高稳定性水煤浆燃料的生产系统
技术领域
本实用新型属于水煤浆生产技术领域,尤其涉及一种高稳定性水煤浆燃料的生产系统。
背景技术
水煤浆燃料是由煤、水、少量添加剂经过加工制成的具有一定粒度分布和良好的流变特性的流体,水煤浆的品质主要受煤质、添加剂类型及用量、煤粉粒度级配和磨制方法(干磨和湿磨)的影响。其中,添加剂类型及用量是根据煤质来确定的,煤粉粒度级配受磨制方法、磨机类型和磨机的仓数量的影响。因而,当煤质、添加剂类型、磨制方法及磨机类型确定后,真正影响水煤浆品质的是添加剂的加入方式,以及浆体的后续处理工艺。
水煤浆所使用的添加剂主要包括分散剂和稳定剂,在传统的水煤浆生产工艺中,分散剂通常是与清水、煤一并加入磨机入口,而稳定剂则是直接加入至强力搅拌罐中与浆体混合搅拌。然而,分散剂的用量是根据煤成浆性试验确定的,从分散剂作用机理分析可知,分散剂一次性加入会明显降低煤、水混合物的粘度、增大流动性,但从磨机的作用机理分析可知,这会增加碰砸机会而减少研磨机会,降低了获得最佳粒度级配的机会,进而影响水煤浆的稳定性。在强力搅拌罐中加入稳定剂实际上是对水煤浆稳定性的一种补救办法,稳定剂的作用是使水煤浆更倾向于转变为触变体,从而改善水煤浆的稳定性,但加入的稳定剂却不能从根本上解决水煤浆易沉降的问题,水煤浆在成品浆储罐中长时间存放后仍存在严重的沉淀现象,即使在成品浆储罐的罐顶设置机械搅拌装置的情况下,其沉淀量仍然较大,需频繁的进行清罐。
因而,如何提高水煤浆燃料的稳定性,是当前急需解决的一项技术问题。
实用新型内容
本实用新型针对上述的技术问题,提出一种高稳定性水煤浆燃料的生产系统,其生产获得的水煤浆产品具有较佳的粒度级配,稳定性和流动性更好。
为了达到上述目的,本实用新型采用的技术方案为:
高稳定性水煤浆燃料的生产系统,包括煤粉缓冲仓、水罐、分散剂罐、稳定剂罐、磨机、集浆池、滤浆器、搅拌罐、均质罐和成品浆储罐;所述煤粉缓冲仓通过煤粉给料装置连接于所述磨机的入口端,所述水罐通过水输送管连接于所述磨机的入口端,所述集浆池设置于所述磨机的出口端下方,所述集浆池、滤浆器、搅拌罐和均质罐通过浆料输送管依次连接,所述均质罐通过成品浆输送管连接于所述成品浆储罐底部;所述分散剂罐与磨机的入口端之间,以及所述分散剂罐与磨机的出口端之间,分别连接有分散剂输送管;所述稳定剂罐与所述磨机的入口端之间,以及所述稳定剂罐与搅拌罐之间,分别连接有稳定剂输送管。
作为优选,所述成品浆输送管包括依次连接的直管段和环管段,所述直管段连接于所述均质罐,所述环管段套设于所述成品浆储罐外,所述环管段上设有多个连接于所述成品浆储罐底部侧壁的成品浆输送口,每个所述成品浆输送口均设有控制阀。
作为优选,多个所述成品浆输送口均布于所述环管段。
作为优选,所述磨机为双仓磨机。
作为优选,所述煤粉给料装置包括设置于所述煤粉缓冲仓的出料口处的震动给料机,以及设置于所述震动给料机出口端下方的皮带秤,所述皮带秤的进料端与所述震动给料机出口端对应设置,所述皮带秤的出料端与所述磨机的入口端对应设置。
作为优选,所述滤浆器两侧连接的所述浆料输送管之间并联有浆料输送旁路管。
作为优选,所述水输送管、分散剂输送管和稳定剂输送管均分别设置有计量泵;连接于所述集浆池的浆料输送管上,所述搅拌罐与均质罐之间的浆料输送管上,以及所述成品浆输送管上,均分别设置有浆料输送泵。
与现有技术相比,本实用新型的优点和积极效果在于:
1、本实用新型提供的高稳定性水煤浆燃料的生产系统中,分散剂罐与磨机的入口端和出口端分别相连,能够使分散剂由磨机的入口端和出口端分两段加入,分散剂分两段的加入方式能够使进入磨机内的分散剂减少,一方面控制了浆体的流动速度,增加浆体在磨机内的滞留时间,延长了研磨时间,另一方面由于粘度升高,能够减少碰砸机会而增加研磨机会,为取得最佳粒度级配创造条件,而剩余的分散剂从磨机的出口端加入,能够减小浆体的粘度、增大浆体的流动性,从而保证浆体的粘度和流动性达到要求;
2、本实用新型提供的高稳定性水煤浆燃料的生产系统中,稳定剂罐与磨机的入口端和搅拌罐分别相连,能够使稳定剂从磨机入口端和搅拌罐两个位置加入,在磨机入口端加入的部分稳定剂,能够适当提高磨机内的浆体粘度,为延长浆体研磨时间创造有利条件,而在搅拌罐处加入的剩余稳定剂,能够进一步加大稳定剂对煤颗粒在水煤浆中均匀分布的效果,为下一步均质罐的浆体熟化做准备;
3、本实用新型提供的高稳定性水煤浆燃料的生产系统中,成品浆输送管连接于成品浆储罐底部,使成品浆从成品浆储罐的底部送入成品浆储罐内,可使成品浆储罐底部的不稳定的团聚颗粒又重新恢复正常状态,极大减少了罐底沉淀量,有利于保持水煤浆燃料的稳定,延长了清罐周期,节约了清罐费用;
4、本实用新型提供的高稳定性水煤浆燃料的生产系统,可生产获得流动性和稳定性更好的水煤浆产品,大幅提高水煤浆的生产质量,且生产成本更低;
5、本实用新型提供的高稳定性水煤浆燃料的生产系统中,当采用螺杆泵作为浆料输送泵输送成品浆时,成品浆输送管连接于成品浆储罐底部,使成品浆从成品浆储罐的底部送入,螺杆泵的出口压力随着成品浆储罐内液位的升高而从零逐步达到最大,有利于延长螺杆泵的使用寿命,解决了现有水煤浆燃料生产系统中成品浆输送管连接于成品浆储罐顶部而带来的螺杆泵使用寿命短的问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例所提供的高稳定性水煤浆燃料的生产系统的示意图;
图2为本实用新型实施例所提供的高稳定性水煤浆燃料的生产系统中成品浆输送管与成品浆储罐底部的连接示意图;
图3为沿图2中A-A线的剖视图;
以上各图中:1、煤粉缓冲仓;2、煤粉给料装置;21、震动给料机;22、皮带秤;3、磨机;4、水罐;5、分散剂罐;6、稳定剂罐;7、集浆池;8、滤浆器;9、搅拌罐;10、均质罐;11、成品浆储罐;12、水输送管;13、分散剂输送管;14、稳定剂输送管;15、浆料输送管;16、成品浆输送管;161、直管段;162、环管段;163、成品浆输送口;164、控制阀;17、浆料输送旁路管;18、计量泵;19、浆料输送泵。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示,本实用新型实施例提供了一种高稳定性水煤浆燃料的生产系统,包括:煤粉缓冲仓1、水罐4、分散剂罐5、稳定剂罐6、磨机3、集浆池7、滤浆器8、搅拌罐9、均质罐10和成品浆储罐11;煤粉缓冲仓1通过煤粉给料装置2连接于磨机3的入口端,水罐4通过水输送管12连接于磨机3的入口端,集浆池7设置于磨机3的出口端下方,集浆池7、滤浆器8、搅拌罐9和均质罐10通过浆料输送管15依次连接,均质罐10通过成品浆输送管16连接于成品浆储罐11底部;分散剂罐5与磨机3的入口端之间,以及分散剂罐5与磨机3的出口端之间,分别连接有分散剂输送管13;稳定剂罐6与磨机3的入口端之间,以及稳定剂罐6与搅拌罐9之间,分别连接有稳定剂输送管14。
上述高稳定性水煤浆燃料的生产系统中,煤粉缓冲仓1用于盛装破碎好的煤粉,煤粉给料装置2用于将煤粉输送至磨机3内。如图1所示,本实施例中,煤粉给料装置2包括设置于煤粉缓冲仓1的出料口处的震动给料机21,以及设置于震动给料机21出口端下方的皮带秤22,皮带秤22的进料端与震动给料机21出口端对应设置,皮带秤22的出料端与磨机3的入口端对应设置。通过设置的震动给料机21能够将从煤粉缓冲仓1出料口处落下的煤粉震散,避免煤粉粘连,通过设置的皮带秤22能够精确控制煤粉的添加量,从而提高生产质量。
水罐4用于盛装水,水输送管12用于将水输送至磨机3内。需要说明的是,如图1所示,水输送管12设置有计量泵18,以便于精确控制水的输送量。
分散剂罐5用于盛装分散剂,分散剂罐5与磨机3的入口端和出口端分别通过分散剂输送管13相连,能够使分散剂由磨机3的入口端和出口端分两段加入,分散剂分两段的加入方式能够使进入磨机3内的分散剂减少,一方面控制了浆体的流动速度,增加浆体在磨机3内的滞留时间,延长了研磨时间,另一方面由于粘度升高,能够减少碰砸机会而增加研磨机会,为取得最佳粒度级配创造条件,而剩余的分散剂从磨机3的出口端加入,能够减小浆体的粘度、增大浆体的流动性,从而保证浆体的粘度和流动性达到要求。需要说明的是,如图1所示,分散剂输送管13设置有计量泵18,以便于精确控制分散剂的添加量。还需要说明的是,与磨机3的出口端相连的分散剂输送管13连接于磨机3的出口端的出口筛网内端处。
稳定剂罐6用于盛装稳定剂,稳定剂罐6与磨机3的入口端和搅拌罐9分别通过稳定剂输送管14相连,能够使稳定剂从磨机3入口端和搅拌罐9两个位置加入,在磨机3入口端加入的部分稳定剂,能够适当提高磨机3内的浆体粘度,为延长浆体研磨时间创造有利条件,而在搅拌罐9处加入的剩余稳定剂,能够进一步加大稳定剂对煤颗粒在水煤浆中均匀分布的效果,为下一步均质罐10的浆体熟化做准备。需要说明的是,如图1所示,稳定剂输送管14设置有计量泵18,以便于精确控制稳定剂的添加量。还需要说明的是,如图1所示,与搅拌罐9相连的稳定剂输送管14连接于搅拌罐9的顶部,以便于将稳定剂从搅拌罐9的顶部加入搅拌罐9内。
磨机3用于对煤粉、水、分散剂和稳定剂进行混合研磨,为了提高研磨效果,磨机3优选为双仓磨机。当采用双仓磨机时,分散剂由磨机3的入口端和出口端分两段加入,主要是使一仓从过去的碰砸状态转变成研磨状态,同时延长了二仓的研磨时间。
集浆池7用于对从磨机3的出口端流出的初级浆体进行收集和搅拌,滤浆器8用于对初级浆体进行精滤,搅拌罐9用于对从搅拌罐9处添加的稳定剂和初级浆体进行强力搅拌以得到二级浆体,均质罐10用于对二级浆体进行均质熟化以得到成品浆,集浆池7、滤浆器8、搅拌罐9和均质罐10通过浆料输送管15依次连接以进行浆料的输送。需要说明的是,如图1所示,连接于集浆池7的浆料输送管15上,搅拌罐9与均质罐10之间的浆料输送管15上,均分别设置有浆料输送泵19以提供浆料输送动力(位于集浆池7和搅拌罐9之间的浆料输送泵19也称为卸浆泵,位于搅拌罐9与均质罐10之间的浆料输送泵19也称为输浆泵),而且,浆料输送泵19对浆料也具有一定的剪切作用,有利于浆料的稳定。
由于滤浆器8需要定期清理以防止阻塞、保证精滤效率,因而,为了避免因清理滤浆器8而导致停产,作为一种优选,如图1所示,滤浆器8两侧连接的浆料输送管15之间并联有浆料输送旁路管17。当需要清理滤浆器8时,则连通浆料输送旁路管17,使浆料由集浆池7直接输送至搅拌罐9内,以保证正常生产。
成品浆储罐11用于存放制备的成品浆以备用,成品浆通过成品浆输送管16从均质罐10输送至成品浆储罐11,成品浆输送管16连接于成品浆储罐11底部,使成品浆从成品浆储罐11的底部送入成品浆储罐11内,可使成品浆储罐11底部的不稳定的团聚颗粒又重新恢复正常状态,极大减少了罐底沉淀量,有利于保持水煤浆燃料的稳定,延长了清罐周期,节约了清罐费用,而且,在成品浆储罐11顶部无需加装机械搅拌装置,节省了设备投资及维护费用。需要说明的是,如图1所示,成品浆输送管16上设置有浆料输送泵19以提供输送动力,此处的浆料输送泵19也称为供浆泵。成品浆输送管16连接于成品浆储罐11底部时,成品浆从成品浆储罐11的底部送入,当采用螺杆泵作为供浆泵时,若罐内液位为零,则螺杆泵的初始压力也为零,随着成品浆不断进入,罐内液面逐渐升高,螺杆泵的出口压力也随之逐渐增大,当罐内液位上升到顶点时,螺杆泵的压力达到最大,可见螺杆泵的出口压力是从零逐步达到最大的,有利于延长螺杆泵的使用寿命,解决了现有水煤浆燃料生产系统中成品浆输送管连接于成品浆储罐顶部而带来的螺杆泵使用寿命短的问题。
进一步的,为了提高成品浆从成品浆储罐11底部送入时对成品浆储罐11内的扰动效果,如图2和图3所示,成品浆输送管16包括依次连接的直管段161和环管段162,直管段161连接于均质罐10,环管段162套设于成品浆储罐11外,环管段162上设有多个连接于成品浆储罐11底部侧壁的成品浆输送口163,每个成品浆输送口163均设有控制阀164,多个成品浆输送口163均布于环管段162。通过控制阀164可控制各个成品浆输送口163的开闭,以控制成品浆从不同的成品浆输送口163送入成品浆储罐11,从而可对成品浆储罐11底部的不同位置进行扰动,而且通过定期更换开启的成品浆输送口163,可保证对成品浆储罐11底部进行全面的扰动。此外,需要说明的是,成品浆储罐11可采用不定期的鼓风搅拌,以配合成品浆输送对成品浆储罐11的扰动效果。
利用上述高稳定性水煤浆燃料的生产系统生产水煤浆燃料的方法,包括如下步骤:
(1)根据原料煤总用量以及原料煤的成浆性试验数据,确定分散剂总用量和稳定剂总用量;
(2)将全部原料煤、水、部分分散剂和部分稳定剂从磨机3的入口端加入磨机3内进行研磨;
(3)将剩余的分散剂从磨机3的出口端加入至从磨机3的出口端流出的浆体中,得到初级浆体;
(4)对初级浆体进行收集、搅拌和精滤后,输送至搅拌罐9内;
(5)将剩余的稳定剂加入至搅拌罐9内与搅拌罐9内的浆体混合搅拌均匀,得到二级浆体;
(6)将二级浆体输送至均质罐10进行均质熟化,得到成品浆,将成品浆从成品浆储罐11的底部送入成品浆储罐11进行储存。
相比于水煤浆燃料的传统生产方法,上述高稳定性水煤浆燃料的生产方法通过对分散剂和稳定剂加入方式的调整,配合成品浆从成品浆储罐11的底部送入的方式,在煤种、分散剂和稳定剂类型和用量、磨机3类型均相同的条件下,获得的水煤浆产品的流动性和稳定性更好,且生产成本更低。上述高稳定性水煤浆燃料的生产方法中,分散剂由磨机3的入口端和出口端分两段加入,相比于传统工艺中分散剂全部由磨机入口端加入的加入方式,分散剂分两段的加入方式能够使进入磨机3内的分散剂减少,一方面控制了浆体的流动速度,增加浆体在磨机3内的滞留时间,延长了研磨时间,另一方面由于粘度升高,能够减少碰砸机会而增加研磨机会,为取得最佳粒度级配创造条件,而剩余的分散剂从磨机3的出口端加入,能够减小浆体的粘度、增大浆体的流动性,从而保证浆体的粘度和流动性达到要求。同时,上述高稳定性水煤浆燃料的生产方法中,稳定剂从磨机3入口端和搅拌罐9两个位置加入,相比于传统工艺中稳定剂全部加入至搅拌罐内的加入方式,在磨机3入口端加入的部分稳定剂,能够适当提高磨机3内的浆体粘度,为延长浆体研磨时间创造有利条件,而在搅拌罐9处加入的剩余稳定剂,能够进一步加大稳定剂对煤颗粒在水煤浆中均匀分布的效果,为下一步均质罐10的浆体熟化做准备。此外,上述高稳定性水煤浆燃料的生产方法中,成品浆从成品浆储罐11的底部送入成品浆储罐11内,可使成品浆储罐11底部的不稳定的团聚颗粒又重新恢复正常状态,极大减少了罐底沉淀量,有利于保持水煤浆燃料的稳定,延长了清罐周期,节约了清罐费用,而且,在成品浆储罐11顶部无需加装机械搅拌装置,节省了设备投资及维护费用。同时,上述高稳定性水煤浆燃料的生产方法中,成品浆从成品浆储罐11的底部送入,若罐内液位为零,则输送用的螺杆泵的初始压力也为零,随着成品浆不断进入,罐内液面逐渐升高,螺杆泵的出口压力也随之逐渐增大,当罐内液位上升到顶点时,螺杆泵的压力达到最大,可见螺杆泵的出口压力是从零逐步达到最大的,有利于延长螺杆泵的使用寿命,解决了传统工艺中成品浆从成品浆储罐11顶部送入而带来的螺杆泵使用寿命短的问题。
在一优选实施例中,步骤(2)中,加入磨机3内的分散剂的添加量为分散剂总用量的60%~95%,加入磨机3内的稳定剂的添加量为稳定剂总用量的10%~30%。本优选实施例限定了在加入磨机3内的分散剂和稳定剂的添加量优选范围,分散剂和稳定剂控制在上述优选范围内,能够发挥二者的配合作用,有利于提高水煤浆燃料的流动性、稳定性和综合质量。
在一优选实施例中,分散剂包括萘磺酸盐、木质素磺酸盐和磺化腐殖酸中的一种或多种。本优选实施例中列举了分散剂的具体种类,当然,能够用于制备水煤浆燃料的所选分散剂种类并不局限于上述所列举的几种,但采用上述种类的分散剂,能够制备获得稳定性和流动性更好的水煤浆燃料。
在一优选实施例中,稳定剂包括硫酸亚铁、碳酸二甲酯、羧甲基纤维素钠和聚丙烯酰胺中的一种或多种。本优选实施例中列举了稳定剂的具体种类,当然,能够用于制备水煤浆燃料的所选稳定剂种类并不局限于上述所列举的几种,但采用上述种类的稳定剂,能够制备获得稳定性和流动性更好的水煤浆燃料。
为了更清楚详细地介绍本实用新型实施例所提供的高稳定性水煤浆燃料的生产系统的生产效果,下面将结合具体应用实例进行描述。以下应用实例中,均采用上述高稳定性水煤浆燃料的生产系统进行生产,分散剂为浓度为10%的木质素磺酸盐溶液,稳定剂为浓度为1.5%的羧甲基纤维素钠溶液。以下应用实例中,采用的原料煤、分散剂、稳定剂种类和添加比例均相同。
实施例1
高稳定性水煤浆燃料的生产方法,包括如下步骤:
(1)根据原料煤总用量以及原料煤的成浆性试验数据,确定分散剂总用量和稳定剂总用量;
(2)将全部原料煤、水、占分散剂总用量60%的分散剂和占稳定剂总用量10%的稳定剂从磨机3的入口端加入磨机3内进行研磨;
(3)将剩余40%的分散剂从磨机3的出口端加入至从磨机3的出口端流出的浆体中,得到初级浆体;
(4)对步骤(3)获得的初级浆体进行收集、搅拌和精滤后,输送至搅拌罐9内;
(5)将剩余90%的稳定剂加入至搅拌罐9内与搅拌罐9内的浆体混合搅拌均匀,得到二级浆体;
(6)将步骤(5)获得的二级浆体输送至均质罐10进行均质熟化,得到成品浆,将成品浆从成品浆储罐11的底部送入成品浆储罐11进行储存。
实施例2
高稳定性水煤浆燃料的生产方法,包括如下步骤:
(1)根据原料煤总用量以及原料煤的成浆性试验数据,确定分散剂总用量和稳定剂总用量;
(2)将全部原料煤、水、占分散剂总用量70%的分散剂和占稳定剂总用量15%的稳定剂从磨机3的入口端加入磨机3内进行研磨;
(3)将剩余30%的分散剂从磨机3的出口端加入至从磨机3的出口端流出的浆体中,得到初级浆体;
(4)对步骤(3)获得的初级浆体进行收集、搅拌和精滤后,输送至搅拌罐9内;
(5)将剩余85%的稳定剂加入至搅拌罐9内与搅拌罐9内的浆体混合搅拌均匀,得到二级浆体;
(6)将步骤(5)获得的二级浆体输送至均质罐10进行均质熟化,得到成品浆,将成品浆从成品浆储罐11的底部送入成品浆储罐11进行储存。
实施例3
高稳定性水煤浆燃料的生产方法,包括如下步骤:
(1)根据原料煤总用量以及原料煤的成浆性试验数据,确定分散剂总用量和稳定剂总用量;
(2)将全部原料煤、水、占分散剂总用量77%的分散剂和占稳定剂总用量20%的稳定剂从磨机3的入口端加入磨机3内进行研磨;
(3)将剩余23%的分散剂从磨机3的出口端加入至从磨机3的出口端流出的浆体中,得到初级浆体;
(4)对步骤(3)获得的初级浆体进行收集、搅拌和精滤后,输送至搅拌罐9内;
(5)将剩余80%的稳定剂加入至搅拌罐9内与搅拌罐9内的浆体混合搅拌均匀,得到二级浆体;
(6)将步骤(5)获得的二级浆体输送至均质罐10进行均质熟化,得到成品浆,将成品浆从成品浆储罐11的底部送入成品浆储罐11进行储存。
实施例4
高稳定性水煤浆燃料的生产方法,包括如下步骤:
(1)根据原料煤总用量以及原料煤的成浆性试验数据,确定分散剂总用量和稳定剂总用量;
(2)将全部原料煤、水、占分散剂总用量85%的分散剂和占稳定剂总用量25%的稳定剂从磨机3的入口端加入磨机3内进行研磨;
(3)将剩余15%的分散剂从磨机3的出口端加入至从磨机3的出口端流出的浆体中,得到初级浆体;
(4)对步骤(3)获得的初级浆体进行收集、搅拌和精滤后,输送至搅拌罐9内;
(5)将剩余75%的稳定剂加入至搅拌罐9内与搅拌罐9内的浆体混合搅拌均匀,得到二级浆体;
(6)将步骤(5)获得的二级浆体输送至均质罐10进行均质熟化,得到成品浆,将成品浆从成品浆储罐11的底部送入成品浆储罐11进行储存。
实施例5
高稳定性水煤浆燃料的生产方法,包括如下步骤:
(1)根据原料煤总用量以及原料煤的成浆性试验数据,确定分散剂总用量和稳定剂总用量;
(2)将全部原料煤、水、占分散剂总用量95%的分散剂和占稳定剂总用量30%的稳定剂从磨机3的入口端加入磨机3内进行研磨;
(3)将剩余5%的分散剂从磨机3的出口端加入至从磨机3的出口端流出的浆体中,得到初级浆体;
(4)对步骤(3)获得的初级浆体进行收集、搅拌和精滤后,输送至搅拌罐9内;
(5)将剩余70%的稳定剂加入至搅拌罐9内与搅拌罐9内的浆体混合搅拌均匀,得到二级浆体;
(6)将步骤(5)获得的二级浆体输送至均质罐10进行均质熟化,得到成品浆,将成品浆从成品浆储罐11的底部送入成品浆储罐11进行储存。
对实施例1-5和采用传统水煤浆燃料生产方法制备获得的水煤浆燃料进行性能检测,检测结果如下表所示:
表1水煤浆燃料性能对比表
由表1可见,相比于传统生产系统,采用本实用新型实施例提供的生产系统生产获得的水煤浆燃料具有最佳的粒度级配,且稳定性更好。