CN206345835U - 一种管道化水热处理提高低阶煤水煤浆浓度的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种提高低阶煤水煤浆浓度的装置，所述装置包括：包括多个串联连接的乏汽预热套管换热器的多级乏汽预热系统；进一步预热套管换热器；管式反应器，所述管式反应器与所述进一步预热套管换热器的水煤浆出口连接；多个串联连接的闪蒸罐的多级闪蒸系统，闪蒸罐的数量与乏汽预热套管换热器的数量相同，多级闪蒸系统中的第一级闪蒸罐的水煤浆入口与管式反应器的水煤浆出口连接，并且各闪蒸罐的顶部均连接至与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热套管换热器的热源入口；过滤设备，配置成将来自最后一级闪蒸罐的逐级闪蒸后的水煤浆进行部分脱水；及制浆设备，配置成将部分脱水后的水煤浆制成高浓度水煤浆。

Description

一种管道化水热处理提高低阶煤水煤浆浓度的装置

技术领域

本实用新型涉及煤炭处理技术领域，特别涉及一种管道化水热处理提高低阶煤水煤浆浓度的装置。

背景技术

我国“富煤、贫油、少气”的能源结构决定了煤炭是我国能源生产利用的最主要来源，在未来较长一段时间里，中国以煤炭为主的一次能源生产和消费结构都很难改变。我国煤炭资源品种比较齐全，但优质资源较少，且数量分布极其不均匀。褐煤和长焰煤等低阶煤数量较大，约占查明资源储量的55％，主要分布在内蒙古东部和云南等地。由于低阶煤的发热量低，长距离运输易燃等原因，因此，就地利用低阶煤资源，发展煤化工产业成为行业焦点。

煤气化技术是煤炭清洁转化的核心技术之一，是煤化工产业的龙头。在众多的气化技术中，水煤浆气化技术是最成熟，运行最稳定的一种气化技术，是众多业主比较倾向选择的一种气化方式，也是煤炭清洁利用的重要途径。但由于低阶煤高内水含量和多空隙的特点，导致其成浆浓度低，一般为30～50％，限制了其用于水煤浆气化这种成熟稳定的气化方式。

目前，国内外出现众多提高低阶煤成浆浓度的技术，但均存在一定的不足之处，例如处理成本高、能耗高、存在粉尘污染和燃爆等技术风险、提浓效果差、原料煤要求高等。

因此，目前还需寻找一种技术可行、安全可靠、能效高的低阶煤提浓装置。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是针对提高低阶煤成浆浓度的技术局限性，提供一种技术可行、安全可靠、能效高的管道化水热处理提高低阶煤水煤浆浓度的装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型提供了一种用于提高低阶煤水煤浆浓度的装置，所述装置包括：

多级乏汽预热系统，所述多级乏汽预热系统包括多个串联连接的乏汽预热套管换热器；

进一步预热套管换热器，所述进一步预热套管换热器的水煤浆入口与所述多级乏汽预热系统中最后一级乏汽预热套管换热器的水煤浆出口连接；

管式反应器，所述管式反应器与所述进一步预热套管换热器的水煤浆出口连接；

多级闪蒸系统，所述多级闪蒸系统包括多个串联连接的闪蒸罐，所述闪蒸罐的数量与所述乏汽预热套管换热器的数量相同，所述多级闪蒸系统中的第一级闪蒸罐的水煤浆入口与所述管式反应器的水煤浆出口连接，并且各闪蒸罐的顶部均连接至与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热套管换热器的热源入口；

过滤设备，所述过滤设备配置成将来自最后一级闪蒸罐的逐级闪蒸后的水煤浆部分脱水；以及

制浆设备，所述制浆设备配置成将部分脱水后的水煤浆制成高浓度水煤浆。

本实用新型中，所述低阶煤选自褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤。在一些实施方案中，所述低阶煤优选为褐煤。

本实用新型中，待处理低阶煤水煤浆的浓度可以为30～50％，而所述制浆设备中制备的高浓度水煤浆的浓度可以为55～65％。

本实用新型采用包括多个乏汽预热套管换热器的多级乏汽预热系统对低阶煤水煤浆进行逐级乏汽预热，将下游的多级闪蒸系统中得到的各级闪蒸气分别作为各级乏汽预热套管换热器的热源，再经进一步预热套管换热器加热至水热处理温度，然后对低阶煤水煤浆进行水热处理，在提高低阶煤水煤浆浓度的同时，提高了能量利用率，降低了能耗及处理成本。

同时，本实用新型的装置采用多级闪蒸系统设计，可以对改质水煤浆进行逐级闪蒸，实现逐级降温降压，提高了高温高压条件下水热处理反应的安全性。

根据本实用新型提供的用于提高低阶煤水煤浆浓度的装置，其中，所述装置还包括：分别与所述多级乏汽预热系统中的各乏汽预热套管换热器连接的、配置成收集经由该乏汽预热套管换热器换热后的闪蒸气冷凝液(如，冷凝水)的多个冷凝水罐，其中，除了最后一级冷凝水罐之外的各冷凝水罐的底部均与其下一级冷凝水罐连接，并且各冷凝水罐的顶部均连接至与该冷凝水罐逆流逐级相对应的乏汽预热套管换热器的热源入口。

本实用新型的装置中，各冷凝水罐的顶部均连接至与该冷凝水罐逆流逐级相对应的乏汽预热套管换热器的热源入口，可以将高温一级冷凝液(如，冷凝水)的闪蒸气继续用于低温一级乏汽预热套管换热器中水煤浆的乏汽预热，对能量进行逐级利用，实现了能量的充分回收利用。

根据本实用新型提供的用于提高低阶煤水煤浆浓度的装置，其中，所述装置还包括设置在所述管式反应器和所述多级闪蒸系统之间的脉冲缓冲器，所述脉冲缓冲器的水煤浆入口与所述管式反应器的水煤浆出口连接，所述脉冲缓冲器的水煤浆出口与所述多级闪蒸系统中第一级闪蒸罐的水煤浆入口连接。

本实用新型中，乏汽套管换热器的数量和闪蒸罐的数量可以根据所需要的水热处理温度来确定。在一些实施方案中，所述乏汽预热套管换热器和所述闪蒸罐的数量为4-10个。

根据本实用新型提供的用于提高低阶煤水煤浆浓度的装置，其中，在所述乏汽预热套管换热器中，待处理低阶煤水煤浆流经所述乏汽预热套管换热器的管程，而乏汽流经所述乏汽预热套管换热器的壳程。

本实用新型中，术语“新热媒”是指不同于乏汽热媒的其它热媒，一般是指来源于界外的热媒。在一些实施方案中，所述新热媒为锅炉蒸汽、熔盐或导热油。

在优选的实施方案中，在所述进一步预热套管换热器中，所述乏汽预热后的待处理低阶煤水煤浆流经所述进一步预热套管换热器的管程，所述新热媒(也称为“新热源”)流经所述进一步预热套管换热器的壳程。

根据本实用新型提供的用于提高低阶煤水煤浆浓度的装置，其中，所述进一步预热套管换热器是单级或多级的。在一些实施方案中，所述进一步预热套管换热器为单级、2级或3级套管换热器。

根据本实用新型提供的用于提高低阶煤水煤浆浓度的装置，其中，所述管式反应器是单级或多级管式反应器。在一些实施方案中，所述管式反应器为多级管式反应器。

根据本实用新型提供的用于提高低阶煤水煤浆浓度的装置，其中，所述多级管式反应器为4-8级管式反应器。

根据本实用新型提供的用于提高低阶煤水煤浆浓度的装置，其中，所述制浆设备为带有搅拌装置的制浆槽。

根据本实用新型提供的用于提高低阶煤水煤浆浓度的装置，其中，所述装置还包括：

磨煤机，所述磨煤机配置成将煤颗粒进行湿磨以制成待处理低阶煤水煤浆；

煤浆槽，所述煤浆槽配置成储存所述待处理低阶煤水煤浆；和

煤浆泵，所述煤浆泵配置成将所述煤浆槽中的待处理低阶煤水煤浆泵送至所述多级乏汽预热系统。

根据本实用新型提供的用于提高低阶煤水煤浆浓度的装置，其中，所述装置还包括设置在所述磨煤机上游的破碎机。

根据本实用新型提供的用于提高低阶煤水煤浆浓度的装置，其中，将最后一级冷凝水罐和过滤设备与磨煤机连接，以便回收冷凝水和滤液。

本实用新型中，术语“逆流”一般是指与流体诸如水煤浆流动或输送方向相反的方向。

本实用新型中使用的术语“第一级”一般是指在水煤浆流动或输送方向为顺序的第一级。相应地，本实用新型中使用的术语“最后一级”一般是指在水煤浆流动或输送方向为顺序的最后一级。

此外，本实用新型提供的提高低阶煤水煤浆浓度的装置还具有以下有益技术效果：

(1)本实用新型装置采用全管道化设计，有效地避免了釜式反应器的物料沉降堵塞问题，并且套管换热器与管式反应器结合使用，连接方便，操作简单；另外，本实用新型的管式反应器内未设置诸如混合器之类的附件，更有效地避免了反应器内的堵塞问题；和

(2)本实用新型采用多级闪蒸系统对水热反应后高温高压的水煤浆进行逐级降温降压，闪蒸过程不需要外部能量来源，降低了能耗；并且通过对高温高压水煤浆中的水分进行闪蒸而对高温高压水煤浆的能量进行回收利用，与直接对高温高压水煤浆进行能量回收利用相比，本实用新型避免了利用管式换热器对高温高压水煤浆的能量进行回收利用时，使待加热水煤浆流体流经管式换热器壳程而容易造成管路堵塞及不易清洗等问题、由于直接利用高压流体而需要使用较厚的壳体材料所造成的材料成本问题以及使待加热流体流经壳程导致的散热从而削弱加热效果等问题。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施方案，其中：

图1是根据本实用新型装置的一种实施方案的示意图；

图2是根据本实用新型装置的另一种实施方案的示意图；

图3是根据本实用新型装置的又一种实施方案的示意图；

其中，A为破碎机，B为磨煤机，C为煤浆槽，D为煤浆泵，E为多级乏汽预热系统，F为进一步预热套管换热器，G为管道式反应器，H为脉冲缓冲器，I为多级闪蒸系统，J为冷凝水罐，K为过滤设备，L为制浆设备，1为原料煤，2为新热源，3为冷凝液，4为滤液。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的范围。

水煤浆浓度的测定

根据国标GB/T18856.2-2008来测定水煤浆浓度。GB/T18856.2-2008中测定水煤浆浓度的方法概括如下：

1.试样的采取与制备

水煤浆试样的采取与制备按GB/T18856.1进行。

2.方法A—干燥箱干燥法

2.1 方法提要

称取一定量的水煤浆试样，于105℃～110℃下干燥至质量恒定，干燥后的试样质量占原样质量的质量分数作为水煤浆浓度。

2.2 仪器设备

2.2.1 干燥箱：带有自动控温装置和鼓风机，并能保持温度105℃～110℃。

2.2.2 称量瓶：直径50mm，高30mm，并带有严密的磨口盖。

2.2.3 分析天平：感量0.0001g。

2.2.4 干燥器：内桩变色硅胶或粒状无水氯化钙。

2.3 测定步骤

2.3.1 取充分搅拌均匀的水煤浆试样(3.0±0.2)g置于预先干燥并称量(称准至0.0002g)过的称量瓶中，迅速加盖，称量(称准至0.0002g)，晃动摊平。

2.3.2 打开瓶盖，将称量瓶和瓶盖放入预先鼓风并已加热到105℃～110℃的干燥箱中，在鼓风条件下，干燥1h。

2.3.3 从干燥箱中去除称量瓶，立即盖上盖在空气中冷却约3min后放入干燥器中，冷却至室温(约20min)，称量。

2.3.4 进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥的试样质量的减少不超过0.003g或质量增加为止。在后一种情况下，应采用质量增加前一次的质量作为计算依据。

2.4 结果计算

水煤浆浓度按式(1)计算：

式中：

C—水煤浆浓度，以质量分数表示，％；

m₁—试样干燥后的质量，单位为克(g)；

m₀—试样质量，单位为克(g)。

水煤浆浓度测定结果修约至小数点后一位。

2.5 方法精密度

水煤浆浓度测定结果的重复性限为0.2％。

3.方法B—红外干燥法

3.1 方法提要

称取一定量的试样置于红外水分测定仪内，试样中的水分在红外线的照射下，迅速蒸发，干燥至质量恒定，干燥后的试样质量占原样质量的质量分数作为水煤浆浓度。

3.2 红外水分测定仪

凡符合以下条件的红外水分测定仪都可使用：

a)红外照射时间可调；

b)试样放置区红外照射均匀；

c)经试验证明测定结果与方法A的测定结果一致。

3.3 测定步骤

3.3.1 按红外干燥水分测定仪说明书要求，进行准备和状态调节。

3.3.2 取搅拌均匀的水煤浆试样(3.0±0.2)g置于预先干燥并称量过的称量瓶(或仪器自带的称量器皿)中，迅速加盖，称量(称准至0.0002g)，晃动摊平。

3.3.3 打开瓶盖，将称量瓶(或仪器自带的称量器皿)和瓶盖放入测定仪的规定区内。

3.3.4 关上门，接通电源，仪器按预先设定的程序进行干燥。

3.3.5 进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥的试样质量的减少不超过0.003g或质量增加为止。在后一种情况下，应采用质量增加前一次的质量作为计算依据。

3.4 结果计算

按2.4计算水煤浆浓度和数值。

实施例1

参照图1，本实施例用于说明提高低阶煤水煤浆浓度的装置，其包括：多级乏汽预热系统E、进一步预热套管换热器F、管式反应器G、多级闪蒸系统I、过滤设备K和制浆设备L。

其中，多级乏汽预热系统E包括多个串联连接的乏汽预热套管换热器。例如，多级乏汽预热系统E包括4个或10个串联连接的乏汽预热套管换热器，此时，多级乏汽预热系统E相应地为4级乏汽预热系统或10级乏汽预热系统。

进一步预热套管换热器F配置成将经多级乏汽预热系统E预热的水煤浆加热到水热处理温度。具体地，进一步预热套管换热器F的水煤浆入口与多级乏汽预热系统E中的最后一级乏汽预热套管换热器的水煤浆出口连接。根据热媒不同，进一步预热套管换热器F可以为(锅炉)蒸汽预热套管换热器、熔盐预热套管换热器或导热油预热套管换热器。另外，进一步预热套管换热器F可以是单级或多级的(如2级或3级)。

管式反应器G是单级或多级的(例如，管式反应器G是8级管道式反应器G)，其水煤浆入口与进一步预热套管换热器F的水煤浆出口连接。

多级闪蒸系统I包括多个串联连接的闪蒸罐，闪蒸罐的数量与乏汽预热套管换热器的数量相同，多级闪蒸系统I中的第一级闪蒸罐的水煤浆入口与管式反应器G的水煤浆出口连接，并且各闪蒸罐的顶部均连接至与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热套管换热器的热源入口，从而将来自各闪蒸罐的闪蒸气作为乏汽分别送入与该闪蒸罐逆流逐级对应的乏汽预热套管换热器中。例如，多级闪蒸系统I包括4个或10个串联连接的闪蒸罐，而多级闪蒸系统I相应地为4级闪蒸系统或10级闪蒸系统。

过滤设备K配置成将来自最后一级闪蒸罐的逐级闪蒸后的水煤浆进行部分脱水。

制浆设备L配置成将部分脱水后的水煤浆制成高浓度水煤浆。例如，制浆设备L可以为带有搅拌装置的制浆槽。

实施例2

参照图2，本实施例进一步说明用于说明提高低阶煤水煤浆浓度的装置。该装置除了包括实施例1中所列结构外，还包括多个冷凝水罐J。

其中，冷凝水罐J的数量与多级乏汽预热系统E中的各乏汽预热套管换热器的数量相同，各个冷凝水罐分别与各乏汽预热套管换热器连接，从而收集经由该乏汽预热套管换热器换热后的闪蒸气冷凝液(如，冷凝水)。其中，除了最后一级冷凝水罐之外的各冷凝水罐的底部均与其下一级冷凝水罐连接，并且各冷凝水罐的顶部均连接至与该冷凝水罐逆流逐级相对应的乏汽预热套管换热器的热源入口。

实施例3

参照图3，本实施例进一步说明用于说明提高低阶煤水煤浆浓度的装置。该装置除了包括实施例2中所列装置外，还包括：设置在管式反应器G和多级闪蒸系统I之间的脉冲缓冲器H。

其中，脉冲缓冲器H的水煤浆入口与管式反应器G的水煤浆出口连接，而脉冲缓冲器H的水煤浆出口与多级闪蒸系统I中的第一级闪蒸罐的水煤浆入口连接。

另外，如图1-3中所显示的，本实用新型的装置还可以包括破碎机A、磨煤机B、煤浆槽C和煤浆泵D。其中，破碎机A配置成将原料煤1破碎成煤颗粒，磨煤机B配置成将煤颗粒进行湿磨以制成待处理低阶煤水煤浆，煤浆槽C配置成储存待处理低阶煤水煤浆，以及煤浆泵D配置成将所述煤浆槽中的待处理低阶煤水煤浆泵送至多级乏汽预热系统E。进一步地，如图2-3所显示的，最后一级冷凝水罐和过滤设备K均与磨煤机B连接，以便回收冷凝液(冷凝水)3和滤液4，将其用于制备待处理低阶煤水煤浆。

实施例4

本实施例用于说明利用本实用新型装置提高低阶煤水煤浆浓度的方法。参照图3，所述方法包括以下步骤：

(1)用破碎机A将内蒙古东明褐煤(即原料煤1)破碎至≤6mm，然后送入磨煤机B中，加水进行湿磨，制成质量浓度为50％的待处理水煤浆，送入煤浆槽C中；

(2)用煤浆泵D将待处理水煤浆加压至3.6MPa，送至包括4个乏汽预热套管换热器的4级乏汽预热系统E的管程，预热至170℃；

(3)然后将乏汽预热后的水煤浆送入单级的新蒸汽预热套管换热器F的管程，经温度为250℃的锅炉蒸汽(新热源2，流经壳程)加热至水热处理温度230℃，水煤浆的压力保持在3.0MPa；

(4)将加热到水热处理温度的水煤浆送入经保温处理的8级管道式反应器G中，进行水热处理60min，水煤浆流速为1.15m/s；

(5)将水热处理后的水煤浆经脉冲缓冲器H缓冲后送入包括4个闪蒸罐的4级闪蒸系统I中进行逐级闪蒸，从而得到逐级降温降压后的改质水煤浆，将来自各闪蒸罐的闪蒸气分别送至与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热套管换热器的壳程，通过与待处理水煤浆换热来对其进行逐级乏汽预热，将来自除了最后一级冷凝水罐之外的各级冷凝水罐底部的冷凝液(冷凝水)闪蒸到下一级冷凝水罐，以及将来自各级冷凝水罐顶部的气体送至与该冷凝水罐对应连接的乏汽预热套管换热器的壳程，通过与待处理水煤浆换热来对其进行逐级乏汽预热；将来自最后一级冷凝水罐底部的冷凝液(冷凝水)3送至磨煤机B用于制备待处理水煤浆；

(6)将降温降压后的改质水煤浆送至过滤设备K，过滤掉部分水分后，送入带有搅拌装置的制浆槽L中，并加入干基煤重量0.1％的萘磺酸钠分散剂，搅拌制得水煤浆浓度为55％的水煤浆。此外，将从过滤设备K得到的滤液4送入磨煤机B中用于制备待处理水煤浆。

内蒙古东明褐煤的传统成浆浓度为49％，而本实施例制得的水煤浆浓度为55％，实验结果表明，利用本实用新型的装置提高了低阶煤水煤浆浓度，同时实现了能量的充分回收利用。

实施例5

本实施例用于说明利用本实用新型装置提高低阶煤水煤浆浓度的方法。参照图3，所述方法包括以下步骤：

(1)用破碎机A将内蒙古东胜利褐煤(即原料煤1)破碎至≤6mm，然后送入磨煤机B中，加水进行湿磨，制成质量浓度为35％的待处理水煤浆，送入煤浆槽C中；

(2)用煤浆泵D将待处理水煤浆加压至7.5MPa，送至包括6个乏汽预热套管换热器的6级乏汽预热系统E中，预热至240℃；

(3)然后将乏汽预热后的水煤浆送入单级的进一步预热套管换热器F的管程，经温度为320℃的导热油(新热源2，流经壳程)加热至水热处理温度280℃，水煤浆的压力保持在6.6MPa；

(4)将加热到水热处理温度的水煤浆送入经保温处理的5级管道式反应器G中，进行水热处理45min，水煤浆流速为1.2m/s；

(5)将水热处理后的水煤浆经脉冲缓冲器H缓冲后送入包括6个闪蒸罐的6级闪蒸系统I中进行逐级闪蒸，从而得到逐级降温降压后的改质水煤浆，将来自各闪蒸罐的闪蒸气分别送至与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热套管换热器的壳程，通过与待处理水煤浆换热来对其进行逐级乏汽预热，将来自除了最后一级冷凝水罐之外的各级冷凝水罐底部的冷凝液(冷凝水)闪蒸到下一级冷凝水罐，以及将来自各级冷凝水罐顶部的气体送至与该冷凝水罐对应连接的乏汽预热套管换热器的壳程，通过与待处理水煤浆换热来对其进行逐级乏汽预热；将来自最后一级冷凝水罐底部的冷凝液(冷凝水)3送至磨煤机B用于制备待处理水煤浆；

(6)将降温降压后的改质水煤浆送至过滤设备K，过滤掉部分水分后，送入带有搅拌装置的制浆槽L中，并加入干基煤重量0.5％的萘磺酸钠分散剂，搅拌制得水煤浆浓度为58％的水煤浆。此外，将从过滤设备K得到的滤液4送入磨煤机B中用于制备待处理水煤浆。

内蒙古东胜利褐煤的传统成浆浓度为48％，而本实施例制得的水煤浆浓度为58％，实验结果表明，利用本实用新型的装置提高了低阶煤水煤浆浓度，同时实现了能量的充分回收利用。

实施例6

本实施例用于说明利用本实用新型装置提高低阶煤水煤浆浓度的方法。参照图3，所述方法包括以下步骤：

(1)用破碎机A将内蒙古东明褐煤(即原料煤1)破碎至≤6mm，然后送入磨煤机B中，加水进行湿磨，制成质量浓度为30％的待处理水煤浆，送入煤浆槽C中；

(2)用煤浆泵D将待处理水煤浆加压至12.5MPa，送至包括10个乏汽预热套管换热器的10级乏汽预热系统E中，预热至280℃；

(3)然后将乏汽预热后的水煤浆送入单级的进一步预热套管换热器F的管程，经温度为360℃的熔盐(新热源2，流经壳程)加热至水热处理温度320℃，水煤浆的压力保持在11.4MPa；

(4)将加热到水热处理温度的水煤浆送入经保温处理的4级管道式反应器G中，进行水热处理20min，水煤浆流速为1.5m/s；

(5)将水热处理后的水煤浆经脉冲缓冲器H缓冲后送入包括10个闪蒸罐的10级闪蒸系统I中进行逐级闪蒸，从而得到逐级降温降压后的改质水煤浆，将来自各闪蒸罐的闪蒸气分别送至与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热套管换热器的壳程，通过与待处理水煤浆换热来对其进行逐级乏汽预热，将来自除了最后一级冷凝水罐之外的各级冷凝水罐底部的冷凝液(冷凝水)闪蒸到下一级冷凝水罐，以及将来自各级冷凝水罐顶部的气体送至与该冷凝水罐对应连接的乏汽预热套管换热器的壳程，通过与待处理水煤浆换热来对其进行逐级乏汽预热；将来自最后一级冷凝水罐底部的冷凝液(冷凝水)3送至磨煤机B用于制备待处理水煤浆；

(6)将降温降压后的改质水煤浆送至过滤设备K，过滤掉部分水分后，送入带有搅拌装置的制浆槽L中，并加入干基煤重量0.7％的萘磺酸钠分散剂，搅拌制得水煤浆浓度为65％的水煤浆。此外，将从过滤设备K得到的滤液4送入磨煤机B中用于制备待处理水煤浆。

内蒙古东明褐煤的传统成浆浓度为49％，而本实施例制得的水煤浆浓度为65％，实验结果表明，利用本实用新型的装置提高了低阶煤水煤浆浓度，同时实现了能量的充分回收利用。

实施例7

本实施例用于说明利用本实用新型装置提高低阶煤水煤浆浓度的方法。参照图3，所述方法包括以下步骤：

(1)用破碎机A将内蒙古东明褐煤(即原料煤1)破碎至≤6mm，然后送入磨煤机B中，加水进行湿磨，制成质量浓度为40％的待处理水煤浆，送入实用新型煤浆槽C中；

(2)用煤浆泵D将待处理水煤浆加压至12.5MPa，送至包括10个乏汽预热套管换热器的10级乏汽预热系统E中，预热至280℃；

(3)然后将乏汽预热后的水煤浆送入单级的进一步预热套管换热器F的管程，经温度为330℃的熔盐(新热源2，流经壳程)加热至水热处理温度300℃，水煤浆的压力保持在8.7MPa；

(4)将加热到水热处理温度的水煤浆送入经保温处理的4级管道式反应器G中，进行水热处理90min，水煤浆流速为1.5m/s；

(5)将水热处理后的水煤浆经脉冲缓冲器H缓冲后送入包括10个闪蒸罐的10级闪蒸系统I中进行逐级闪蒸，从而得到逐级降温降压后的改质水煤浆，将来自各闪蒸罐的闪蒸气分别送至与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热套管换热器的壳程，通过与待处理水煤浆换热来对其进行逐级乏汽预热，将来自除了最后一级冷凝水罐之外的各级冷凝水罐底部的冷凝液(冷凝水)闪蒸到下一级冷凝水罐，以及将来自各级冷凝水罐顶部的气体送至与该冷凝水罐对应连接的乏汽预热套管换热器的壳程，通过与待处理水煤浆换热来对其进行逐级乏汽预热；将来自最后一级冷凝水罐底部的冷凝液(冷凝水)3送至磨煤机B用于制备待处理水煤浆；

(6)将降温降压后的改质水煤浆送至过滤设备K，过滤掉部分水分后，送入带有搅拌装置的制浆槽L中，并加入干基煤重量0.2％的萘磺酸钠分散剂，搅拌制得水煤浆浓度为60％的水煤浆。此外，将从过滤设备K得到的滤液4送入磨煤机B中用于制备待处理水煤浆。

内蒙古东明褐煤的传统成浆浓度为49％，而本实施例制得的水煤浆浓度为60％，实验结果表明，利用本实用新型的装置提高了低阶煤水煤浆浓度，同时实现了能量的充分回收利用。

Claims (9)

1.一种提高低阶煤水煤浆浓度的装置，其特征在于，所述装置包括：

多级乏汽预热系统，所述多级乏汽预热系统包括多个串联连接的乏汽预热套管换热器；

进一步预热套管换热器，所述进一步预热套管换热器的水煤浆入口与所述多级乏汽预热系统中最后一级乏汽预热套管换热器的水煤浆出口连接；

管式反应器，所述管式反应器与所述进一步预热套管换热器的水煤浆出口连接；

多级闪蒸系统，所述多级闪蒸系统包括多个串联连接的闪蒸罐，所述闪蒸罐的数量与所述乏汽预热套管换热器的数量相同，所述多级闪蒸系统中的第一级闪蒸罐的水煤浆入口与所述管式反应器的水煤浆出口连接，并且各闪蒸罐的顶部均连接至与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热套管换热器的热源入口；

过滤设备，所述过滤设备配置成将来自最后一级闪蒸罐的逐级闪蒸后的水煤浆部分脱水；以及

制浆设备，所述制浆设备配置成将部分脱水后的水煤浆制成高浓度水煤浆。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：分别与所述多级乏汽预热系统中的各乏汽预热套管换热器连接的、配置成收集经由该乏汽预热套管换热器换热后的闪蒸气冷凝液的多个冷凝水罐，其中，除了最后一级冷凝水罐之外的各冷凝水罐的底部均与其下一级冷凝水罐连接，并且各冷凝水罐的顶部均连接至与该冷凝水罐逆流逐级相对应的乏汽预热套管换热器的热源入口。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括设置在所述管式反应器和所述多级闪蒸系统之间的脉冲缓冲器，所述脉冲缓冲器的水煤浆入口与所述管式反应器的水煤浆出口连接，所述脉冲缓冲器的水煤浆出口与所述多级闪蒸系统中第一级闪蒸罐的水煤浆入口连接。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述乏汽预热套管换热器和所述闪蒸罐的数量为4-10个。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述进一步预热套管换热器为单级、2级或3级套管换热器。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述管式反应器是单级或多级管式反应器。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多级管式反应器为4-8级管式反应器。

8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

磨煤机，所述磨煤机配置成将煤颗粒进行湿磨以制成待处理低阶煤水煤浆；

煤浆槽，所述煤浆槽配置成储存所述待处理低阶煤水煤浆；和

煤浆泵，所述煤浆泵配置成将所述煤浆槽中的待处理低阶煤水煤浆泵送至所述多级乏汽预热系统。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括设置在所述磨煤机上游的破碎机。