CN111349496B - 一种高浓度水煤浆的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤化工技术领域,具体涉及一种高浓度水煤浆的生产方法,具体的生产方法包括对原料煤进行破碎,得到干煤粉,将干煤粉与水和电解质盐利用搅拌设备在慢速下共混,再对共混后的混合液予以静置筛分,分别得到液体的第一浆料和不溶于其中的难溶料,对S2中筛分后得到的难溶料进行脱水提质等操作步骤;本发明提供的制备方法制造成本较为低廉并充分适用于不同种类的原料煤,通过对煤料进行初共混以及静置筛分后对难溶料再予以细磨并配合添加剂共混的方法,能够有效提高填充煤料颗粒的间隙从而提高浆液的总体浓度,生产得到的水煤浆产物稳定性好,满足了水煤浆生产过程连续、低能耗和稳定的需求。
Description
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域,具体涉及一种高浓度水煤浆的生产方法。
背景技术
水煤浆是由大约65%的煤、34%的水和1%的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料,它改变了煤的传统燃烧方式,显示出了巨大的环保节能优势,尤其是近几年来,采用废物资源化的技术路线后,研制成功的环保水煤浆,可以在不增加费用的前提下,大大提高了水煤浆的环保效益,在我国丰富煤炭资源的保障下,水煤浆也已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的洁净能源。
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,现有技术中的水煤浆由于制备方法的不足,例如为了提升水煤浆浆液的浓度,对煤料进行反复分级筛选研磨,从而导致制备成本较高,同时普通水煤浆的稳定性以及分散性均不够理想,使得浆液在长时间静置存在的过程中容易导致浆液表面发生析水分层以及浆液内部产生沉淀的现象。
发明内容
针对以上问题,本发明提供了一种高浓度水煤浆的生产方法,本发明提供的制备方法制造成本较为低廉,并充分适用于不同种类的原料煤,通过该方法所生产得到的水煤浆产物稳定性好,满足了水煤浆生产过程连续、低能耗和稳定的需求。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种高浓度水煤浆的生产方法,具体的生产方法包括如下步骤:
S1:对原料煤进行破碎,得到干煤粉;
S2:将干煤粉与水和电解质盐利用搅拌设备在慢速下共混,再对共混后的混合液予以静置筛分,分别得到液体的第一浆料和不溶于其中的难溶料;
S3:对S2中筛分后得到的难溶料进行脱水提质,得到干燥的粉料,并对粉料进行细研磨,再将细研磨后的粉料与化学添加剂利用二维粉末混合机进行捏混处理;
S4:对S2中获得的第一浆料中加入胶合剂和水,在均匀搅拌混合后得到第二浆料;
S5:将S3中捏混后得到的粉料加入到S4中获得的第二浆料,利用搅拌设备高速混合40~50min后得到水煤浆。
优选的,S1中令原料煤破碎后得到的干煤粉的粒径为小于15mm。
优选的,S2中采用立式搅拌机在40~60r/min的转速下对混料持续搅拌15~20min,对混料静置分层的时间为30~50min。
优选的,S2中干煤粉、水和电解质盐三种组分添加的质量比为(30~35):(6~8):(0.1~0.2),S4中水和胶合剂添加的质量比分别为第一浆液总质量的15%和1%。
优选的,S3中对物料进行脱水提质的方式采用机械力脱水。
优选的,S3中令细磨处理后的粉料粒径小于0.5mm,其中化学添加剂的加入量为细磨后粉料重量比的6%。
优选的,其中化学添加剂为六偏磷酸钠、聚乙二醇200和乙撑基双硬脂酰胺按3:1:2比例配置而成的混合物。
优选的,其中电解质盐选用一种或多种强电解质盐的混合物,其中胶合剂选用亚克西胶、刺槐豆胶、淀粉磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯其中一种或多种的混合物。
优选的,生产方法中使用的水可为清水,或者为煤化工生产中产生的工业废水。
与现有技术相比较,本发明的有益效果如下:
本发明提供的制备方法,通过添加电解质和由六偏磷酸钠、聚乙二醇200和乙撑基双硬脂酰胺组成的分散剂,使得煤粉颗粒在细磨后融入水中导致浆液的粘度增加后,体系中的分散相不容易聚集和凝聚,因而可以使浆液的分散体系保持稳定的状态。通过添加一定比例的胶合剂成分,帮助溶液分子之间连接成网状结构,在不过多降低浆液流动性以及粘度上升的前提下,使得水煤浆液能够通过粘附力保持自身稳定的能力,从而避免水煤浆长时间静置储存后发生浆液析水和沉淀。且本发明提供的制备方法制造成本较为低廉并充分适用于不同种类的原料煤,通过对煤料进行初共混以及静置筛分后对难溶料再予以细磨并配合添加剂共混的方法,能够有效提高填充煤料颗粒的间隙从而提高浆液的总体浓度,生产得到的水煤浆产物稳定性好,满足了水煤浆生产过程连续、低能耗和稳定的需求。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
一种高浓度水煤浆的生产方法,其中原料煤选用新疆宁疆工贸生产的煤炭,具体的生产方法包括如下步骤:
S1:对原料煤进行破碎,得到干煤粉;
S2:将干煤粉与水和电解质盐利用搅拌设备在慢速下共混,再对共混后的混合液予以静置筛分,分别得到液体的第一浆料和不溶于其中的难溶料;
S3:对S2中筛分后得到的难溶料进行脱水提质,得到干燥的粉料,并对粉料进行细研磨,再将细研磨后的粉料与化学添加剂利用二维粉末混合机进行捏混处理;
S4:对S2中获得的第一浆料中加入胶合剂和水,在均匀搅拌混合后得到第二浆料;
S5:将S3中捏混后得到的粉料加入到S4中获得的第二浆料,利用搅拌设备高速混合40min后得到水煤浆。
优选的,S1中令原料煤破碎后得到的干煤粉的粒径为小于15mm。
优选的,S2中采用立式搅拌机在60r/min的转速下对混料持续搅拌15min,对混料静置分层的时间为50min。
优选的,S2中干煤粉、水和电解质盐三种组分添加的质量比为30:6:0.1,S4中水和胶合剂添加的质量比分别为第一浆液总质量的15%和1%。
优选的,S3中对物料进行脱水提质的方式采用机械力脱水。
优选的,S3中令细磨处理后的粉料粒径小于0.5mm,其中化学添加剂的加入量为细磨后粉料重量比的6%。
优选的,其中化学添加剂为六偏磷酸钠、聚乙二醇200和乙撑基双硬脂酰胺按3:1:2比例配置而成的混合物。
优选的,其中电解质盐选用硫酸钠和硫酸镁的混合物,其中胶合剂选用亚克西胶和刺槐豆胶的混合物。
优选的,生产方法中使用的水采用清水。
实施例2:
一种高浓度水煤浆的生产方法,其中原料煤选用山西生产的神木煤炭,具体的生产方法包括如下步骤:
S1:对原料煤进行破碎,得到干煤粉;
S2:将干煤粉与水和电解质盐利用搅拌设备在慢速下共混,再对共混后的混合液予以静置筛分,分别得到液体的第一浆料和不溶于其中的难溶料;
S3:对S2中筛分后得到的难溶料进行脱水提质,得到干燥的粉料,并对粉料进行细研磨,再将细研磨后的粉料与化学添加剂利用二维粉末混合机进行捏混处理;
S4:对S2中获得的第一浆料中加入胶合剂和水,在均匀搅拌混合后得到第二浆料;
S5:将S3中捏混后得到的粉料加入到S4中获得的第二浆料,利用搅拌设备高速混合50min后得到水煤浆。
优选的,S1中令原料煤破碎后得到的干煤粉的粒径为小于15mm。
优选的,S2中采用立式搅拌机在40r/min的转速下对混料持续搅拌20min,对混料静置分层的时间为45min。
优选的,S2中干煤粉、水和电解质盐三种组分添加的质量比为35:8:0.15,S4中水和胶合剂添加的质量比分别为第一浆液总质量的15%和1%。
优选的,S3中对物料进行脱水提质的方式采用机械力脱水。
优选的,S3中令细磨处理后的粉料粒径小于0.5mm,其中化学添加剂的加入量为细磨后粉料重量比的6%。
优选的,其中化学添加剂为六偏磷酸钠、聚乙二醇200和乙撑基双硬脂酰胺按3:1:2比例配置而成的混合物。
优选的,其中电解质盐选用硫酸钠和硫酸镁的混合物,其中胶合剂选用淀粉磷酸钠、聚丙烯酸钠和聚氧乙烯的混合物。
优选的,生产方法中使用的水采用煤化工生产中产生的工业废水。
实施例3:
一种高浓度水煤浆的生产方法,其中原料煤选用内蒙呼伦贝尔生产的煤炭,具体的生产方法包括如下步骤:
S1:对原料煤进行破碎,得到干煤粉;
S2:将干煤粉与水和电解质盐利用搅拌设备在慢速下共混,再对共混后的混合液予以静置筛分,分别得到液体的第一浆料和不溶于其中的难溶料;
S3:对S2中筛分后得到的难溶料进行脱水提质,得到干燥的粉料,并对粉料进行细研磨,再将细研磨后的粉料与化学添加剂利用二维粉末混合机进行捏混处理;
S4:对S2中获得的第一浆料中加入胶合剂和水,在均匀搅拌混合后得到第二浆料;
S5:将S3中捏混后得到的粉料加入到S4中获得的第二浆料,利用搅拌设备高速混合45min后得到水煤浆。
优选的,S1中令原料煤破碎后得到的干煤粉的粒径为小于15mm。
优选的,S2中采用立式搅拌机在55r/min的转速下对混料持续搅拌20min,对混料静置分层的时间为50min。
优选的,S2中干煤粉、水和电解质盐三种组分添加的质量比为31:8:0.2,S4中水和胶合剂添加的质量比分别为第一浆液总质量的15%和1%。
优选的,S3中对物料进行脱水提质的方式采用机械力脱水。
优选的,S3中令细磨处理后的粉料粒径小于0.5mm,其中化学添加剂的加入量为细磨后粉料重量比的6%。
优选的,其中化学添加剂为六偏磷酸钠、聚乙二醇200和乙撑基双硬脂酰胺按3:1:2比例配置而成的混合物。
优选的,其中电解质盐选用氯化钙,其中胶合剂选用亚克西胶。
优选的,生产方法中使用的水为清水。
实施例4:
一种高浓度水煤浆的生产方法,其中原料煤选用新疆准噶尔生产的红山煤炭,具体的生产方法包括如下步骤:
S1:对原料煤进行破碎,得到干煤粉;
S2:将干煤粉与水和电解质盐利用搅拌设备在慢速下共混,再对共混后的混合液予以静置筛分,分别得到液体的第一浆料和不溶于其中的难溶料;
S3:对S2中筛分后得到的难溶料进行脱水提质,得到干燥的粉料,并对粉料进行细研磨,再将细研磨后的粉料与化学添加剂利用二维粉末混合机进行捏混处理;
S4:对S2中获得的第一浆料中加入胶合剂和水,在均匀搅拌混合后得到第二浆料;
S5:将S3中捏混后得到的粉料加入到S4中获得的第二浆料,利用搅拌设备高速混合50min后得到水煤浆。
优选的,S1中令原料煤破碎后得到的干煤粉的粒径为小于15mm。
优选的,S2中采用立式搅拌机在45r/min的转速下对混料持续搅拌18min,对混料静置分层的时间为50min。
优选的,S2中干煤粉、水和电解质盐三种组分添加的质量比为32:7:0.2,S4中水和胶合剂添加的质量比分别为第一浆液总质量的15%和1%。
优选的,S3中对物料进行脱水提质的方式采用机械力脱水。
优选的,S3中令细磨处理后的粉料粒径小于0.5mm,其中化学添加剂的加入量为细磨后粉料重量比的6%。
优选的,其中化学添加剂为六偏磷酸钠、聚乙二醇200和乙撑基双硬脂酰胺按3:1:2比例配置而成的混合物。
优选的,其中电解质盐选用氯化钾和氯化钙的混合物,所述胶合剂选用亚克西胶和聚丙烯酸钠的混合物。
优选的,生产方法中使用的水为煤化工生产中产生的工业废水。
实施例5:
一种高浓度水煤浆的生产方法,其中原料煤选用内蒙古海拉尔生产的低阶煤,具体的生产方法包括如下步骤:
S1:对原料煤进行破碎,得到干煤粉;
S2:将干煤粉与水和电解质盐利用搅拌设备在慢速下共混,再对共混后的混合液予以静置筛分,分别得到液体的第一浆料和不溶于其中的难溶料;
S3:对S2中筛分后得到的难溶料进行脱水提质,得到干燥的粉料,并对粉料进行细研磨,再将细研磨后的粉料与化学添加剂利用二维粉末混合机进行捏混处理;
S4:对S2中获得的第一浆料中加入胶合剂和水,在均匀搅拌混合后得到第二浆料;
S5:将S3中捏混后得到的粉料加入到S4中获得的第二浆料,利用搅拌设备高速混合42min后得到水煤浆。
优选的,S1中令原料煤破碎后得到的干煤粉的粒径为小于15mm。
优选的,S2中采用立式搅拌机在55r/min的转速下对混料持续搅拌20min,对混料静置分层的时间为50min。
优选的,S2中干煤粉、水和电解质盐三种组分添加的质量比为30:8:0.1,S4中水和胶合剂添加的质量比分别为第一浆液总质量的15%和1%。
优选的,S3中对物料进行脱水提质的方式采用机械力脱水。
优选的,S3中令细磨处理后的粉料粒径小于0.5mm,其中化学添加剂的加入量为细磨后粉料重量比的6%。
优选的,其中化学添加剂为六偏磷酸钠、聚乙二醇200和乙撑基双硬脂酰胺按3:1:2比例配置而成的混合物。
优选的,其中电解质盐选用硝酸钠,所述胶合剂选用刺槐豆胶和聚氧乙烯的混合物。
优选的,生产方法中使用的水为清水。
并另外制备两组平行对比例进行参照实验,其中对比例1为采用和实施例1相同的原料煤和制备方法,区别在于制备方法中不放置化学添加剂和胶合剂组分;其中对比例2为实施例2相同的原料煤和制备方法,区别在于制备方法中不放置化学添加剂和胶合剂组分;并对以上各组分水煤浆的稳定性以及粘度变化参见表1。
表1
通过以上实验测试结果表明,通过本发明提供方法所制备得到的水煤浆具有良好的稳定性,浆液中各组分物质能够在静置较长时间后仍然分散均匀且不发生沉淀和明显的分层析水现象,浆液在静置后的粘度变化也较小,使得水煤浆能够保持良好的流动性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种高浓度水煤浆的生产方法,其特征在于,具体的生产方法包括如下步骤:
S1:对原料煤进行破碎,得到干煤粉;
S2:将干煤粉与水和电解质盐利用搅拌设备在慢速下共混,再对共混后的混合液予以静置筛分,分别得到液体的第一浆料和不溶于其中的难溶料;
S3:对S2中筛分后得到的难溶料进行脱水提质,得到干燥的粉料,并对粉料进行细研磨,再将细研磨后的粉料与化学添加剂利用二维粉末混合机进行捏混处理;
S4:对S2中获得的第一浆料中加入胶合剂和水,在均匀搅拌混合后得到第二浆料;
S5:将S3中捏混后得到的粉料加入到S4中获得的第二浆料,利用搅拌设备高速混合40~50min后得到水煤浆;
S1中令原料煤破碎后得到的干煤粉的粒径为小于15mm;
S2中干煤粉、水和电解质盐三种组分添加的质量比为(30~35):(6~8):(0.1~0.2),S4中水和胶合剂添加的质量比分别为第一浆液总质量的15%和1%;
所述化学添加剂为六偏磷酸钠、聚乙二醇200和乙撑基双硬脂酰胺按3:1:2比例配置而成的混合物;
所述电解质盐选用一种或多种强电解质盐的混合物,所述胶合剂选用亚克西胶、刺槐豆胶、淀粉磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯其中一种或多种的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度水煤浆的生产方法,其特征在于:S2中采用立式搅拌机在40~60r/min的转速下对混料持续搅拌15~20min,对混料静置分层的时间为30~50min。
3.根据权利要求1所述的一种高浓度水煤浆的生产方法,其特征在于:S3中对物料进行脱水提质的方式采用机械力脱水。
4.根据权利要求1所述的一种高浓度水煤浆的生产方法,其特征在于:S3中令细磨处理后的粉料粒径小于0.5mm,其中化学添加剂的加入量为细磨后粉料重量比的6%。
5.根据权利要求1所述的一种高浓度水煤浆的生产方法,其特征在于:所述生产方法中使用的水为清水,或者为煤化工生产中产生的工业废水。
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