CN206927864U - 一种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水热处理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釜的多级乏汽预热系统；包括一个蒸汽预热釜或多个串联连接的蒸汽预热釜的进一步预热系统，其水煤浆入口与多级乏汽预热系统中最后一级乏汽预热釜的水煤浆出口连接；保温停留装置，其水煤浆入口与进一步预热系统的水煤浆出口连接；包括数量与乏汽预热釜的数量相同的串联连接的闪蒸罐的多级闪蒸系统，其第一级闪蒸罐的水煤浆入口与保温停留装置的水煤浆出口连接，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釜的热源入口；过滤装置；以及制浆装置。本实用新型装置安全可靠，提浓效果好，能效高。

Description

一种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，由于其发热量低、长距离运输易燃等原因，导致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，目前还需寻找一种提浓效果好、技术可行、安全可靠的低阶煤提浓装置。

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、提浓效果好、能效高的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釜；

进一步预热系统，所述进一步预热系统包括一个蒸汽预热釜或多个串联连接的蒸汽预热釜，所述进一步预热系统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釜的水煤浆出口连接；

保温停留装置，所述保温停留装置的水煤浆入口与所述进一步预热系统的水煤浆出口连接；

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釜的数量相同，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保温停留装置的水煤浆出口连接，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釜的热源入口；

过滤装置，所述过滤装置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

制浆装置，所述制浆装置配置成将部分脱水后的水煤浆制成高浓度水煤浆。

本实用新型中使用的术语“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，由于在保温停留装置中对水煤浆进行水热处理之后，将来自各闪蒸罐的闪蒸气分别送入与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热釜中作为热源(乏汽)来对各乏汽预热釜中的待处理低阶煤水煤浆进行预热，在提高水煤浆浓度的同时，提高了能量利用率，降低了能耗。

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，水煤浆浓度是根据国标GB/T18856.2-2008测定的。

本实用新型中，待处理低阶煤水煤浆的浓度可以为30～50％，而所述制浆装置中制备的高浓度水煤浆的浓度可以为56～67％。

根据本实用新型提供的装置，其中，所述乏汽预热釜是间接换热式的乏汽预热釜。在一些实施方案中，所述间接换热式的乏汽预热釜设置有外部蒸汽夹套或内部蒸汽管束；以及在另一些实施方案中，在所述间接换热式的乏汽预热釜内还设置搅拌装置。在优选的实施方案中，水煤浆在间接换热式的乏汽预热釜中的进出料方式为上进下出，而乏汽的进出料方式为下进上出。

根据本实用新型提供的装置，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级间接换热式的乏汽预热釜连接的、配置成收集经由该间接换热式的乏汽预热釜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相对应的间接换热式的乏汽预热釜的外部蒸汽夹套或内部蒸汽管束。

本实用新型中，当采用间接换热式的乏汽预热釜以间接换热方式进行乏汽预热时，由于将高温一级冷凝水闪蒸后的闪蒸气继续用作低温一级乏汽预热釜的热源，对能量进行逐级利用，实现了能量的充分回收利用，并且水煤浆物料与乏汽逆流间接接触(例如，水煤浆物料采用上进下出，而乏汽采用下进上出的进出料方式)时，对流换热增强了物料的传热效果。

根据本实用新型提供的装置，其中，所述乏汽预热釜是直接接触换热式的乏汽预热釜。在一些实施方案中，所述直接接触换热式的乏汽预热釜底部设有乏汽入口，顶部设有水煤浆入口。

本实用新型中，当采用直接换热式的乏汽预热釜以直接接触换热方式进行乏汽预热时，由于乏汽的冷凝液留在水煤浆中，可调整水煤浆的浓度，因此可对浓度较高的待处理水煤浆进行处理，减少了多余水分的能耗，节能高效。

根据本实用新型提供的装置，其中，所述乏汽预热釜和所述闪蒸罐的数量为4～8个。

根据本实用新型提供的装置，其中，所述蒸汽预热釜是间接换热式的蒸汽预热釜或直接接触换热式的蒸汽预热釜。在一些实施方案中，采用界外蒸汽如锅炉蒸汽作为蒸汽预热釜的热源。

本实用新型中，采用间接换热式的蒸汽预热釜以间接换热方式对乏汽预热后的待处理低阶煤水煤浆进行加热时，水煤浆物料与界外蒸汽如锅炉蒸汽逆流间接接触(例如，水煤浆物料采用上进下出，而界外蒸汽如锅炉蒸汽采用下进上出的进出料方式)，这样的对流换热增强了物料的传热效果；当采用直接换热式的蒸汽预热釜以直接接触换热方式对乏汽预热后的待处理低阶煤水煤浆进行加热时，由于界外蒸汽如锅炉蒸汽的冷凝液留在水煤浆中，可调整水煤浆的浓度，因此可对浓度较高的待处理水煤浆进行处理，减少了多余水分的能耗，节能高效，界外蒸汽如锅炉蒸汽的底部进入也起到返混防止煤浆沉降的作用。

根据本实用新型提供的装置，其中，所述间接换热式的蒸汽预热釜设置有外部蒸汽夹套或内部蒸汽管束。在一些实施方案中，所述间接换热式的蒸汽预热釜内设置有搅拌装置。

根据本实用新型提供的装置，其中，所述直接接触换热式的蒸汽预热釜的底部设有蒸汽入口，而顶部设有水煤浆入口。在一些实施方案中，在直接换热式的蒸汽预热釜可以不设置搅拌装置。

本实用新型中，进一步预热系统中蒸汽预热釜的数量可以根据热损或水热处理的温度确定。在一些实施方案中，所述蒸汽预热釜的数量1～4个。

根据本实用新型提供的装置，其中，所述保温停留装置可以包括1个反应罐或2个以上串联连接的反应罐。在一些实施方案中，所述保温停留装置包括1个反应罐，以及在另一些实施方案中，所述保温停留装置包括2～3个串联连接的反应罐。

根据本实用新型提供的装置，其中，在所述反应罐中，水煤浆的进出料方式为上进下出或下进上出。

根据本实用新型提供的装置，其中，其中，在所述反应罐内可设置搅拌装置。

根据本实用新型提供的装置，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装置，其中，所述制浆装置为带有搅拌装置的制浆槽。

根据本实用新型提供的装置，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装置，其中，最后一级冷凝水罐(如果存在)和过滤装置与磨煤机连接，以便回收冷凝水和滤液。

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。

本实用新型提供的提高低阶煤水煤浆浓度的装置具有以下有益技术效果：

(1)本实用新型采用包括多个乏汽预热釜的多级乏汽预热系统对待处理低阶煤水煤浆进行逐级乏汽预热，将后续逐级闪蒸处理得到的各级闪蒸气作为各级乏汽预热的热源，再经进一步预热系统加热至水热处理温度，然后对待处理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。

(2)本实用新型中，乏汽预热系统和/或进一步预热系统以间接换热方式进行乏汽预热时，将高温一级冷凝水闪蒸后的闪蒸气继续用于低温一级乏汽预热釜中水煤浆的预热，对能量进行逐级利用，实现了能量的充分回收利用；并且水煤浆物料与乏汽或界外蒸汽逆流间接接触(例如，水煤浆物料采用上进下出，而乏汽采用下进上出的进出料方式)，这样的对流换热增强了物料的传热效果。

(3)本实用新型中，乏汽预热系统和/或进一步预热系统以直接接触换热方式进行预热时，由于乏汽和/或界外蒸汽如锅炉蒸汽的冷凝液留在水煤浆中，可调整水煤浆的浓度，因此可对浓度较高的待处理水煤浆进行处理，减少了多余水分的能耗，节能高效。

(4)本实用新型中，采用釜式乏汽预热系统、釜式的进一步预热系统和釜式保温停留装置对水煤浆进行处理，占地面积小，流程简单，便于检修。

(5)本实用新型中，采用串联连接的釜式预热系统和釜式保温停留装置，工艺流程连续，处理量大。

(6)本实用新型的装置采用多级闪蒸系统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。

(7)本实用新型采用多级闪蒸过程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；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的问题。

(8)本实用新型的乏汽预热系统以直接换热方式进行乏汽预热时，解决了不能直接使用水热处理后的高温高压水煤浆作为热源与待处理水煤浆进行直接接触换热的问题；以及本实用新型的乏汽预热系统以间接换热方式进行乏汽预热时，解决了直接使用水热处理后的高温高压水煤浆作为热源时，使其流经外部蒸汽夹套或内部蒸汽管束而容易造成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夹套或管束材料造成的材料成本问题。

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个实施方案的示意图；

图2是根据本实用新型装置的另一个实施方案的示意图；

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为进一步预热系统，G为保温停留装置，H为多级闪蒸系统，I为冷凝水罐，J为过滤装置，K为制浆装置，1为原料煤，2为新热源，3为冷凝液，4为滤液，5为锅炉。

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，本实施例用于说明在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、进一步预热系统F、多个冷凝水罐I、保温停留装置G、多级闪蒸系统H、过滤装置J和制浆装置K。

其中，多级乏汽预热系统E包括多个串联连接的间接换热式的乏汽预热釜，间接换热式的乏汽预热釜设置有外部蒸汽夹套或内部蒸汽管束(未显示)，并且可以在内部设置有搅拌装置(未显示)。例如，多级乏汽预热系统E包括4个或8个串联连接的间接换热式的乏汽预热釜，此时，多级乏汽预热系统E相应地为4级乏汽预热系统或8级乏汽预热系统。

冷凝水罐I的数量与多级乏汽预热系统E中的间接换热式的乏汽预热釜数量相同，并且各冷凝水罐分别与各间接换热式的乏汽预热釜连接，以收集经由该间接换热式的乏汽预热釜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相对应的间接换热式的乏汽预热釜的外部蒸汽夹套或内部蒸汽管束。

进一步预热系统F配置成将经多级乏汽预热系统E预热的待处理低阶煤水煤浆加热到水热处理温度。具体地，进一步预热系统F的水煤浆入口与多级乏汽预热系统E中最后一级间接换热式的乏汽预热釜的水煤浆出口连接，间接换热式的蒸汽预热釜设置有外部蒸汽夹套或内部蒸汽管束(未显示)，并且可以在内部设置搅拌装置(未显示)。进一步预热系统F中蒸汽预热釜的热源可以为锅炉蒸汽，锅炉蒸汽经换热后可以返回锅炉。同样地，进一步预热系统F可以是单级或多级的。例如，进一步预热系统F可以包括一个间接换热式的蒸汽预热釜或多个(如2个、3个或4个)串联的间接换热式的蒸汽预热釜，此时，进一步预热系统F相应地是1级、2级、3级或4级进一步预热系统。

保温停留装置G与进一步预热系统F的水煤浆出口连接。待处理低阶煤水煤浆在保温停留装置G进行水热处理。加热后的待处理低阶煤水煤浆在保温停留装置G的进出料方式为上进下出或下进上出(未显示)。保温停留装置G可以包括1个反应罐或2个以上(如，2个或3个)串联连接的反应罐。另外，反应罐内可以设置有搅拌装置。

多级闪蒸系统H包括多个串联连接的闪蒸罐，闪蒸罐的数量与乏汽预热釜的数量相同，多级闪蒸系统H中的第一级闪蒸罐的水煤浆入口连接至保温停留装置G的水煤浆出口，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釜的热源入口。例如，多级乏汽预热系统E为4级乏汽预热系统或8级乏汽预热系统，多级闪蒸系统H相应地包括4个或8个串联连接的闪蒸罐，此时，多级闪蒸系统H也相应地为4级闪蒸系统或8级闪蒸系统。

过滤装置J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。

制浆装置K配置成将部分脱水后的水煤浆制成高浓度水煤浆。在该实施例中，制浆装置K可以为带有搅拌装置的制浆槽。

实施例2

参照图2，本实施例用于说明在以下实施例中具体使用的提高低阶煤水煤浆浓度的另一装置，其包括：多级乏汽预热系统E、进一步预热系统F、保温停留装置G、多级闪蒸系统H、过滤装置J和制浆装置K。

其中，多级乏汽预热系统E包括多个串联连接的直接换热式的乏汽预热釜，直接换热式的乏汽预热釜底部设有乏汽入口，而顶部设有水煤浆入口。例如，多级乏汽预热系统E包括4个或8个串联连接的直接换热式的乏汽预热釜，此时，多级乏汽预热系统E相应地为4级乏汽预热系统或8级乏汽预热系统。

进一步预热系统F配置成将经多级乏汽预热系统E预热的待处理低阶煤水煤浆加热到水热处理温度。具体地，进一步预热系统F的水煤浆入口与多级乏汽预热系统E中最后一级直接换热式的乏汽预热釜的水煤浆出口连接，直接换热式的蒸汽预热釜底部设有蒸汽入口，顶部设有水煤浆入口。进一步预热系统F中蒸汽预热釜的热源可以为锅炉蒸汽。同样地，进一步预热系统F是单级或多级的。例如，进一步预热系统F可以包括一个直接换热式的蒸汽预热釜或多个(如2个、3个或4个)串联的直接换热式的蒸汽预热釜，此时，进一步预热系统F相应地是1级、2级、3级或4级的进一步预热系统。

保温停留装置G与进一步预热系统F的水煤浆出口连接。待处理低阶煤水煤浆在保温停留装置G进行水热处理。加热后的待处理低阶煤水煤浆在保温停留装置G的进出料方式为上进下出(未显示)或下进上出。保温停留装置G可以包括1个反应罐或2个以上(如，2个或3个)串联连接的反应罐。另外，在反应罐内可以设置有搅拌装置。

多级闪蒸系统H包括多个串联连接的闪蒸罐，闪蒸罐的数量与乏汽预热釜的数量相同，多级闪蒸系统H中的第一级闪蒸罐的水煤浆入口连接至保温停留装置G的水煤浆出口，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釜的热源入口。例如，多级乏汽预热系统E为4级乏汽预热系统或8级乏汽预热系统，多级闪蒸系统H相应地包括4个或8个串联连接的闪蒸罐，此时，多级闪蒸系统H也相应地为4级闪蒸系统或8级闪蒸系统。

过滤装置J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。

制浆装置K配置成将部分脱水后的水煤浆制成高浓度水煤浆。在该实施例中，制浆装置K可以为带有搅拌装置的制浆槽。

此外，如图1和2所显示的，提高低阶煤水煤浆浓度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1和2所显示的，最后一级冷凝水罐(如果存在)和过滤装置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3

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1，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)破碎成≤6mm的煤颗粒，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3.2MPa，送至包括4个串联连接的间接换热式的乏汽预热釜的4级乏汽预热系统E中，逐级乏汽预热至160℃；

(3)然后将乏汽预热后的水煤浆送入1个间接换热式的蒸汽预热釜F中，经温度为250℃的锅炉蒸汽2加热至水热处理温度230℃，水煤浆的压力保持在2.8MPa，换热后的锅炉蒸汽返回锅炉5；

(4)将加热至水热处理温度的水煤浆送入包括3个反应罐的保温停留装置G中水热处理60min，得到改质水煤浆；

(5)将改质水煤浆送入包括4个闪蒸罐的4级闪蒸系统H中进行逐级闪蒸，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作为乏汽分别送至与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热釜的热源入口，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送到下一级冷凝水罐，以及将来自各级冷凝水罐顶部的气体送回与该冷凝水罐对应连接的乏汽预热釜，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的冷凝液(冷凝水)3送入磨煤机B中，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装置J中，过滤掉部分水分后，送入带有搅拌装置的制浆罐K中，并加入干基煤重量0.6％的萘磺酸钠添加剂，搅拌制得浓度为56％的水煤浆，并将来自过滤装置J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提高至56％，实验结果表明，采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2，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)破碎成≤6mm的煤颗粒，然后送入磨煤机B中，加水进行湿磨，制成质量浓度为49％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9.5MPa，送至包括8个串联连接的直接换热式的乏汽预热釜的8级乏汽预热系统E中，逐级乏汽预热至275℃；

(3)然后将乏汽预热后的水煤浆送入包括4个直接换热式的蒸汽预热釜的进一步预热系统F中，经温度为320℃的锅炉蒸汽2加热至水热处理温度300℃，水煤浆的压力保持在8.7MPa；

(4)将加热至水热处理温度的水煤浆送入包括2个反应罐的保温停留装置G中水热处理40min，得到改质水煤浆；

(5)将改质水煤浆送入包括8个闪蒸罐的8级闪蒸系统H中进行逐级闪蒸，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作为乏汽分别直接送入与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热釜内，通过与待处理水煤浆直接接触换热来对其进行逐级乏汽预热；

(6)将降温降压后的改质水煤浆送至过滤装置J中，过滤掉部分水分后，送入带有搅拌装置的制浆罐K中，并加入干基煤重量0.5％的木质素磺酸钠添加剂，搅拌制得浓度为61％的水煤浆，并将来自过滤装置J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提高至61％，实验结果表明，采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1，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)破碎成≤6mm的煤颗粒，然后送入磨煤机B中，加水进行湿磨，制成质量浓度为48％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8个串联连接的间接换热式的乏汽预热釜的8级乏汽预热系统E中，逐级乏汽预热至285℃；

(3)然后将乏汽预热后的水煤浆送入2个间接换热式的蒸汽预热釜F中，经温度为340℃的锅炉蒸汽2加热至水热处理温度320℃，水煤浆的压力保持在11.4MPa；换热后的锅炉蒸汽返回锅炉5；

(4)将加热至水热处理温度的水煤浆送入包括1个反应罐的保温停留专职G中水热处理20min，得到改质水煤浆；

(5)将改质水煤浆送入包括8个闪蒸罐的8级闪蒸系统H中进行逐级闪蒸，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作为乏汽分别送至与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热釜的热源入口，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送到下一级冷凝水罐，以及将来自各级冷凝水罐顶部的气体送回与该冷凝水罐对应连接的乏汽预热釜，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的冷凝液(冷凝水)3送入磨煤机B中，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装置J中，过滤掉部分水分后，送入带有搅拌装置的制浆罐K中，并加入干基煤重量1.0％的萘磺酸钠添加剂，搅拌制得水煤浆浓度为67％的水煤浆，并将来自过滤装置J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提高至67％，实验结果表明，采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2，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)破碎成≤6mm的煤颗粒，然后送入磨煤机B中，加水进行湿磨，制成质量浓度为48％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9.5MPa，送至包括4个串联连接的直接换热式的乏汽预热釜的4级乏汽预热系统E中，逐级乏汽预热至285℃；

(3)然后将乏汽预热后的水煤浆送入包括4个直接换热式的蒸汽预热釜的进一步预热系统F中，经温度为320℃的锅炉蒸汽2加热至水热处理温度300℃，水煤浆的压力保持在8.7MPa；

(4)将改质水煤浆送入包括2个反应罐的保温停留装置G中水热处理40min，得到改质水煤浆；

(5)将改质水煤浆送入包括4个闪蒸罐的4级闪蒸系统H中进行逐级闪蒸，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作为乏汽分别直接送入与该闪蒸罐逆流逐级相对应的乏汽预热釜内，通过与待处理水煤浆直接接触换热来对其进行逐级乏汽预热；

(6)将降温降压后的改质水煤浆送至过滤装置J中，过滤掉部分水分后，送入带有搅拌装置的制浆罐K中，并加入干基煤重量0.5％的磺化腐植酸钾添加剂，搅拌制得浓度为59％的水煤浆，并将来自过滤装置J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提高至59％，实验结果表明，采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2，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)破碎成≤6mm的煤颗粒，然后送入磨煤机B中，加水进行湿磨，制成质量浓度为49％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8个串联连接的直接换热式的乏汽预热釜的8级乏汽预热系统E中，逐级乏汽预热至295℃，水煤浆的压力保持在11.4MPa；

(3)将乏汽预热后的水煤浆送入包括4个直接换热式的蒸汽预热釜的进一步预热系统F中，经温度为320℃的锅炉蒸汽2加热至水热处理温度300℃，水煤浆的压力保持在8.7MPa；

(4)将加热至水热处理温度的水煤浆送入1个反应罐的保温停留罐G中水热处理20min，得到改质水煤浆；

(5)将改质水煤浆送入包括8个闪蒸罐的8级闪蒸系统H中进行逐级闪蒸，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釜中，通过与待处理水煤浆换热来对其进行逐级乏汽预热；

(5)将降温降压后的改质水煤浆送至过滤装置J中，过滤掉部分水分后，送入带有搅拌装置的制浆罐K中，并加入干基煤重量1.0％的萘磺酸钠分散剂，搅拌制得浓度为57％的水煤浆，并将来自过滤装置J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提高至57％，实验结果表明，采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 (10)

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釜；

进一步预热系统，所述进一步预热系统包括一个蒸汽预热釜或多个串联连接的蒸汽预热釜，所述进一步预热系统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釜的水煤浆出口连接；

保温停留装置，所述保温停留装置的水煤浆入口与所述进一步预热系统的水煤浆出口连接；

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釜的数量相同，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保温停留装置的水煤浆出口连接，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釜的热源入口；

过滤装置，所述过滤装置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

制浆装置，所述制浆装置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，所述乏汽预热釜是间接换热式的乏汽预热釜，并且所述间接换热式的乏汽预热釜设置有外部蒸汽夹套或内部蒸汽管束。

3.根据权利要求2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级间接换热式的乏汽预热釜连接的、配置成收集经由该间接换热式的乏汽预热釜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相对应的间接换热式的乏汽预热釜的外部蒸汽夹套或内部蒸汽管束。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述乏汽预热釜是直接接触换热式的乏汽预热釜，并且所述直接接触换热式的乏汽预热釜底部设有乏汽入口，顶部设有水煤浆入口。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述乏汽预热釜和所述闪蒸罐的数量为4～8个。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述蒸汽预热釜是间接换热式的蒸汽预热釜或直接接触换热式的蒸汽预热釜。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述间接换热式的蒸汽预热釜设置有外部蒸汽夹套或内部蒸汽管束；以及

所述直接接触换热式的蒸汽预热釜的底部设有蒸汽入口，顶部设有水煤浆入口。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述蒸汽预热釜的数量1～4个。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述保温停留装置包括1个反应罐或2个以上串联连接的反应罐。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，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。