RU2637119C2 - Line for producing fine-dispersed coal-water slurry - Google Patents

Line for producing fine-dispersed coal-water slurry Download PDF

Info

Publication number
RU2637119C2
RU2637119C2 RU2015150275A RU2015150275A RU2637119C2 RU 2637119 C2 RU2637119 C2 RU 2637119C2 RU 2015150275 A RU2015150275 A RU 2015150275A RU 2015150275 A RU2015150275 A RU 2015150275A RU 2637119 C2 RU2637119 C2 RU 2637119C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coal
output
mill
water
line
Prior art date
Application number
RU2015150275A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015150275A (en
Inventor
Юрий Сергеевич Боровиков
Александр Сергеевич Матвеев
Людмила Викторовна Савостьянова
Валерий Андреевич Моисеев
Андрей Валерьевич Моисеев
Владимир Георгиевич Андриенко
Владимир Георгиевич Пилецкий
Николай Иванович Митрофанов
Валерий Анатольевич Донченко
Роман Владимирович Зелинский
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Закрытое акционерное общество "Компомаш - ТЭК"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет", Закрытое акционерное общество "Компомаш - ТЭК" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2015150275A priority Critical patent/RU2637119C2/en
Publication of RU2015150275A publication Critical patent/RU2015150275A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2637119C2 publication Critical patent/RU2637119C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention discloses a line for producing a fine-dispersed coal-water slurry that contains a receiving hopper for the coal component of the slurry, connected through a feeder with a shredder, to the inputs of which the water feed and diluent-stabiliser lines are also fed, as well as a device for activating the slurry, the yield of which is bound with a storage capacity intended for storing and dispensing the target product. The line is equipped with the second shredder and a hydrocyclone. As the first shredder, a parabolic vibroimpulse mill is used, and as a device for activating the slurry - a hydrostatic cavitator, the output of the parabolic vibroimpulse mill is connected with the hydrocyclone, the first output of the hydrocyclone is connected to the intermediate vessel, the output of which is connected to the input of the parabolic vibroimpulse mill, and the second - to the second shredder connected by its output to the input of the hydrostatic cavitator.
EFFECT: producing a high quality coal-water slurry.
1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для получения высококачественных водоугольных топливных смесей, которые могут найти применение для замещения мазутного топлива энергетических агрегатов или могут быть использованы для получения генераторного газа.The invention relates to equipment for producing high-quality water-coal fuel mixtures, which can be used to replace fuel oil from power units or can be used to produce generator gas.

Известна технологическая линия для получения водоугольного топлива, содержащая емкости для твердого компонента топлива (угля), для жидкого компонента топлива (воды) и добавок, необходимых для получения водоугольной суспензии.A known production line for producing coal-water fuel, containing containers for a solid component of fuel (coal), for a liquid component of fuel (water) and additives necessary to obtain a coal-water suspension.

Емкость (бункер) для твердого компонента топлива связана с измельчителем. Емкости для воды, добавок и выход измельчителя связаны со смесителем, а выход смесителя связан с устройством гидроударного действия, выход которого связан с резервуаром для хранения и раздачи полученного водоугольного топлива (водоугольной суспензии).The capacity (hopper) for the solid fuel component is connected to the chopper. Tanks for water, additives and the grinder outlet are connected to the mixer, and the mixer outlet is connected to a hydropercussion device, the outlet of which is connected to the reservoir for storing and distributing the obtained water-coal fuel (water-coal suspension).

Выход устройства гидроударного действия байпасной линией дополнительно связан со смесителем.The output of the hydropercussion device by the bypass line is additionally connected to the mixer.

В процессе функционирования линии твердый компонент топлива из бункера подается в измельчитель, где осуществляется его предварительное измельчение. Измельченный компонент загружают в смеситель, куда также подаются жидкий компонент топлива (вода) и, в случае необходимости, добавки. В смесителе осуществляется смешивание загруженных в него компонентов с образованием грубой суспензии, которую подают в устройство гидроударного действия. В данном устройстве компоненты топлива диспергируются, нагреваются и активируются до образования тонкодиспергированной суспензии, которую подают в резервуар для хранения и раздачи потребителям. В случае, если необходимо провести повторную обработку полученной тонкодиспергированной суспензии, ее направляют не в резервуар, а рециркулируют по байпасной линии в смеситель для повторной обработки, после чего ее снова подают в устройство гидроударного действия и далее - в резервуар (см. патент РФ, №2185244, кл. В02С 21/00, 2000 г.).During the operation of the line, the solid fuel component from the hopper is fed to the chopper, where it is preliminarily ground. The crushed component is loaded into the mixer, where the liquid fuel component (water) and, if necessary, additives are also fed. In the mixer, the components loaded into it are mixed with the formation of a coarse suspension, which is fed to the hydropercussion device. In this device, the fuel components are dispersed, heated and activated until a finely dispersed suspension is formed, which is fed to the reservoir for storage and distribution to consumers. In the event that it is necessary to re-process the resulting finely dispersed suspension, it is sent not to the tank, but recycled by the bypass line to the mixer for re-treatment, after which it is again fed to the hydropercussion device and then to the tank (see RF patent, No. 2185244, class B02C 21/00, 2000).

В результате анализа выполнения известной линии необходимо отметить, что смешивание измельченного твердого компонента и жидкого компонента водоугольного топлива и последующее приготовление суспензии в устройстве гидроударного действия не позволяет получить композиционное топливо достаточно высокого качества, так как образование топливной композиции осуществляется при недостаточной активации твердого и жидкого ее компонентов, что не позволяет топливной смеси сохранять свои свойства длительное время. Наличие в полученной топливной смеси минеральных балластных включений также снижает его качество.As a result of the analysis of the implementation of the known line, it should be noted that mixing the crushed solid component and the liquid component of water-carbon fuel and the subsequent preparation of the suspension in the hydropercussion device does not allow to obtain composite fuel of a sufficiently high quality, since the formation of the fuel composition is carried out with insufficient activation of its solid and liquid components That does not allow the fuel mixture to maintain its properties for a long time. The presence in the resulting fuel mixture of mineral ballast inclusions also reduces its quality.

Известен технологический комплекс для получения водоугольного топлива, состоящий из молотковой дробилки, предназначенной для измельчения загружаемого в нее угля, грохота, установленного на выходе дробилки и предназначенного для отсортировки угля некондиционных размеров, элеватора, предназначенного для загрузки отсортированного угля от грохота в аккумулирующий бункер дробленого угля. Технологический комплекс оснащен питателем-дозатором, размещенным на выходе бункера и связанного с входом вибромельницы, а также емкостями для реагента - пластификатора и технической воды, связанными с входом вибромельницы. Вибромельница состоит из двух горизонтальных расположенных один над другим барабанов, гидравлически связанных между собой патрубком. В состав технологического комплекса входит аппарат для механической активации суспензии - зумпф, установленный на выходе вибромельницы. Выход зумпфа связан с аккумулирующей емкостью.A known technological complex for producing coal-water fuel, consisting of a hammer crusher designed to grind the coal loaded into it, a screen installed at the outlet of the crusher and designed to sort coal of substandard sizes, an elevator designed to load sorted coal from the screen into a crushed coal storage bin. The technological complex is equipped with a metering feeder located at the outlet of the hopper and connected to the inlet of the vibratory mill, as well as tanks for the reagent - plasticizer and process water associated with the inlet of the vibratory mill. The vibration mill consists of two horizontal drums located one above the other, hydraulically connected by a pipe. The technological complex includes an apparatus for the mechanical activation of a suspension - a sump installed at the output of a vibratory mill. The sump output is associated with a storage tank.

В процессе работы комплекса уголь по конвейеру подается в молотковую дробилку, где дробится до класса 0-3. Дробленый уголь из приемного бункера ковшовым элеватором направляется в аккумулирующий бункер, из которого ленточным питателем-дозатором направляется в горизонтальную вибромельницу. В питающую воронку верхнего барабана вибромельницы одновременно дозировано подается вода и реагент-пластификатор. Проходя через вибрирующий верхний барабан с измельчающей загрузкой, как правило, состоящей из набора стержней, дробленый уголь смешивается с водой, с реагентом-пластификатором, и предварительно измельчается. Полученная смесь по патрубку перетекает в нижний барабан, как правило, загруженный шаровой загрузкой или стержнями, диаметр которых меньше диаметра стержней верхнего барабана. Проходя второй барабан и вибрирующую мелющую загрузку, смесь доизмельчается и через разгрузочный патрубок вытекает из мельницы в зумпф. В зумпфе водоугольная суспензия подвергается гидромеханическому воздействию за счет высокоградиентного потока между внутренними поверхностями корпуса и дисками, а также кавитации в зонах, образующихся в полостях перфорации дисков при резкой смене поля давлений в них (от разрежения до повышения давления) за счет высокой относительной частоты вращения. Вследствие указанного гидромеханического воздействия водоугольная суспензия приобретает необходимую стабильность и реологические характеристики. Наличие реагента-пластификатора при мокром измельчении обеспечивает эффективное его использование за счет адсорбции поверхностно-активных веществ на свежераскрытых поверхностях угольных частиц при их разрушении. Полученное водоугольное топливо направляется в аккумулирующую емкость, из которой выдается потребителям или направляется в топки котлов на сжигание (см. патент РФ на полезную модель №45731, кл. C10L 1/32, 2005 г.) - наиболее близкий аналог.During the operation of the complex, coal is conveyed through the conveyor to a hammer mill, where it is crushed to class 0-3. Crushed coal from the receiving hopper by the bucket elevator is sent to the accumulating hopper, from which it is sent to the horizontal vibrating mill by a tape feeder-dispenser. At the same time, water and a plasticizer reagent are dosed into the feeding funnel of the upper drum of the vibratory mill. Passing through a vibrating upper drum with a grinding charge, usually consisting of a set of rods, crushed coal is mixed with water, with a plasticizer reagent, and pre-crushed. The resulting mixture flows through the pipe into the lower drum, usually loaded with a ball load or rods whose diameter is less than the diameter of the rods of the upper drum. Passing the second drum and the vibrating grinding charge, the mixture is crushed and flows through the discharge pipe from the mill to the sump. In the sump, the water-coal suspension is subjected to hydromechanical effects due to the high-gradient flow between the internal surfaces of the casing and the disks, as well as cavitation in the zones formed in the cavity of the perforation of the disks with a sharp change in the pressure field in them (from rarefaction to pressure increase) due to the high relative speed. Due to the indicated hydromechanical effect, the water-coal suspension acquires the necessary stability and rheological characteristics. The presence of a plasticizing reagent during wet grinding ensures its effective use due to the adsorption of surfactants on freshly discovered surfaces of coal particles during their destruction. The obtained coal-water fuel is sent to the storage tank, from which it is supplied to consumers or sent to the boiler furnaces for combustion (see RF patent for utility model No. 45731, class C10L 1/32, 2005) - the closest analogue.

В результате анализа известного решения необходимо отметить, что использование последовательно установленных молотковой дробилки и вибромельницы не позволяет обеспечить гарантированное измельчение твердой фазы до заданных мелкодисперсных размеров ее фрагментов, а использование в качестве аппарата для активации зумпфа не обеспечивает качественной механохимической активации суспензии. Кроме того, полученная на данной линии суспензия характеризуется большим разбросом значений отношений твердой и жидкой фаз. Все это снижает качество получаемой суспензии, в частности, за счет значительного недожога компонентов при получении из нее генераторного газа, невысокой теплотворной способности и низкого срока хранения.As a result of the analysis of the known solution, it should be noted that the use of successively installed hammer crushers and vibratory mills does not provide guaranteed grinding of the solid phase to the given finely dispersed sizes of its fragments, and use as a device for activating the sump does not provide high-quality mechanochemical activation of the suspension. In addition, the suspension obtained on this line is characterized by a large spread in the ratios of the solid and liquid phases. All this reduces the quality of the resulting suspension, in particular, due to the significant underburning of the components upon receipt of the generator gas from it, low calorific value and low shelf life.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка конструкции линии, обеспечивающей получение водоугольной суспензии высокого качества.The technical result of the present invention is to develop a line design that provides high-quality water-carbon suspension.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в линии для получения тонкодисперсной водоугольной суспензии, содержащей приемный бункер для угольного компонента суспензии, связанный через питатель с измельчителем, к входам которого также подведены линии дозированной подачи воды и разжижителя - стабилизатора, а также аппарат для активации суспензии, выход которого связан с расходной емкостью, предназначенной для хранения и выдачи целевого продукта, новым является то, что линия снабжена вторым измельчителем и гидроциклоном, причем в качестве первого измельчителя использована параболическая виброимпульсная мельница, а в качестве аппарата для активации суспензии - кавитатор гидроударный, выход параболической виброимпульсной мельницы связан с гидроциклоном, первый выход гидроциклона связан с промежуточной емкостью, выход которой подсоединен к входу параболической виброимпульсной мельницы, а второй - к второму измельчителю, связанному своим выходом с входом кавитатора гидроударного.The specified technical result is ensured by the fact that in the line for producing a finely dispersed coal-water suspension containing a receiving hopper for the coal component of the suspension, connected through a feeder to a grinder, to the inlets of which there are also lines for dosed water supply and a thinner-stabilizer, as well as an apparatus for activating the suspension, the output of which is associated with a consumable capacity intended for storage and delivery of the target product, new is that the line is equipped with a second grinder and a hydrocyclone, etc. why, a parabolic vibroimpulse mill was used as the first grinder, and a shock cavitator was used as an apparatus for activating the suspension, the output of the parabolic vibroimpulse mill is connected to a hydrocyclone, the first output of the hydrocyclone is connected to an intermediate tank, the output of which is connected to the input of a parabolic vibroimpulse mill the second chopper, connected by its output to the inlet of the hydraulic shock cavitator.

Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.The information set forth in the application materials is sufficient for the practical implementation of the utility model.

Сущность заявленного изобретения поясняется графическими материалами, на которых представлена схема линии для получения тонкодисперсной водоугольной суспензии (ТВУС).The essence of the claimed invention is illustrated by graphic materials, which show a diagram of a line for producing a finely dispersed coal-water suspension (TWS).

Линия для получения ТВУС содержит приемный бункер 1 с питателем 2 (например, шлюзовым) для твердого компонента ТВУС (например, бурого угля). Выход питателя 2 связан с первым входом измельчителя 3 твердого компонента ТВУС. В качестве измельчителя используется стандартная молотковая дробилка или, что наиболее предпочтительно, параболическая виброимпульсная мельница. Конструкция такой мельницы является стандартной.The line for receiving fuel assemblies contains a receiving hopper 1 with a feeder 2 (for example, a lock) for a solid component of a fuel assemblies (for example, brown coal). The output of the feeder 2 is connected with the first input of the grinder 3 of the solid component of the FCS. As a grinder, a standard hammer mill or, most preferably, a parabolic vibratory impulse mill is used. The design of such a mill is standard.

Второй вход измельчителя 3 связан с линией подачи воды (В), а третий - с линией (С) подачи технологических добавок (как правило, это разжижители-стабилизаторы). Вода и технологические добавки могут подаваться по трубопроводам из накопительных емкостей (позициями не обозначены). Вода может также подаваться непосредственно из системы водоснабжения, а технологические добавки непосредственно с установки их получения (не показана). Четвертый вход измельчителя 3 связан с выходом промежуточной емкости 4. На втором, третьем и четвертом входах измельчителя установлены дозаторы 5. Выход измельчителя 3 через первый насос (например, песковый) 6 связан с гидроциклоном 7.The second input of the grinder 3 is connected to the water supply line (B), and the third - to the supply line of technological additives (C) (as a rule, these are stabilizer thinners). Water and technological additives can be supplied through pipelines from storage tanks (positions are not indicated). Water can also be supplied directly from the water supply system, and technological additives directly from the installation for their receipt (not shown). The fourth input of the grinder 3 is connected to the output of the intermediate tank 4. At the second, third and fourth inputs of the grinder, dispensers are installed 5. The output of the grinder 3 through the first pump (for example, sand) 6 is connected to the hydrocyclone 7.

Первый выход гидроциклона связан с входом промежуточной емкости 4, а второй - с входом второго измельчителя 8. Выход измельчителя 8 через второй насос (например, песковый) 6, связан с первым входом аппарата для активации полученной суспензии - кавитатора гидроударного 9. Выход кавитатора гидроударного может быть связан с одной или несколькими расходными емкостями 10 для сбора и выдачи целевого продукта и/или с линией выдачи целевого продукта - ТВУС, в которой установлен насос 12 (например, винтовой). Линия выдачи суспензии может быть каналом соединена со вторым входом кавитатора гидроударного 9.The first output of the hydrocyclone is connected to the inlet of the intermediate tank 4, and the second to the input of the second grinder 8. The output of the grinder 8 through the second pump (for example, sand) 6 is connected to the first input of the apparatus for activating the obtained suspension — hydraulic shock cavitator 9. The output of the hydraulic shock cavitator can be connected with one or more consumable containers 10 for collecting and dispensing the target product and / or with the dispensing line of the target product - TVUS, in which the pump 12 (for example, screw) is installed. The line issuing the suspension can be a channel connected to the second input of the cavitator hydropercussion 9.

В линиях связи гидроциклона с промежуточной емкостью, кавитатора с расходными емкостями, кавитатора с линией выдачи суспензии, установлены регулируемые задвижки 12.In the communication lines of a hydrocyclone with an intermediate tank, a cavitator with consumable tanks, a cavitator with a suspension line, adjustable gate valves 12 are installed.

Конкретное конструктивное выполнение агрегатов и узлов линии, а также ее транспортирующие системы являются известными, они не составляют предмета патентной охраны и поэтому в материалах настоящей заявки не раскрыты. Естественно, что для транспортировки компонентов и их смеси в процессе получения ТВУС в установке используются насосы, трубопроводы и прочая арматура, выполнение которых также известно.The specific constructive implementation of the units and nodes of the line, as well as its transporting systems are known, they do not constitute the subject of patent protection and therefore are not disclosed in the materials of this application. Naturally, for the transportation of components and their mixtures in the process of obtaining fuel assemblies, the installation uses pumps, pipelines and other fittings, the implementation of which is also known.

Линия для получения тонкодисперсной водоугольной суспензии функционирует следующим образом.The line for producing a finely dispersed coal-water suspension operates as follows.

Работа линии может быть осуществлена как в ручном, так и в автоматическом режиме.The operation of the line can be carried out both in manual and automatic mode.

В приемный бункер 1 загружают предварительно измельченный до заданной крупности уголь. Весьма перспективным сырьем для получения ТВУС высокого качества является обогащенный термообработанный измельченный бурый уголь.In the receiving hopper 1 load pre-crushed to a given particle size coal. A very promising raw material for the production of high-quality fuel-grade composite materials is enriched heat-treated ground brown coal.

Из бункера 1 питателем 2 уголь дозировано подается на измельчение в измельчитель 3 - параболическую виброимпульсную мельницу. Одновременно в мельницу 3 по линиям В и С дозированно через дозаторы 5 подаются вода и технологическая добавка, а именно, разжижитель - стабилизатор. В параболической виброимпульсной мельнице осуществляется измельчение твердого компонента и перемешивание его с водой и разжижителем - стабилизатором. В результате на выходе мельницы 3 получается водоугольная суспензия. Кинетика мокрого измельчения угля в параболических вибромипульсных мельницах аналогична процессам дезинтеграции, происходящим в барабанной шаровой мельнице, только со значительным снижением затрат электроэнергии (до 10 раз) и сокращением износа (в 20-30 раз) мелющих тел. Использование в качестве измельчителя именно параболической виброимпульсной мельницы предоставляет широкие возможности для управления выходными параметрами измельчаемого материала на основе варьирования амплитуды и частоты колебаний, времени нахождения измельчаемого материала в помольной камере и т.д. Это дает возможность разработки гибких, легко настраиваемых схем мокрого измельчения, обеспечивающих получение ТВУС с заданным гранулометрическим составом. Реализуемый в таких мельницах механизм измельчения твердых материалов обеспечивает высокую вероятность того, что практически все без исключения частицы, за время нахождения в помольной камере, подвергнутся динамическому воздействию со стороны мелющих тел. Как показывают исследования, на выходе виброимпульсной мельницы МВ-0,05 присутствует очень малый процент крупных частиц угля, размер которых соизмерим с их входными размерами. Наличие таких частиц в топливе ТВУС весьма нежелательно, поскольку их присутствие повышает механический недожог угля и снижает эффективность применения данного топлива, то есть, снижает его качество. На параболических виброимпульсных мельницах получают стабильные водоугольные суспензии со средними размерами частиц измельченного угля выше 1 мкм. Введение в водоугольные суспензии разжижающих присадок существенно улучшает их текучесть, что выражается в значительном снижении (более чем, в 10 раз) консистентности. В качестве таковых могут быть использованы стандартные присадки (УЩР, в количестве 1%, ЛСТ, в количестве 1%). Это дает также возможность повысить на 3-5% содержание в суспензии твердой фазы, при сохранении допустимой для ТВУС текучести. Для повышения стабилизирующих характеристик суспензии возможно добавление стабилизирующих компонентов (бентонит, бишофит) в количестве 0,5-1,0%.From the hopper 1, the feeder 2 feeds coal into the chopper 3 into a chopper - a parabolic vibratory impulse mill. At the same time, water and a technological additive, namely, a diluent and a stabilizer, are fed through the dispensers 5 into the mill 3 along lines B and C. In a parabolic vibrational pulverizer, the solid component is ground and mixed with water and a diluent stabilizer. As a result, a water-coal suspension is obtained at the outlet of the mill 3. The kinetics of wet coal grinding in parabolic vibratory pulse mills is similar to disintegration processes occurring in a drum ball mill, only with a significant reduction in energy costs (up to 10 times) and reduction of wear (20-30 times) of grinding media. The use of a precisely parabolic vibroimpulse mill as a grinder provides ample opportunities for controlling the output parameters of the milled material based on varying the amplitude and frequency of oscillations, the time spent by the milled material in the grinding chamber, etc. This makes it possible to develop flexible, easily customizable wet grinding circuits that provide TVUS with a given particle size distribution. The mechanism of grinding of solid materials implemented in such mills provides a high probability that practically all particles without exception, during their stay in the grinding chamber, will undergo dynamic action from the grinding bodies. Studies show that at the output of the vibroimpulse mill MV-0.05 there is a very small percentage of large particles of coal, the size of which is commensurate with their input sizes. The presence of such particles in the fuel of the FCS is highly undesirable, since their presence increases the mechanical underburning of coal and reduces the efficiency of the use of this fuel, that is, reduces its quality. Stable water-coal suspensions with average particle sizes of crushed coal above 1 μm are obtained in parabolic vibratory pulse mills. The introduction of thinning additives into water-coal suspensions significantly improves their fluidity, which is expressed in a significant decrease (more than 10 times) in consistency. As such, standard additives (USR, in an amount of 1%, LFR, in an amount of 1%) can be used. It also makes it possible to increase the solid phase content in the suspension by 3-5%, while maintaining the yield strength acceptable for the HFCS. To increase the stabilizing characteristics of the suspension, it is possible to add stabilizing components (bentonite, bischofite) in an amount of 0.5-1.0%.

Из мельницы 3 полученная в ней водоугольная суспензия первым насосом 6 подается в гидроциклон 7. Гидроциклон 7 - это стандартный агрегат, в котором за счет действия центробежных сил из полученной в мельнице суспензии удаляются частицы угля, имеющие массу, большую, нежели установленную технологическими требованиями. Данные частицы направляются в промежуточную емкость 4, откуда подаются в мельницу 3 на доизмельчение. В гидроциклоне также обеспечивается заданное соотношение твердой и жидкой фаз суспензии (оптимальное соотношение: 60% твердая фаза и 40% жидкая). Использование гидроциклона обеспечивает подачу на гидропомол суспензии, твердая фаза которой гарантированно очищена от фрагментов, размеры которых превышают установленные для измельчения на мельнице.From the mill 3, the water-carbon suspension obtained in it is fed by the first pump 6 to the hydrocyclone 7. Hydrocyclone 7 is a standard unit in which, due to the action of centrifugal forces, coal particles having a mass larger than established by the technological requirements are removed from the suspension obtained in the mill. These particles are sent to an intermediate tank 4, from where they are fed to the mill 3 for regrinding. The hydrocyclone also provides a predetermined ratio of the solid and liquid phases of the suspension (optimal ratio: 60% solid and 40% liquid). The use of a hydrocyclone ensures the supply of a suspension to the hydraulic mill, the solid phase of which is guaranteed to be free of fragments whose sizes exceed those established for grinding in a mill.

Очищенная от некондиционных твердых частиц и имеющая оптимальное соотношение твердой и жидкой фаз суспензия подается на второй измельчитель 8, в котором осуществляется гидропомол полученного в мельнице 3 и очищенного в гидроциклоне 7 полуфабриката. В измельчителе 8 твердая фаза суспензии дополнительно измельчается и качественно перемешивается с водой и разжижителем - стабилизатором. В качестве измельчителя 8 может быть использован измельчитель ИГП5.The suspension, purified from substandard solid particles and having an optimal ratio of solid and liquid phases, is fed to the second grinder 8, in which the hydraulic mill obtained in the mill 3 and purified in the hydrocyclone 7 of the semi-finished product is carried out. In the grinder 8, the solid phase of the suspension is additionally crushed and qualitatively mixed with water and a diluent stabilizer. As the grinder 8 can be used grinder IGP5.

Из измельчитея 8 суспензия вторым насосом 6 подается в кавитатор гидроударный 9, в котором происходит тонкодисперсное доизмельчение твердой фазы и ее механохимическая активация.From the grinder 8, the suspension is fed by a second pump 6 to the cavitator hydropercussion 9, in which finely divided solid grinding of the solid phase and its mechanochemical activation takes place.

В кавитаторе измельчение осуществляется посредством ударно-скалывающих воздействий на частицы угля, которые разбиваются на осколки с одновременной их деформацией. Деформация обуславливает появление на этих частицах механических и термических напряжений, электростатических полей и приводит к увеличению химической активности на наружной поверхности и в порах твердых частиц. Увеличение внутренней энергии частиц за счет этих явлений, вызванных спецификой их измельчения, составляют от 10 до 30% от энергии удара. При таком измельчении в суспензии образуется большое количество высокореакционноспособных радикальных частиц.In the cavitator, grinding is carried out by means of shock-shearing effects on coal particles, which are broken into fragments with their simultaneous deformation. Deformation causes the appearance of mechanical and thermal stresses, electrostatic fields on these particles and leads to an increase in chemical activity on the outer surface and in the pores of solid particles. An increase in the internal energy of particles due to these phenomena caused by the specifics of their grinding makes up from 10 to 30% of the impact energy. With such grinding in suspension, a large number of highly reactive radical particles are formed.

При обработке водоугольной суспензии в кавитаторе гидроударном можно выделить три фазы, отличающиеся характером изменения физико-химических параметров водоугольной суспензии и свойствами дисперсной фазы:When processing a water-coal suspension in a hydro-shock cavitator, three phases can be distinguished, which differ in the nature of the change in the physicochemical parameters of the water-coal suspension and in the properties of the dispersed phase:

- кавитационное разрушение до размеров 100 мкм, гомогенизация и первичное диспергирование дисперсной фазы (средняя продолжительность фазы 5-10 мин.);- cavitation destruction to a size of 100 microns, homogenization and primary dispersion of the dispersed phase (average phase duration 5-10 minutes);

- основная фаза диспергирования - активация поверхностных физико-химических свойств дисперсной фазы, увеличение выхода ультрадисперсной фазы и, соответственно, увеличение объема осадка, возрастание структурно-механического барьера, седиментационной устойчивости суспензии (средняя продолжительность фазы 20-30 мин.);- the main phase of dispersion is the activation of the surface physicochemical properties of the dispersed phase, an increase in the yield of the ultrafine phase and, consequently, an increase in sediment volume, an increase in the structural-mechanical barrier, sedimentation stability of the suspension (average phase duration is 20-30 minutes);

- уменьшение агрегативной и седиментационной устойчивости ТВУС при достижении критического значения степени диспергирования и концентрации дисперсной фазы (средняя продолжительность фазы 10-20 мин.).- a decrease in the aggregative and sedimentation stability of the FCS upon reaching a critical value of the degree of dispersion and concentration of the dispersed phase (average phase duration 10-20 min.).

Таким образом, при кавитационной обработке суспензии получаем активированную метастабильную мелкодисперсную среду. Кроме того, кавитацитонные аппараты обладают малой металлоемкостью, высокой производительностью и низким энергопотреблением. На выходе кавитатора гидроударного получаем целевой продукт - ТВУС, который подается в зависимости от положения задвижек 12 в накопительные емкости 10 и/или на винтовой насос 11, которым ТВУС направляется, например, в прямоточно-вихревой газогенератор для получения генераторного газа.Thus, during cavitation treatment of the suspension, we obtain an activated metastable finely dispersed medium. In addition, cavitational devices have low metal consumption, high performance and low power consumption. At the output of the hydraulic shock cavitator, we obtain the target product - TWCS, which is supplied, depending on the position of the valves 12, into the storage tanks 10 and / or to the screw pump 11, by which the TWCS is sent, for example, to a direct-flow swirl gas generator to produce generator gas.

В случае длительного хранения в накопительных емкостях, ТВУС может подаваться на второй вход кавитатора гидроударного 9 для ее активации и возращения в накопительные емкости 10.In the case of long-term storage in storage tanks, TWS can be fed to the second input of the hydraulic shock cavitator 9 for its activation and return to storage tanks 10.

Разработанная технологическая линия для производства ТВУС по принципу конструирования является линейной, что очень удобно для автоматизации технологического процесса получения ТВУС. Вместе с тем, эта схема позволяет достаточно гибко организовать производство высококачественной ТВУС в зависимости от исходных компонентов. Использование линии позволяет получить ТВУС со следующими характеристиками:The developed production line for the production of TVUS according to the design principle is linear, which is very convenient for automating the technological process of obtaining TVUS. At the same time, this scheme allows you to flexibly organize the production of high-quality TVUS depending on the initial components. Using the line allows you to get TVUS with the following characteristics:

- высокой калорийностью (до 6000 ккал/кг);- high calorie content (up to 6000 kcal / kg);

- низкой зольностью (от 1 до 1,5%);- low ash content (from 1 to 1.5%);

- удовлетворительной текучестью с показателем вязкости 144 сСт при t=30°C (для справки-вязкость мазута при такой температуре составляет 70-98 сСт);- satisfactory fluidity with a viscosity index of 144 cSt at t = 30 ° C (for reference, the viscosity of fuel oil at this temperature is 70-98 cSt);

- высокой стабильностью (сохраняет структуру при хранении не менее года и при транспортировке автомобильным транспортом на расстояние не менее 500 км).- high stability (retains structure during storage for at least a year and when transported by road to a distance of at least 500 km).

Claims (1)

Линия для получения тонкодисперсной водоугольной суспензии, содержащая приемный бункер для угольного компонента суспензии, связанный через питатель с измельчителем, к входам которого также подведены линии дозированной подачи воды и разжижителя - стабилизатора, а также аппарат для активации суспензии, выход которого связан с расходной емкостью, предназначенной для хранения и выдачи целевого продукта, отличающаяся тем, что линия снабжена вторым измельчителем и гидроциклоном, причем в качестве первого измельчителя использована параболическая виброимпульсная мельница, а в качестве аппарата для активации суспензии - кавитатор гидроударный, выход параболической виброимпульсной мельницы связан с гидроциклоном, первый выход гидроциклона связан с промежуточной емкостью, выход которой подсоединен к входу параболической виброимпульсной мельницы, а второй - к второму измельчителю, связанному своим выходом с входом кавитатора гидроударного.A line for producing a finely dispersed coal-water slurry, containing a receiving hopper for the coal component of the slurry, connected through a feeder to a grinder, to the inlets of which there are also lines for dosed water supply and a thinner-stabilizer, as well as an apparatus for activating the slurry, the output of which is connected to a consumable container for storage and delivery of the target product, characterized in that the line is equipped with a second grinder and a hydrocyclone, with parabol being used as the first grinder a vibratory impulse mill, and as a device for activating a suspension, a water shock cavitator, the output of a parabolic vibroimpulse mill is connected to a hydrocyclone, the first output of a hydrocyclone is connected to an intermediate tank, the output of which is connected to the input of a parabolic vibroimpulse mill, and the second to a second grinder connected by its output with the entrance of the cavitator hydropercussion.
RU2015150275A 2015-11-25 2015-11-25 Line for producing fine-dispersed coal-water slurry RU2637119C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015150275A RU2637119C2 (en) 2015-11-25 2015-11-25 Line for producing fine-dispersed coal-water slurry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015150275A RU2637119C2 (en) 2015-11-25 2015-11-25 Line for producing fine-dispersed coal-water slurry

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015150275A RU2015150275A (en) 2017-05-31
RU2637119C2 true RU2637119C2 (en) 2017-11-30

Family

ID=59031518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015150275A RU2637119C2 (en) 2015-11-25 2015-11-25 Line for producing fine-dispersed coal-water slurry

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2637119C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737888C1 (en) * 2020-05-12 2020-12-04 Евгений Петрович Яковенко Method of producing hydrocarbon fuel from coal

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120471C1 (en) * 1996-09-18 1998-10-20 Борис Борисович Булгаков Method and installation for producing liquid fuel
RU2214448C2 (en) * 2001-11-09 2003-10-20 Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" Plant for two-stage production of water-and-coal fuel
RU45731U1 (en) * 2005-01-11 2005-05-27 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Сибэкотехника" TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR PRODUCING COMPOSITE WATER-COAL FUEL
RU2380399C2 (en) * 2006-05-19 2010-01-27 Александр Дмитриевич Петраков METHOD OF PREPARING CAVITATION WATER-COAL FUEL (CaVWCF) AND PROCESS LINE FOR IMPLEMENTATION OF THIS METHOD
KR101050442B1 (en) * 2011-05-04 2011-07-19 고등기술연구원연구조합 Coal slurry producing device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120471C1 (en) * 1996-09-18 1998-10-20 Борис Борисович Булгаков Method and installation for producing liquid fuel
RU2214448C2 (en) * 2001-11-09 2003-10-20 Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" Plant for two-stage production of water-and-coal fuel
RU45731U1 (en) * 2005-01-11 2005-05-27 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Сибэкотехника" TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR PRODUCING COMPOSITE WATER-COAL FUEL
RU2380399C2 (en) * 2006-05-19 2010-01-27 Александр Дмитриевич Петраков METHOD OF PREPARING CAVITATION WATER-COAL FUEL (CaVWCF) AND PROCESS LINE FOR IMPLEMENTATION OF THIS METHOD
KR101050442B1 (en) * 2011-05-04 2011-07-19 고등기술연구원연구조합 Coal slurry producing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737888C1 (en) * 2020-05-12 2020-12-04 Евгений Петрович Яковенко Method of producing hydrocarbon fuel from coal

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015150275A (en) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Papachristodoulou et al. Coal slurry fuel technology
CN101955824B (en) Complete two-stage slurry production equipment of water-coal-slurry and gasified water-coal-slurry by using low-rank coal fuel
CN205700947U (en) A kind of low energy consumption Ore crush-grind system
US4613084A (en) Process for producing a coal-water slurry
US4284413A (en) In-line method for the beneficiation of coal and the formation of a coal-in-oil combustible fuel therefrom
CN101367061B (en) Cohesive target type water fluid jet grind
CN101811085A (en) High pressure roller mill and micro-bead medium stirring mill composite device and method for preparing superfine calcium carbonate by using same
RU2637119C2 (en) Line for producing fine-dispersed coal-water slurry
US7431830B2 (en) Compact slurry preparation system for oil sand
CN106040393A (en) Water jet flow pulverizing system
CN105950238A (en) System for preparing coal water slurry
CN201762299U (en) Complete set of equipment for producing coal water slurry fuel and gasification coal water slurry by low rank coal
CN101956992B (en) Low rank coal fuel coal water slurry and gasified coal water slurry complete production unit
CN113773888B (en) Pretreatment device and pretreatment method for coal chemical waste slurry
CA2480122C (en) Compact slurry preparation system for oil sand
RU82430U1 (en) FINE COMPOSITE FUEL PRODUCTION LINE
CN201762298U (en) Complete set of equipment for producing coal water slurry fuel and gasification coal water slurry by low rank coal in two stages
CN101691926A (en) Container moving type water-coal-slurry device and production process thereof
CN201762296U (en) Complete set of high shear equipment for producing coal water slurry fuel and gasification coal water slurry by low rank coal
EP0029712B1 (en) An in-line method for the upgrading of coal
CN207899559U (en) Colloidality sludge crushing system
RU45731U1 (en) TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR PRODUCING COMPOSITE WATER-COAL FUEL
RU87700U1 (en) TECHNOLOGICAL LINE FOR THE PRODUCTION OF AQUAROGO FUEL AND ITS BURNING
RU191747U1 (en) INSTALLATION FOR PRODUCING LIQUID HUMIC BIOSTIMULANT
RU2666417C2 (en) Installation for generation gas production

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181126