專利名稱：低階煤制漿新工藝的制作方法
低階煤制漿新工藝技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于煤炭深加工的研究范疇，具體涉及一種適用于褐煤、長焰煤制漿，同時適用于氣煤制漿的低階煤成漿性的制備工藝。
背景技術(shù)：
水煤漿技術(shù)是煤炭潔凈利用中的一種重要技術(shù)，近十年來已在水煤漿代油和水煤漿氣化方面得到了廣泛應(yīng)用，尤其水煤漿作為氣化原料發(fā)展更快，已有近十個水煤漿氣化運營廠，年制漿量近千萬噸。目前隨著內(nèi)地煤炭資源緊張和煤炭價格的上漲，許多煤化工企業(yè)關(guān)注低變質(zhì)程度煤如神木煤和褐煤制漿技術(shù)的開發(fā)。如何提高低變質(zhì)程度煤的煤漿質(zhì)量，是我國煤化工行業(yè)亟需解決的難題。
煤質(zhì)特性是影響水煤漿制備的首要因素。煤種制漿濃度隨其內(nèi)在水分含量的增大而降低，較低的內(nèi)在水含量有利于制備較高濃度的煤漿。變質(zhì)程度低的煤種，其內(nèi)在水含量較高、含氧官能團多，制備煤漿濃度較低；變質(zhì)程度深的煤種，其內(nèi)在水含量較低、含氧官能團少，制漿濃度較高。低變質(zhì)程度煤內(nèi)水含量高(神木煤8%，褐煤21% )、孔隙發(fā)達和親水官能團豐富，難于制備粘度合格的高濃度煤漿。
采用常規(guī)工藝，既鄂式破碎機先破碎，然后采用棒磨機磨制，添加常規(guī)水煤漿添加劑，如用神木煤最 高只能制備濃度60%的水煤漿；褐煤最高只能制備濃度50-52%的水煤漿。
為了改善低變質(zhì)程度煤的成漿性，許多研究單位進行了熱水處理或低溫?zé)峤獾雀男?，但效果不太明顯。如2010年6月30日公開的，公開號為CN101760267A的中國發(fā)明專利申請公開了一種褐煤改制方法。該方法先將原料褐煤破碎、磨漿，然后還要預(yù)熱、送入環(huán)管反應(yīng)器在高壓、高溫下反應(yīng)15-35分鐘，最后還要送去沉降、過濾，才能送往氣化爐或鍋爐(見CN101760267A的說明書附圖1、2)，工藝復(fù)雜，成本高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種低階煤制漿新工藝。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明低階煤制漿新工藝包括以下步驟
I)、將低階煤送入高壓輥裝置，經(jīng)過剪切和擠壓，破壞煤塊的內(nèi)孔隙，逼迫煤塊的內(nèi)孔隙中的析出濕潤量的水，得濕潤煤。轉(zhuǎn)軸上設(shè)有多層輥軸，各層輥軸分別通過支撐臂固定轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸配有驅(qū)動機構(gòu)，輥軸、支撐臂隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，輥軸在離心力的作用下，碾壓殼體的筒壁。
分料盤使低階煤貼近殼體內(nèi)壁下落，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，支撐臂和輥軸隨之轉(zhuǎn)動，對落煤進行擠壓、剪切，受離心力影響，轉(zhuǎn)速越多，擠壓力越大，可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)析出水的量，太濕則降低轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，太干則可提高轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速。
濕潤量的水指的是水的含量足以使煤保持濕潤，含有濕潤量水的煤攥在手中，不會從指縫中漏出，伸開手掌后，又能自然散開，既不粘手，又不太干。
2)、將步驟I)所得濕潤煤加入立磨機或球磨機，進行磨制，同時加入水和水煤漿添加劑，添加劑為木質(zhì)素磺酸鹽、萘系磺酸鹽、腐植酸磺酸鹽和/或其復(fù)配品，其用量為濕潤煤投料重量的O. 15-1. 5%，水的用量為配成目標(biāo)水煤漿所需要添加的水量。
如此設(shè)計，只經(jīng)兩步操作，就可利用內(nèi)水含量高的低階煤制備水煤漿。
作為優(yōu)化，濕潤煤破碎至粒度在 0_3mm之間的煤占全部濕潤煤總重的80%。
作為優(yōu)化，所述低階煤為內(nèi)水含量為8%、粒度之間0_50mm的長焰神木煤，煤漿添加劑由木質(zhì)素磺酸鹽和萘系磺酸鹽復(fù)配而成，二者重量比為1: O. 2 10，用量為濕潤煤投料重量的O. 15% ;水用量為濕潤煤投料重量43. 75%，得濃度為64%的水煤漿，其粘度為 800mpa · s,水煤衆(zhòng)的粒度小于O. 074mm的顆粒占煤粒總重的45%。
作為優(yōu)化，所述低階煤為內(nèi)水含量為8%、粒度之間0_50mm的長焰神木煤，煤漿添加劑為萘系磺酸鹽，用量為濕潤煤投料重量的O. 8%;水用量為濕潤煤投料重量43. 75%，得濃度為64%的水煤漿，其粘度為802mpa *s，水煤漿的粒度小于O. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?45%。
作為優(yōu)化，所述低階煤為內(nèi)水含量為21%、粒度之間0_50mm的惠民褐煤，煤漿添加劑為腐植酸磺酸鹽，用量為濕潤煤投料重量的O. 8%;水用量為濕潤煤投料重量36. 21%, 經(jīng)立磨機磨制，得濃度為58%的水煤漿，其粘度為617mpa · s，水煤漿的粒度小于O. 074mm 的顆粒占煤粒總重的52 %。
作為優(yōu)化，所述低階煤為內(nèi)水含量為8%、粒度之間0_50mm的長焰神木煤，煤漿添加劑為腐植酸磺酸鹽，用量為濕潤煤投料重量的1. 5%;水用量為濕潤煤投料重量43. 75%, 得濃度為64%的水煤漿，其粘度為1760mpa · s，水煤漿的粒度小于O. 074mm的顆粒占煤粒總重的40%。
作為優(yōu)化，所述低階煤為內(nèi)水含量為8%、粒度之間0_50mm的長焰神木煤，煤漿添加劑由腐植酸磺酸鹽和萘系磺酸鹽復(fù)配而成，二者重量比為1: O. 2 10，用量為濕潤煤投料重量的O. 8% ;水用量為濕潤煤投料重量43. 75%，得濃度為64%的水煤漿，其粘度為 1760mpa · s，水煤漿的粒度小于O. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?2%。
本發(fā)明低階煤制漿新工藝具有工藝簡單、能耗低，效率高的優(yōu)點，可將內(nèi)水含量高的低階煤方便制成高濃度水煤漿，且粘度不高，適于加工神木煤、褐煤及其他低階煤。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明低階煤制漿新工藝作進一步說明
圖1是本發(fā)明中高壓輥裝置的局部半剖結(jié)構(gòu)示意圖2是為本發(fā)明低階煤制漿新工藝的邏輯框圖。
圖1中1為殼體、2為轉(zhuǎn)軸、3為進煤口、4為分料盤、5為支撐臂、6為芯軸、7為輥筒。
具體實施方式
如圖1所示所述高壓輥包括殼體I和轉(zhuǎn)軸2，殼體I的主體呈圓筒形，其上部設(shè)有進煤口 3，殼體I底部設(shè)有出煤口(圖中未畫出)，進煤口下方設(shè)有分料盤4，所述轉(zhuǎn)軸2就設(shè)置在殼體I中心，轉(zhuǎn)軸2上設(shè)有多層輥軸，每層輥軸共有四個，分別通過支撐臂5固定轉(zhuǎn)軸2上，轉(zhuǎn)軸2配有驅(qū)動機構(gòu)(如電機-圖中未畫出)，輥軸包括芯軸6和輥筒7，芯軸6 兩端分別套在支撐臂5上，并可沿支撐臂5移動(當(dāng)然也可將支撐臂5設(shè)計成可伸縮的，輥軸直接固定在支撐臂末端)，輥筒7套在芯軸6上，并可轉(zhuǎn)動。輥軸、支撐臂5隨轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動時，輥軸的輥筒7在離心力的作用下，碾壓殼體I的筒壁。
分料盤4使低階煤貼近殼體I內(nèi)壁下落，轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動時，支撐臂5和輥軸隨之轉(zhuǎn)動， 對落煤進行擠壓、剪切，受離心力影響，轉(zhuǎn)速越多，擠壓力越大，可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸2的轉(zhuǎn)速， 來調(diào)節(jié)低階煤析出水的量。
如圖2所示，本發(fā)明低階煤制漿新工藝，包括下述步驟
I)、將低階煤送入高壓輥裝置，經(jīng)過剪切和擠壓，破壞煤塊的內(nèi)孔隙，逼迫煤塊的內(nèi)孔隙中的析出濕潤量的水，得濕潤煤。
2)、將步驟I)所得濕潤煤加入立磨機或球磨機，進行磨制，同時加入水和水煤漿添加劑，添加劑為木質(zhì)素磺酸鹽、萘系磺酸鹽、腐植酸磺酸鹽和/或其復(fù)配品，其用量為濕潤煤投料重量的O. 15-1. 5%，水的用量為配成目標(biāo)水煤漿所需要添加的水量。
下面使用圖1所示高壓輥裝置，按照圖2所示工藝分別完成下述實施例。
實施例1、所述低階煤為內(nèi)水含量為8%、粒度之間0_50mm的長焰神木煤，煤漿添加劑由木質(zhì)素磺酸鹽和萘系磺酸鹽復(fù)配而成，二者重量比為1: 1，用量為濕潤煤投料重量的O. 15% ;水用量為濕潤煤投料重量43. 75%,經(jīng)立磨機磨制，得濃度為64%的水煤漿，其粘度為800mpa · s，水煤漿的粒度小于O. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?5%。
按木質(zhì)素磺酸鹽萘系磺酸鹽=I O. 2的重量比，配制煤漿添加劑，重復(fù)實施例 1，制得濃度為64%的水煤漿，其粘度為910mpa *s，水煤漿的粒度小于O. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?4% ο
按木質(zhì)素磺酸鹽萘系磺酸鹽=I 10的重量比，配制煤漿添加劑，重復(fù)實施例 1，制得濃度為64%的水煤漿，其粘度為680mpa *s，水煤漿的粒度小于O. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?6%。
而采用常規(guī)工藝，即先用鄂式破碎機破碎，然后采用棒磨機磨制，添加相同量的水煤漿添加劑，只能制備水煤漿濃度59%，粒度-O. 074mm為42%，粘度高達1200mpa · S。
實施例2、
所述低階煤為內(nèi)水含量為8%、粒度之間0_50mm的長焰神木煤，煤漿添加劑為萘系磺酸鹽，用量為濕潤煤投料重量的O. 8%;水用量為濕潤煤投料重量43. 75%，經(jīng)立磨機磨制，得濃度為64%的水煤漿，其粘度為802mpa · s，水煤漿中粒徑小于O. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?5%。
實施例3、
所述低階煤為內(nèi)水含量為21%、粒度之間0_50mm的惠民褐煤，煤漿添加劑為腐植酸磺酸鹽，用量為濕潤煤投料重量的O. 8%;水用量為濕潤煤投料重量36. 21%，經(jīng)立磨機磨制，得濃度為58%的水煤漿，其粘度為617mpa · s，水煤漿中粒徑小于O. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?2%。
或經(jīng)過球磨機磨制，所制備濃度為58 %的水煤漿的粘度為1402mpa · s,水煤漿粒度-O. 074mm 為 43%。
實施例4、
所述低階煤為內(nèi)水含量為8%、粒度之間0_50mm的長焰神木煤，煤漿添加劑為腐植酸磺酸鹽，用量為濕潤煤投料重量的1. 5%;水用量為濕潤煤投料重量43. 75%，經(jīng)球磨機磨制，得濃度為64%的水煤漿，其粘度為1760mpa *s，水煤漿中粒徑小于O. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?0%。
而采用常規(guī)工藝，即先用鄂式破碎機破碎，然后采用棒磨機磨制，添加相同量的水煤漿添加劑LD100只能制備水煤漿濃度59%，粘度1200mpa · s，粒度-O. 074mm為42%。
實施例5、
所述低階煤為內(nèi)水含量為8%、粒度之間0_50mm的長焰神木煤，煤漿添加劑由腐植酸磺酸鹽和萘系磺酸鹽復(fù)配而成，二者重量比為1: 1，用量為濕潤煤投料重量的I % ; 水用量為濕潤煤投料重量43. 75%，經(jīng)球磨機磨制，得濃度為64%的水煤漿，其粘度為 1760mpa · s，水煤漿中粒徑小于O. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?2%。
按腐植酸磺酸鹽萘系磺酸鹽=I O. 2的重量比，配制煤漿添加劑，重復(fù)實施例 5，制得濃度為64%的水煤漿，其粘度為1680mpa · s，水煤漿的粒度小于O. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?1%。
按腐植酸磺酸鹽萘系磺酸鹽=I 10的重量比，配制煤漿添加劑，重復(fù)實施例 5，制得濃度為64%的水煤漿，其粘度為1820mpa · s，水煤漿的粒度小于O. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?0%。
而采用常規(guī)工藝，即先用鄂式破碎機破碎，然后采用棒磨機磨制，添加相同量的水煤漿添加劑LD100只能制備水煤漿濃度59%，粘度1200mpa · s，粒度-O. 074mm為42%。
權(quán)利要求
1.一種低階煤制漿新工藝，包括以下步驟 1)、將低階煤送入高壓輥裝置，經(jīng)過剪切和擠壓，破壞煤塊的內(nèi)孔隙，逼迫煤塊的內(nèi)孔隙中的析出濕潤量的水，得濕潤煤，所述高壓輥裝置包括殼體和轉(zhuǎn)軸，殼體主體呈圓筒形，其上部設(shè)有進煤口，殼體底部設(shè)有出煤口，進煤口下方設(shè)有分料盤，所述轉(zhuǎn)軸就設(shè)置在殼體中心，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有多層輥軸，各層輥軸分別通過支撐臂固定轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸配有驅(qū)動機構(gòu)，輥軸、支撐臂隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，輥軸在離心力的作用下，碾壓殼體的筒壁； 2)、將步驟I)所得濕潤煤加入立磨機或球磨機，進行磨制，同時加入水和水煤漿添加齊U，添加劑為木質(zhì)素磺酸鹽、萘系磺酸鹽、腐植酸磺酸鹽和/或其復(fù)配品，其用量為濕潤煤投料重量的0. 15-1. 5%，水的用量為配成目標(biāo)水煤漿所需要添加的水量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低階煤制漿新工藝，其特征在于，濕潤煤破碎至粒度在0_3_之間的煤占全部濕潤煤總重的80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低階煤制漿新工藝，其特征在于，所述低階煤為內(nèi)水含量為8%、粒度之間0-50_的長焰神木煤，煤漿添加劑由木質(zhì)素磺酸鹽和萘系磺酸鹽復(fù)配而成，二者重量比為1: 0.2 10，用量為濕潤煤投料重量的0.15%;水用量為濕潤煤投料重量43. 75%,得濃度為64%的水煤漿，其粘度為800mpa *s，水煤漿的粒度小于0. 074mm的顆粒占煤粒總重的45%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低階煤制漿新工藝，其特征在于，所述低階煤為內(nèi)水含量為8%、粒度之間0-50_的長焰神木煤，煤漿添加劑為萘系磺酸鹽，用量為濕潤煤投料重量的0. 8%;水用量為濕潤煤投料重量43. 75%,得濃度為64%的水煤漿，其粘度為802mpa-s,水煤漿中粒徑小于0. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低階煤制漿新工藝，其特征在于，所述低階煤為內(nèi)水含量為21%、粒度之間0-50_的惠民褐煤，煤漿添加劑為腐植酸磺酸鹽，用量為濕潤煤投料重量的0. 8% ;水用量為濕潤煤投料重量36. 21%，經(jīng)立磨機磨制，得濃度為58%的水煤漿，其粘度為617mpa s，水煤漿中粒徑小于0. 074mm的顆粒占煤粒總重的52%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低階煤制漿新工藝，其特征在于，所述低階煤為內(nèi)水含量為8%、粒度之間0-50_的長焰神木煤，煤漿添加劑為腐植酸磺酸鹽，用量為濕潤煤投料重量的1. 5% ;水用量為濕潤煤投料重量43. 75%，經(jīng)球磨機磨制，得濃度為64%的水煤漿，其粘度為1760mpa s，水煤漿中粒徑小于0. 074mm的顆粒占煤?？傊氐?0%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低階煤制漿新工藝，其特征在于，所述低階煤為內(nèi)水含量為8%、粒度之間0-50_的長焰神木煤，煤漿添加劑由腐植酸磺酸鹽和萘系磺酸鹽復(fù)配而成，二者重量比為1: 0.2 10，用量為濕潤煤投料重量的I水用量為濕潤煤投料重量43. 75%，經(jīng)球磨機磨制，得濃度為64%的水煤漿，其粘度為1760mpa *s，水煤漿中粒徑小于0.074mm的顆粒占煤?？傊氐?2%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低階煤制漿新工藝，現(xiàn)有制漿技術(shù)，無法將內(nèi)水含量高的低階煤制成高濃度的優(yōu)質(zhì)水煤漿，為此，本發(fā)明低階煤制漿新工藝，包括以下步驟1)、將低階煤送入高壓輥裝置，制成濕潤煤。2)、將步驟1)所得濕潤煤加入立磨機或球磨機，進行磨制，同時加入水和水煤漿添加劑，添加劑為木質(zhì)素磺酸鹽、萘系磺酸鹽、腐植酸磺酸鹽和/或其復(fù)配品，其用量為濕潤煤投料重量的0.15-1.5％，水的用量為配成目標(biāo)水煤漿所需要添加的水量。本發(fā)明低階煤制漿新工藝具有工藝簡單、能耗低，效率高的優(yōu)點，可將內(nèi)水含量高的低階煤方便制成高濃度水煤漿，且粘度不高，適于加工神木煤、褐煤及其他低階煤。
文檔編號C10L1/32GK103013595SQ20111029063
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者王信, 肖寶清, 郭寶貴, 張鴻林, 金剛, 路文學(xué), 張濤, 張小川, 張俊先 申請人:兗礦集團有限公司, 北京科技大學(xué), 水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心