将兖州煤(哈氏可磨性指数为68.7)破碎后过14目筛,得到煤的粗粉,平均粒径为100μm;再在球磨机中将平均粒径为50μm半焦(哈氏可磨性指数为98.2)研磨成粉,平均粒径为15μm;称取30g煤粉和89.4g半焦粉,在搅拌条件下缓慢加到盛有80g废水和0.6g添加剂的烧杯中;待煤粉和半焦粉全部加入后,再搅拌约10min,制得废水-半焦-煤浆。
实施例4
将红柳林煤(哈氏可磨性指数为62.4)破碎后过14目筛,得到煤的粗粉,平均粒径为150μm;再在球磨机中将半焦(哈氏可磨性指数为92.6)研磨成粉,平均粒径为25μm;称取50g煤粉和79.8g半焦粉,在搅拌条件下缓慢加到盛有70g废水和0.2g添加剂的烧杯中;待煤粉和半焦粉全部加入后,再搅拌约10min,制得废水-半焦-煤浆。
实施例5
将红柳林煤(哈氏可磨性指数为62.4)破碎后过20目筛,得到煤的粗粉,平均粒径为120μm;再在球磨机中将半焦(哈氏可磨性指数为92.6)研磨成粉,平均粒径为20μm;称取80g煤粉和29.5g半焦粉,在搅拌条件下缓慢加到盛有90g废水和0.5g添加剂的烧杯中;待煤粉和半焦粉全部加入后,再搅拌约10min,制得废水-半焦-煤浆。
实施例6
将红柳林煤(哈氏可磨性指数为62.4)破碎后过40目筛,得到煤的粗粉,平均粒径为100μm;再在球磨机中将半焦(哈氏可磨性指数为90.2)研磨成粉,平均粒径为27μm;称取30g煤粉和89.4g半焦粉,在搅拌条件下缓慢加到盛有80g废水、萘磺酸甲醛共聚物0.15g、丙烯酸钠型添加剂0.45g的烧杯中;待煤粉和半焦粉全部加入后,再搅拌约10min,制得废水-半焦-煤浆。
实施例7
将鄂尔多斯煤(哈氏可磨性指数为70)破碎后过14目筛,得到煤的粗粉,平均粒径为200μm;再在球磨机中将平均粒径为200μm半焦(哈氏可磨性指数为100)研磨成细粉,平均粒径为45μm;称取60g煤粉和59.5g半焦粉,在搅拌条件下缓慢加到盛有80g废水和0.5g添加剂的烧杯中;待煤粉和半焦粉全部加入后,再搅拌约10min,制得废水-半焦-煤浆。
实施例8
将新疆准东煤(哈氏可磨性指数为50)破碎后过40目筛,得到煤的粗粉,平均粒径为100μm;再在球磨机中将半焦(哈氏可磨性指数为80)研磨成粉,平均粒径为27μm;称取30g煤粉和89.4g半焦粉,在搅拌条件下缓慢加到盛有80g废水、萘磺酸甲醛共聚物0.15g、丙烯酸钠型添加剂0.45g的烧杯中;待煤粉和半焦粉全部加入后,再搅拌约10min,制得废水-半焦-煤浆。
实施例9
将红柳林煤(哈氏可磨性指数为62.4)破碎后过40目筛,得到煤的粗粉,平均粒径为120μm;再在球磨机中将79.8g半焦(哈氏可磨性指数为92.6)与70g废水、0.1丙烯酸钠型添加剂一同研磨成浓度约为53%的废水半焦浆,平均粒径为35μm;称取40g煤粉和150g半焦浆,在搅拌条件下缓慢加到盛有26g废水和0.1g萘磺酸甲醛共聚物的烧杯中;待煤粉和半焦粉全部加入后,再搅拌约10min,制得废水-半焦-煤浆。
实施例10
将红柳林煤(哈氏可磨性指数为62.4)破碎后过30目筛,得到煤的粗粉,平均粒径为130μm;再在球磨机中将79.8g半焦(哈氏可磨性指数为92.6)与70g废水、0.1g丙烯酸钠型添加剂一同研磨成浓度约为53%的废水半焦浆,平均粒径为35μm;称取40g煤粉和150g半焦浆,在搅拌条件下缓慢加到盛有20g废水和0.1g萘磺酸甲醛共聚物的烧杯中;待煤粉和半焦粉全部加入后,再搅拌约10min,制得废水-半焦-煤浆。
实施例11
将红柳林煤(哈氏可磨性指数为62.4)破碎后过8目筛,平均粒径为200μm;取筛下的煤粉1.5kg、半焦(哈氏可磨性指数为92.6)1.99 kg、废水6.5kg、萘磺酸甲醛共聚物7.5g、丙烯酸钠型添加剂2.5g一同加入球磨机磨制30min,制得废水-半焦-煤浆,平均粒径为45μm。
实施例12
将红柳林煤(哈氏可磨性指数为62.4)破碎后过8目筛,平均粒径为195μm;取筛下的煤粉2.0kg、半焦(哈氏可磨性指数为92.6)3.3kg、废水4.4kg、萘磺酸甲醛共聚物15g、丙烯酸钠型添加剂15g一同加入球磨机磨制30min,制得废水-半焦-煤浆,平均粒径为40μm。
本发明解决了半焦堆密度低、孔隙度高、成浆性能差以及废水污染物含量高、难降解的问题。本发明利用半焦和煤的可磨性和粒度分布差异,调节原料可磨性,拓宽粒度分布,从而制备出浓度高、稳定性好的废水-半焦-煤浆。此外,利用半焦对废水中有机物的吸附,降低废水的气味,实现废水和半焦的清洁、高效资源化利用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种煤与半焦复配制备料浆的方法,其特征在于,以半焦、煤、废水和添加剂为原料,采用干法或湿法制成废水半焦煤浆,其中:各组分按照质量百分比依次为煤15~40 %,半焦19.9~44.7%,废水35 ~45 %,添加剂0.1~0.3%。
2.根据权利要求1所述的煤与半焦复配制备料浆的方法,其特征在于,将煤破碎后过筛制得煤粉,将半焦研磨制得半焦粉,在搅拌条件下,煤粉与半焦粉、废水以及添加剂充分混合,制得废水半焦煤浆。
3.根据权利要求1所述的煤与半焦复配制备料浆的方法,其特征在于,将半焦、添加剂和废水一同加入磨机中磨制成废水半焦浆,再与破碎过筛的煤粉在搅拌条件下混合制浆,制得废水半焦煤浆。
4.根据权利要求1所述的煤与半焦复配制备料浆的方法,其特征在于,将煤破碎后过筛制得煤粉,煤粉和半焦、废水、添加剂一同加入磨机进行湿法制浆,制得废水半焦煤浆。
5.根据权利要求2-4任一所述的煤与半焦复配制备料浆的方法,其特征在于,所述半焦的哈氏可磨性指数为80-100,煤的哈氏可磨性指数为50-70。
6.根据权利要求2-4任一所述的煤与半焦复配制备料浆的方法,其特征在于,所述煤破碎后过14-40目筛制得煤粉,所述煤粉的平均粒径为100-200μm。
7.根据权利要求2所述的煤与半焦复配制备料浆的方法,其特征在于,所述半焦的平均粒径为50-200μm,半焦通过球磨机研磨至半焦粉,所述半焦粉的平均粒径范围为15-45μm。
8.根据权利要求1-4任一所述的煤与半焦复配制备料浆的方法,其特征在于,所述添加剂包括萘磺酸甲醛共聚物和丙烯酸钠型添加剂,且质量比为1:3-3:1。
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