CN201382433Y - 一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的生产系统，其特征在于：它包括通过传送带依次首尾相连的储煤仓、破碎机、粗磨机，所述粗磨机有两个出口，分别连接细磨机与过滤器，所述细磨机的出口接回到所述粗磨机的入口，所述过滤器的出口通过一剪切泵接入到均质熟化罐，所述细磨机与粗磨机均连通一水/添加剂装置，所述粗磨机与细磨机之间的传输通道上设置有计量泵。本实用新型可在常温条件下，通过湿式粗研磨与湿式细研磨的组合研磨方式，改善水煤浆中煤粒的粒度分布，在低阶原煤的破磨中只加入少量的水和添加剂就能得到高浓度水煤浆，为大规模利用制备水煤浆成为可能。

Description

一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的生产系统

技术领域

本实用新型涉及水煤浆生产系统，特别是关于一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的生产系统。

背景技术

伴随社会经济的发展，国际油价具有上升趋势，而且燃油资源日趋短缺。水煤浆是燃油的理想替代品，而水煤浆的浓度和粒度直接影响水煤浆替代燃油的效果。利用常规的制浆系统制备高浓度的水煤浆，往往要选择容易成浆的含水量低的煤种，而我国占煤炭储量比重最大的低阶煤却是水含量较高，被列为不易成浆的煤种，处于未利用的状态，造成了资源的大大浪费。

利用水含量高的低阶煤制备高浓度水煤浆的主要难题集中在降低煤的水含量上。中国专利CN1081201A提出的利用在低于水的临界温度(523～647.3K)且一氧化碳和水存在时，对含水量高的低阶煤进行水热处理(0.2～6h)后，煤中孔壁具有憎水性，同时煤体变得致密，使煤的含水量降低，从而制备出含煤量高的水煤浆。这虽然可以有效地改良并随之降低低阶煤的含水量，但由于采用较高的处理温度和较长的处理时间，与工业化要求的较低的温度和较短的时间是相违背的，从而限制了低阶煤广泛用于制备高浓度的水煤浆。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种在室温和较短时间条件下，利用低阶煤制备高浓度水煤浆的生产系统。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的生产系统，它包括通过传送带依次首尾相连的储煤仓、破碎机、粗磨机，所述粗磨机有两个出口，分别连接细磨机与过滤器，所述细磨机的出口回接到所述粗磨机的入口，所述过滤器的出口通过一剪切泵接入到均质熟化罐，所述细磨机与粗磨机均连通一水/添加剂装置，所述粗磨机出口与细磨机入口之间的传输通道上，以及水/添加剂装置与细磨机之间的传输通道上，分别设置有计量泵。

所述破碎机包括一破碎罐，在破碎罐顶部设置有进料口，破碎罐中心设置有转轴，沿转轴从上至下依次设置有打击锤、布料盘和磨辊，所述打击锤和磨辊在所述转轴上为悬臂连接，反击板固定在罐体内壁与所述打击锤高度对应位置上，所述反击板上、下分别设置有隔板，磨环固定在罐体内壁与所述磨辊高度对应位置上，所述磨环与磨辊之间留有自然间隙5～10mm。

所述打击锤在所述转轴上分层设置，并且每层有4～8个。

所述布料盘盘面上具有螺旋槽，并且自盘的中心向外缘端向下倾斜。

所述磨辊在所述转轴上均布为4～8个。

所述细磨机包括固定在钢架上的一磨筒和电机，所述电机竖直固连一伸入到磨筒里的搅拌轴，所述搅拌轴上固定多条搅拌棒，进料口设置在所述磨筒底部，出料口设置在所述磨筒上部，所述磨筒为双层结构，内层为多面体。

所述磨筒为单体结构或多体串联结构，高径比为1∶1～8∶1。

所述磨筒上设置有至少一个压缩空气进口。

所述搅拌棒为间隔70～300mm分层设置，且每一层所述搅拌棒均匀分布为4～12条，所述搅拌棒外端的线速度为8～10m/s。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型通过破碎加粗、细两级研磨，三道工序进行超细破磨，实现了“多破少磨”的要求，大幅度降低了水煤浆的制备能耗。2、本实用新型可在室温条件下，通过湿式粗研磨与湿式细研磨的组合研磨方式，改善水煤浆中煤粒的粒度分布，制备出可以进行工业化应用的高浓度水煤浆。3、本实用新型引用低阶原煤，在研磨过程中加入适量的水和添加剂，既利用了低阶煤的水含量，又能制备出高浓度的水煤浆，为大规模利用低阶煤制备水煤浆成为可能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

图2为破碎机结构示意图

图3为细磨机结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型系统结构主要包括储煤仓1、破碎机2、粗磨机3、细磨机4、过滤器5、水/添加剂装置6、剪切泵7、均质熟化罐8。储煤仓1利用皮带输送机与破碎机2相接，破碎机2的排料口通过传送带接入粗磨机3。粗磨机3有两个出口，分别接入细磨机4与过滤器5，细磨机4的出口通过管路回接到粗磨机3。过滤器5的出口通过剪切泵7连接到均质熟化罐8。水/添加剂装置6同时连通粗磨机3与细磨机4。粗磨机3出口与细磨机4入口之间的传输通道上，以及水/添加剂装置6与细磨机4的传输通道上，分别设置计量泵9和计量泵9’。

本实用新型提供的破碎机2依赖其独特的结构，具有破碎效率高，粒径小、均匀等特点。如图2所示，破碎机2包括一破碎罐10，在破碎罐10顶部设置有进料口11，破碎罐10中心设置有电机带动的转轴12。沿转轴12从上至下依次连接有打击锤13、布料盘14和磨辊15。磨环16设在罐体内壁与磨辊15等高处。打击锤13通过锤架悬臂连接在转轴12上，并且锤架从上至下至少设置为一组，每组安装有4～8个打击锤。在罐体内壁上与打击锤高度对应地设置有反击板17，煤料落下后在打击锤与反击板17之间被敲打。因为打击锤13在转轴12上为悬臂摆动，所以打击锤13与反击板17之间的间隙可调节。反击板17上、下位置上分别设置有向下倾斜的隔板18，用于防止煤料被打击锤敲打飞溅。布料盘14盘面上具有螺旋槽，并且自盘的中心向外缘端向下倾斜。布料盘14接住上方来的煤料，经筛选下滑至下方的磨辊15处。磨辊15也是通过磨辊架悬臂连接在转轴12上，并且设置为4～8个，均匀分布，磨辊15与磨环16之间留有自然间隙5～10mm。因为磨辊15在转轴12的带动下悬臂摆动，所以间隙通过离心作用可自动调节。煤料受到多次挤压和研磨急剧破碎，煤料颗粒变小时，磨辊15会向外扩展旋转，由此实现了大部分煤料粒径达到3mm，有的甚至小于1mm，保证了产品粒度的均匀性。

破碎机2的排料口接入粗磨机3，粗磨机为球磨机或是棒磨机，粗磨机的两个出口分别接细磨机4和过滤器5。因为粗磨机3和细磨机4均连接水/添加剂装置6，所以均为湿式研磨。细磨机4也是本实用新型的独特组成部分，如图3所示，它主要由减速电机19、单级或多级的磨筒20、搅拌器21、支撑钢架22等部件组成。搅拌器21包括设置在磨筒20内的搅拌轴23和搅拌轴上安装有若干条搅拌棒24。减速机电机19与插入到磨筒20内的搅拌轴23自上而下直联，搅拌棒24在搅拌轴23上分层安装，每层之间的距离为70～300mm，且每一层搅拌棒围绕搅拌轴23均匀分布为4～12条，搅拌棒24旋转时外端的线速度为8～10m/s。磨筒20高径比为1∶1～8∶1，根据电机功率和研磨容量要求，磨筒20可以设置为单体或多体串接的结构形式。在磨筒20的上部设置有出料口25，底部设置有进料口26，在筒体的不同部位根据需要设置有多个压缩空气入口27，通入0.3～0.4MPa、0.7～0.8m³/min的压缩空气，使物料松散后便于搅拌。磨筒20的筒体本身为双层结构，内层为多面体，比如为六面体、八面体或任一正多面体，或圆柱体加折流板而成的多面体。给料粒径小于1mm的煤颗粒，从细磨机4出料时90％重量比的煤颗粒平均粒径则会小于10μm，达到了超细磨的要求。

细磨机4的出口接回到粗磨机3的入口。从过滤器5出来的料经剪切泵7打入到均质熟化罐8中。

本实用新型的工作过程如下：

对低阶原煤进行超细破碎，直至煤粒粒径≤3mm，将破碎后的煤粒与水按6～8∶4～2的质量比例混合，再将混合物进行湿式粗研磨，使粗研磨后形成的煤浆中的煤粒粒径≤1000μm，且煤浆中小于75μm的煤粒占干煤总质量的50％以上，将经过湿式粗研磨的煤桨分为以下两部分处理：①将从湿式粗研磨机出来的10％～30％一部分与水按5∶1～2的质量比例混合，然后对该混合物进行湿式细研磨，使湿式细研磨后的煤浆中的煤粒粒径≤30μm，湿式细研磨后的煤浆全部返回粗磨机中进行循环粗研磨；②将与水混合进行湿式细研磨以外的另一部分直接送入到过滤器。将送入过滤器的煤浆经过18～20目的过滤网过滤，再经剪切泵打入到均质熟化罐中，在均质熟化罐中经过高速搅拌、静置，或者低速搅拌后得到高浓度水煤浆产品。

实施例1：

本实施例用的低阶原煤为赤峰煤，其水含量为14％。利用该煤制备高浓度水煤浆的过程如下：

(1)将赤峰煤进行超细破碎，直至煤粒粒径达到1mm；

(2)将破碎后的赤峰煤粒与水按6∶4的质量比例混合，然后将混合物送入粗磨机进行湿式粗研磨，使粗磨机出口形成的煤浆中的煤粒粒径≤1000μm，煤浆中煤粒粒径小于75μm的颗粒占干煤总质量的50％以上；

(3)将粗磨机出口处煤浆流量的10％与水按5∶1的质量比例混合，然后将混合物送入细磨机进行湿式细研磨，使细磨机出口的煤浆中的煤粒粒径≤20μm；

(4)湿式细研磨后的煤桨与粗磨机出口的煤浆混合，然后进入下一步骤；

(5)对步骤(4)得到的煤浆，依次通过20目滚筒筛进行过滤、通过带搅拌器的储存罐进行高速搅拌、低速搅拌，而后得到高浓度的水煤浆产品。

本实施例制备的水煤浆产品中，煤颗粒的质量占水煤浆总质量的55％以上。

为进一步改善水煤浆的流动性、稳定性等性能，可在粗磨机的入口和细磨机的入口分两次加入添加剂，每次加入的量占添加剂需求总量的50％。添加剂为分散剂和稳定剂，添加剂的加入量占水煤浆中干煤质量的0.2％。本实施例加入的分散剂是萘磺酸盐，加入的稳定剂是羧甲基纤维素。

实施例2：

本实施例用的低阶原煤为哈拉沟煤，其水含量为5％。利用该煤制备高浓度水煤浆的过程如下：

(1)将哈拉沟煤进行超细破碎，直至煤粒粒径达到1mm；

(2)将破碎后的哈拉沟粒与水按8∶2的质量比例混合，然后将混合物送入粗磨机进行湿式粗研磨，使粗磨机出口形成的煤浆中的煤粒粒径≤800μm，煤浆中煤粒粒径小于75μm的颗粒占干煤总质量的60％以上；

(3)将粗磨机出口处煤浆流量的30％与水按5∶2的质量比例混合，然后将混合物送入细磨机进行湿式细研磨，使细磨机出口的煤浆中的煤粒粒径≤15μm；

(4)将湿式细研磨后的煤桨全部返回步骤(3)进行循环粗研磨；

(5)将与水混合进行湿式细研磨以外的湿式粗研磨后的煤桨直接送入过滤装置；

(6)将送入过滤装置的煤浆，依次通过18目滚筒筛进行过滤、通过带搅拌器的储存罐进行高速搅拌、低速搅拌，而后得到高浓度的水煤浆产品。

本实施例制备的水煤浆产品中，煤颗粒的质量占水煤浆总质量的65％以上。

为进一步改善水煤浆的流动性、稳定性等性能，可在粗磨机的入口加入添加剂，添加剂为分散剂和稳定剂，添加剂的加入量占水煤浆中干煤质量的2％。本实施例加入的分散剂是木质素磺酸盐，加入的稳定剂是凹凸棒粘土。

Claims (10)

1、一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的生产系统，其特征在于：它包括通过传送带依次首尾相连的储煤仓、破碎机和粗磨机，所述粗磨机的出口分别连接一细磨机和一过滤器，所述细磨机的出口通过管路连接所述粗磨机的入口，所述过滤器的出口通过一剪切泵连接一均质熟化罐，所述细磨机和粗磨机均连通一水/添加剂装置，所述粗磨机出口与细磨机入口之间的管路上，以及所述水/添加剂装置与所述细磨机之间的管路上，分别设置有一计量泵。

2、如权利要求1所述的一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的生产系统，其特征在于：所述破碎机包括一破碎罐，在破碎罐顶部设置有进料口，破碎罐中心设置有转轴，沿转轴从上至下依次设置有打击锤、布料盘和磨辊，所述打击锤和磨辊在所述转轴上为悬臂连接，一磨环固定在罐体内壁并与所述磨辊高度对应的位置上，所述磨环与磨辊之间留有自然间隙5～10mm。

3、如权利要求2所述的水煤浆母料生产系统，其特征在于：所述打击锤在所述转轴上分层设置，并且每层有4～8个。

4、如权利要求2所述的水煤浆母料生产系统，其特征在于：与所述打击锤高度相对应，在所述破碎罐内壁上设置有反击板，所述反击板上、下方设置有隔板。

5、如权利要求2所述的水煤浆母料生产系统，其特征在于：所述布料盘盘面上具有螺旋槽，并且自盘的中心向外缘端向下倾斜。

6、、如权利要求2所述的水煤浆母料生产系统，其特征在于：所述磨辊在所述转轴上均布为4～8个。

7、如权利要求1或2或3或4或5或6所述的水煤浆母料生产系统，其特征在于：所述细磨机包括固定在钢架上的一磨筒和电机，所述电机竖直固连一伸入到磨筒里的搅拌轴，所述搅拌轴上固定多条搅拌棒，进料口设置在所述磨筒底部，出料口设置在所述磨筒上部，所述磨筒为双层结构，内层为多面体。

8、如权利要求7所述的水煤浆母料生产系统，其特征在于：所述磨筒高径比为1∶1～8∶1。

9、如权利要求7所述的水煤浆母料生产系统，其特征在于：所述磨筒上设置有至少一个压缩空气进口。

10、如权利要求7所述的水煤浆母料生产系统，其特征在于：所述搅拌棒为间隔70～300mm分层设置，且每一层所述搅拌棒均匀分布为4～12条，所述搅拌棒外端的线速度为8～10m/s。

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