一種用低階煤制備高濃度水煤漿的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用低階煤制備高濃度水煤漿的方法，所述方法包括以下步驟：（1）將低階煤破碎至煤粒粒徑≤6mm，然后將破碎后的煤粒送入磨煤機(jī)中加水研磨，制得預(yù)處理煤漿；其中，所述預(yù)處理煤漿的水煤比為1.5～5:1，預(yù)處理煤漿中煤粉的平均粒徑D50≤50μm，粒徑分布為6～1000μm；（2）將所述預(yù)處理煤漿送入水熱反應(yīng)器中進(jìn)行水熱處理，得到改質(zhì)煤漿；其中，所述水熱反應(yīng)器包括多個(gè)并聯(lián)設(shè)置且交替運(yùn)行的反應(yīng)釜，水熱處理的條件如下：溫度為200～350℃，壓力為1.5～16.5MPa；（3）使所述改質(zhì)煤漿脫除部分水分，制得高濃度水煤漿。本發(fā)明方法為連續(xù)式的生產(chǎn)工藝，工藝簡單，容易操作，節(jié)能，利于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種用低階煤制備高濃度水煤漿的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤炭處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用低階煤制備高濃度水煤漿的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水煤漿是一種由一定比例的煤粉、水和添加劑混合加工而成的清潔煤基流體燃料。水煤漿具有石油一樣的流動(dòng)性，可以像重油一樣泵送、霧化、儲(chǔ)存和穩(wěn)定著火燃燒。水煤漿還具有濃度高，粒度細(xì)，流變性好和能長期儲(chǔ)存不沉淀等特點(diǎn)，且由于燃點(diǎn)高，儲(chǔ)、裝、運(yùn)安全性比較高。水煤漿在我國經(jīng)歷了多年的研發(fā)和應(yīng)用，現(xiàn)已進(jìn)入全面推廣階段。
[0003]中國能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是缺油、富煤、少氣，而在中國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤約占70%,另外兩種化石能源即石油和天然氣則分別約占20%和3.5%。因此，在較長的時(shí)間內(nèi)，煤炭都是中國不可或缺的主要能源，無論在比例還是數(shù)量上，中國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)和化工原料結(jié)構(gòu)都很難改變。
[0004]雖然中國的煤炭儲(chǔ)量豐富，但主要是變質(zhì)程度較低的低階煤，且集中分布在內(nèi)蒙古、新疆及云南等地。由于其煤化度低，水分含量大，致密度低，孔隙度大，揮發(fā)分高，熱值低，低階煤在空氣中極易風(fēng)化，低階煤還含有不同數(shù)量的腐植酸。因而，低階煤主要用作動(dòng)力煤和氣化用煤。這些自身特點(diǎn)導(dǎo)致很難將低階煤直接制備成高濃度水煤漿，或需要采用復(fù)雜的制備工藝和付出較高成本才能制成高濃度的水煤漿。而從氣化和燃燒效率的角度來看，水煤漿的濃度應(yīng)該越高越好。因此，開發(fā)穩(wěn)定的高濃度水煤漿勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的是針對低階煤制漿領(lǐng)域的技術(shù)局限性，提供一種用低階煤制備高濃度水煤漿的方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明提供了一種用低階煤制備高濃度水煤漿的方法，所述方法包括以下步驟:
[0008](I)將低階煤破碎至煤粒粒徑≤6mm,然后將破碎后的煤粒送入磨煤機(jī)中加水研磨，制得預(yù)處理煤漿；其中，所述預(yù)處理煤漿的水煤比為1.5~5:1，預(yù)處理煤漿中煤粉的平均粒徑D50 ^ 50ym,粒徑分布為6~1000 μ m ；
[0009](2)將所述預(yù)處理煤漿送入水熱反應(yīng)器中進(jìn)行水熱處理，得到改質(zhì)煤漿；
[0010]其中，所述水熱反應(yīng)器包括多個(gè)并聯(lián)設(shè)置且交替運(yùn)行的反應(yīng)釜，水熱處理的條件如下:溫度為200~350°C，壓力為1.5~16.5MPa ；
[0011](3)使所述改質(zhì)煤漿脫除部分水分，制得高濃度水煤漿。
[0012]本發(fā)明中，水煤比=(外加水重量+低階煤所含水的重量)/干基煤重量。
[0013]本發(fā)明中，術(shù)語“平均粒徑”又叫中位徑，其以D50來表示。
[0014]本發(fā)明中，由于低階煤的內(nèi)水含量高，步驟(1)中制得的預(yù)處理煤漿的濃度一般為30~50%。步驟(2)中對預(yù)處理煤漿進(jìn)行水熱處理，使改質(zhì)煤漿中低階煤的品質(zhì)得到改善。此時(shí)，改質(zhì)煤漿中低階煤的內(nèi)水含量減少，產(chǎn)生多余水分，步驟(3)通過部分脫水的方式將改質(zhì)煤漿中多余水分脫除，從而實(shí)現(xiàn)提高低階煤水煤漿濃度的目的。
[0015]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述低階煤為褐煤、長焰煤或不粘煤，優(yōu)選為長焰煤或褐煤，更優(yōu)選為褐煤。
[0016]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(1)中所述預(yù)處理煤漿的水煤比為2~4:1。
[0017]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(1)中所述預(yù)處理煤漿中煤粉的平均粒徑D50 ^ 50ymo但是平均粒徑過小，會(huì)增加水煤漿的粘度，同時(shí)也會(huì)增加磨礦功耗。因此，煤粉的平均粒徑D50優(yōu)選為30~50 μ m。
[0018]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述磨煤機(jī)為棒磨機(jī)或球磨機(jī)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(1)中可以采用傳統(tǒng)水煤漿制漿工藝或分級細(xì)磨級配制漿工藝制備預(yù)處理煤漿。
[0020]一些實(shí)施方案中，采用傳統(tǒng)水煤漿制漿工藝，其包括以下步驟:將破碎后的煤粒送入棒磨機(jī)或球磨機(jī)中加水研磨后直接制漿。
[0021]一些實(shí)施方案中，采用分級細(xì)磨級配制漿工藝，其包括以下步驟:將破碎后的煤粒送入棒磨機(jī)或球磨機(jī)中加水研磨制備粗漿，將一定比例的粗漿送入細(xì)磨機(jī)進(jìn)一步磨細(xì)后返回棒磨機(jī)或球磨機(jī)中混合制衆(zhòng)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(2)中采用多個(gè)并聯(lián)設(shè)置的反應(yīng)釜，通過反應(yīng)釜之間的切換(即，反應(yīng)釜交替運(yùn)行)實(shí)現(xiàn)水煤漿制備過程的連續(xù)進(jìn)行。
[0023]其中，本發(fā)明對并聯(lián)設(shè)置的反應(yīng)釜的具體數(shù)量無特殊要求，可以根據(jù)處理規(guī)模確認(rèn)，其數(shù)量對處理結(jié)果無明顯影響。
[0024]本發(fā)明中，水熱處理的壓力可以根據(jù)溫度確定，一般為其水處理溫度下的飽和蒸汽壓值。其中，水熱處理的溫度過低會(huì)使煤中含氧官能團(tuán)未能脫除，從而起不到脫羧降內(nèi)水的作用，而溫度過高會(huì)使煤中揮發(fā)分丟失過多，影響煤有效成分的保留。因此，本發(fā)明步驟
(2)中水熱處理的溫度為200~350°C，優(yōu)選為250~300°C，其壓力為1.5~16.5MPa，優(yōu)選為3.8~9MPa。
[0025]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，水熱處理的時(shí)間的長短可以影響低階煤中含氧官能團(tuán)的脫除效果，時(shí)間越長，含氧官能團(tuán)的脫除效果越好，但是水熱處理的時(shí)間過長會(huì)影響水煤漿的經(jīng)濟(jì)性。
[0026]因此，步驟(2)中所述水熱處理的時(shí)間優(yōu)選為10~60min，更優(yōu)選為15~30min。
[0027]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(2)中在將所述預(yù)處理煤漿送入水熱反應(yīng)器前，對所述預(yù)處理煤漿進(jìn)行預(yù)熱處理。
[0028]優(yōu)選地，預(yù)熱后的預(yù)處理煤漿的溫度為200~260°C。
[0029]優(yōu)選地，所述預(yù)熱是在套管換熱器、環(huán)管換熱器或立式加熱器中進(jìn)行的。
[0030]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(3)中改質(zhì)煤漿脫水后含水的程度最高可至該水煤漿的可制漿濃度，也可低于可制漿濃度。
[0031]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述步驟(3)還包括:向脫除部分水分后的改質(zhì)煤漿中加入添加劑 ，攪拌制得高濃度水煤漿。
[0032]本發(fā)明對添加劑的種類和用量無特殊要求，可根據(jù)低階煤煤種和具體工況，靈活選擇水煤漿領(lǐng)域中的常用添加劑，不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。[0033]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述添加劑為選自分散劑、穩(wěn)定劑、消泡劑、pH調(diào)整劑、表面改性劑和促進(jìn)劑中的一種或多種。
[0034]作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，其中，所述添加劑為萘磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、聚烯烴、腐植酸和磺化腐植酸中的一種或多種。
[0035]優(yōu)選地，所述添加劑為萘磺酸鹽和/或木質(zhì)素磺酸鹽，例如，萘磺酸鈉和/或木質(zhì)素磺酸鈉。
[0036]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述添加劑的用量為干基煤重量的0.1~1%，優(yōu)選為干基煤重量的0.2~0.7%。
[0037]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(3)中改質(zhì)煤漿脫除水分的方式為選自閃蒸、離心和過濾中的一種或多種。
[0038]本發(fā)明采用閃蒸、離心或過濾的脫水方式，有利于實(shí)現(xiàn)水煤漿的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
[0039]其中，所述閃蒸包括常壓閃蒸或減壓閃蒸。當(dāng)使用閃蒸方式脫水時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際需要米取多級閃蒸。
[0040]所述離心包括差速離心、速率區(qū)帶離心或等密度離心。
[0041]所述過濾包括常壓過濾、加壓過濾、減壓過濾、沉降過濾、膜過濾或熱過濾。
[0042]本發(fā)明可以根據(jù)實(shí)際需要對上述脫水方式進(jìn)行單個(gè)選擇或多種組合選擇，但本發(fā)明不以任何方式受其限制。
[0043]一些實(shí)施方案中，步驟(3)中采用閃蒸的方式對改質(zhì)煤漿進(jìn)行部分脫水，并將其降溫泄壓于制漿釜內(nèi)制得高濃度水煤漿。
[0044]—些實(shí)施方案中，步驟(3)中將所述改質(zhì)煤漿降溫并減壓后，采用離心或過濾的方式對改質(zhì)煤漿進(jìn)行脫水，然后將其送入制漿釜內(nèi)制得高濃度水煤漿。
[0045]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(3)中可以將改質(zhì)煤漿單獨(dú)制成高濃度水煤漿，也可根據(jù)實(shí)際需要將改質(zhì)煤漿按比例摻入預(yù)處理煤漿后制成高濃度水煤漿。
[0046]作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，用低階煤制備高濃度水煤漿的方法包括以下步驟:
[0047]( I)采用破碎機(jī)將低階煤破碎至煤粒粒徑為< 6_，然后將破碎后的煤粒送入棒磨機(jī)或球磨機(jī)中加水研磨，制得預(yù)處理煤漿；其中，所述預(yù)處理煤漿的水煤比為1.5~5:1，預(yù)處理煤漿中煤粉的平均粒徑D50 ^ 50ym,粒徑分布為6~1000 μ m ；
[0048](2)將所述預(yù)處理煤漿預(yù)熱至200~260°C，然后送入水熱反應(yīng)器中進(jìn)行水熱處理，得到改質(zhì)煤漿；
[0049]其中，所述水熱反應(yīng)器包括多個(gè)并聯(lián)設(shè)置且交替運(yùn)行的反應(yīng)釜，水熱處理的條件為:溫度為250~300°C ;壓力為3.8~9MPa ；
[0050](3)采用閃蒸、離心或過濾的方式脫除所述改質(zhì)煤漿中的部分水分后，送入制漿釜中，并加入干基煤重量0.1~1%的添加劑，攪拌制得高濃度水煤漿；回收改質(zhì)煤漿中脫除的廢水，并將其返回步驟(1)中制備預(yù)處理煤漿。
[0051]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，本發(fā)明還可以將制得的高濃度水煤漿送至水煤漿儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。
[0052]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(3)中制得的高濃度水煤漿的濃度為58~62%。
[0053]本發(fā)明中采用可制漿濃度評價(jià)水煤漿的成漿性。其中，水煤漿的可制漿濃度的測試方法參見 GB/T18856.2-2002。
[0054]本發(fā)明提供的用低階煤制備高濃度水煤漿的方法的有益效果包括:
[0055](1)本發(fā)明方法為連續(xù)式的生產(chǎn)工藝，使得利用低階煤大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)高濃度水煤漿成為可能。
[0056](2)本發(fā)明方法中煤粉的平均粒徑小，其D50 ≤ 50 μ m，因此，可采用泵送方式輸送物料，操作簡單，且輸送過程中不易發(fā)生沉降、結(jié)垢和堵塞管道閥門等現(xiàn)象；煤粉對水熱反應(yīng)器的泄料閥磨損小，可以降低成本，簡化操作，有利于實(shí)現(xiàn)利用低階煤大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)高濃度水煤漿。
[0057](3)本發(fā)明方法將低階煤破碎至煤粒粒徑≤6mm后再進(jìn)行研磨，操作步驟少，節(jié)能；預(yù)處理煤漿中煤粉的平均粒徑D50 ≤ 50 μ m，提高了低階煤的水熱處理效果好，制得的水煤漿濃度高，可達(dá)58~62%，并且，制得的水煤漿能夠連續(xù)流動(dòng)，穩(wěn)定性好。
[0058](4)本發(fā)明方法中，改質(zhì)煤漿無需再磨，也無需干燥，通過部分脫水后可直接制成水煤漿，步驟少，能耗低；同時(shí)，將由改質(zhì)煤漿中脫除的廢水進(jìn)行回收，并可用于制備預(yù)處理水煤漿，綠色環(huán)保，且由回脫除水分制得的水煤漿的制漿效果好。
[0059](5)本發(fā)明方法的工藝簡單，容易操作，節(jié)能，利于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0060]以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方案，其中:
[0061]圖1是以閃蒸方式脫水的高濃度水煤漿制備方法的工藝流程圖；
[0062]圖2是以過濾方式脫水的高濃度水煤漿制備方法的工藝流程圖；
[0063]圖3是以離心方式脫水的高濃度水煤漿制備方法的工藝流程圖；
[0064]其中，A為破碎機(jī)，B為煤儲(chǔ)罐，C為磨煤機(jī)，D為煤漿泵，E為環(huán)管換熱器，F(xiàn)_1、F_2和F-3為反應(yīng)簽,G為制衆(zhòng)爸，H為閃蒸罐，I為減壓系統(tǒng)，J為過濾器，K為離心過濾裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0065]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述，給出的實(shí)施例僅為了闡明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。
[0066]本發(fā)明的實(shí)施例和對比例中原煤為內(nèi)蒙古東勝利褐煤，其含水量為30%。
[0067]本發(fā)明中表觀粘度是采用水煤漿粘度計(jì)NXS-4C測定的，測量溫度為20±0.1°C。
[0068]實(shí)施例1
[0069]如圖1所示，用低階煤制備高濃度水煤漿的方法包括以下步驟:
[0070]( 1)采用破碎機(jī)A將原煤破碎至煤粒粒徑< 6_，儲(chǔ)存在煤儲(chǔ)罐B中；
[0071]將破碎后的煤粒由煤儲(chǔ)罐B送入磨煤機(jī)C中，加水進(jìn)行研磨，制成預(yù)處理煤漿；其中，預(yù)處理煤漿中煤粉的平均粒徑D50為50 μ m，粒徑分布為6~1000 μ m,預(yù)處理煤漿的水煤比為3.5:1 ;
[0072](2)采用煤漿泵D將步驟(1)制得的預(yù)處理煤漿加壓，并經(jīng)環(huán)管換熱器E預(yù)熱后送入水熱反應(yīng)器中進(jìn)行水熱處理，制得改質(zhì)煤漿；其中，預(yù)熱后的預(yù)處理煤漿的溫度為260°C，水熱反應(yīng)器包括三個(gè)并列設(shè)置的反應(yīng)釜F-l、F-2和F-3，每個(gè)反應(yīng)釜的容積為500mL，通過切換反應(yīng)釜F-l、F-2和F-3實(shí)現(xiàn)水煤漿制備過程的連續(xù)進(jìn)行，水熱處理的條件如下:溫度為250°C，壓力為3.8MPa，處理時(shí)間為60min ；
[0073](3)將步驟(2)制得的改質(zhì)煤漿送入制漿釜G中，并加入干基煤重量0.5%的萘磺酸鈉制得水煤漿，送入水煤漿儲(chǔ)罐；其中，多余的水分通過閃蒸罐H脫除，并返回磨煤機(jī)C循環(huán)利用。
[0074]實(shí)施例1制備的水煤漿的濃度為59%，表觀粘度為1189mPa.s,且能夠連續(xù)流動(dòng)，該水煤漿室溫放置24小時(shí)無硬沉淀，無析水。
[0075]對比例I
[0076]采用破碎機(jī)A將原煤破碎至煤粒粒徑< 6mm，儲(chǔ)存在煤儲(chǔ)罐B中；將破碎后的煤粒由煤儲(chǔ)罐B送入磨煤機(jī)C中，加水進(jìn)行研磨，加入干基煤重量0.5%的萘磺酸鈉，制得水煤漿。水煤漿中煤粉 的平均粒徑D50為50 μ m，粒徑分布為6~1000 μ m,水煤漿的濃度為48%，表觀粘度為1089mPa.s，能夠連續(xù)流動(dòng)。
[0077]實(shí)施例2
[0078]如圖2所示，用低階煤制備高濃度水煤漿的方法包括以下步驟:
[0079](I)采用破碎機(jī)A將原煤破碎至煤粒粒徑< 6_，儲(chǔ)存在煤儲(chǔ)罐B中；
[0080]將破碎后的煤粒由煤儲(chǔ)罐B送入磨煤機(jī)C中，加水進(jìn)行研磨，制成預(yù)處理煤漿；其中，預(yù)處理煤漿中煤粉的平均粒徑D50為50 μ m，粒徑分布為6~1000 μ m,預(yù)處理煤漿的水煤比為2:1 ；
[0081](2)采用煤漿泵D將步驟(1)制得的預(yù)處理煤漿加壓，并經(jīng)環(huán)管換熱器E預(yù)熱后送入水熱反應(yīng)器中進(jìn)行水熱處理，制得改質(zhì)煤漿；其中，預(yù)熱后的預(yù)處理煤漿的溫度為260°C，水熱反應(yīng)器包括三個(gè)并列設(shè)置的反應(yīng)釜F-1、F-2和F-3，每個(gè)反應(yīng)釜的容積為10L，通過切換反應(yīng)釜F-l、F-2和F-3實(shí)現(xiàn)水煤漿制備過程的連續(xù)進(jìn)行，水熱處理的條件如下:溫度為350°C，壓力為16.5MPa，處理時(shí)間為15min ；
[0082](3)步驟(2)制得的改質(zhì)煤漿經(jīng)環(huán)管換熱器E換熱降溫至80°C及經(jīng)減壓系統(tǒng)I減壓至0.7MPa后進(jìn)入過濾器J進(jìn)行過濾脫除多余水分，然后送入制漿釜G中，并加入干基煤重量0.5%的木質(zhì)素磺酸鈉，攪拌制得水煤漿，送入水煤漿儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。
[0083]實(shí)施例2制備的水煤漿的濃度為54.4%，表觀粘度為1195mPa.8，且能夠連續(xù)流動(dòng)，該水煤漿室溫放置24小時(shí)無硬沉淀，無析水。
[0084]對比例2
[0085]采用破碎機(jī)A將原煤破碎至煤粒粒徑< 6_后，儲(chǔ)存在煤儲(chǔ)罐B中；將破碎后的煤粒由煤儲(chǔ)罐B送入磨煤機(jī)C中，加水進(jìn)行研磨，加入干基煤重量0.5%的木質(zhì)素磺酸鈉，制得水煤漿。水煤漿中煤粉的平均粒徑D50為50 μ m，粒徑分布為6~1000 μ m,水煤漿的濃度為47.5%，表觀粘度為1175mPa.s，能夠連續(xù)流動(dòng)。
[0086]實(shí)施例3
[0087]如圖3所示，用低階煤制備高濃度水煤漿的方法包括以下步驟:
[0088](1)采用破碎機(jī)A將原煤破碎至煤粒粒徑< 6mm，儲(chǔ)存在煤儲(chǔ)罐B中；
[0089]將破碎后的煤粒由煤儲(chǔ)罐B送入磨煤機(jī)C中，加水進(jìn)行研磨，制成預(yù)處理煤漿；其中，預(yù)處理煤漿中煤粉的平均粒徑D50為50 μ m，粒徑分布為6~1000 μ m,預(yù)處理煤漿的水煤比為3:1 ;
[0090](2)采用煤漿泵D將步驟(1)制得的預(yù)處理煤漿加壓，并經(jīng)環(huán)管換熱器E預(yù)熱后送入水熱反應(yīng)器中進(jìn)行水熱處理，制得改質(zhì)煤漿；其中，預(yù)熱后的預(yù)處理煤漿的溫度為260°C，水熱反應(yīng)器包括三個(gè)并列設(shè)置的反應(yīng)釜F-1、F-2和F-3，每個(gè)反應(yīng)釜的容積為10L，通過切換反應(yīng)釜F-l、F-2和F-3實(shí)現(xiàn)水煤漿制備過程的連續(xù)進(jìn)行，水熱處理的條件如下:溫度為250°C，壓力為3.8MPa，處理時(shí)間為30min ；
[0091](3)步驟(2)制得的改質(zhì)煤漿經(jīng)環(huán)管換熱器E換熱降溫至80°C以及經(jīng)減壓系統(tǒng)I減壓至常壓后進(jìn)入離心過濾裝置K脫除多余水分，然后送入制漿釜G中，加入干基煤重量0.5%的木質(zhì)素磺酸鈉，攪拌制得水煤漿，送入水煤漿儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。
[0092]實(shí)施例3制備的水煤漿的濃度為55.6 %，表觀粘度為1200mPa.s,且能夠連續(xù)流動(dòng)，該水煤漿室溫放置24小時(shí)無硬沉淀，無析水。
[0093]對比例3
[0094]采用破碎機(jī)A將原煤破碎至煤粒粒徑< 6_，儲(chǔ)存在煤儲(chǔ)罐B中；將破碎后的煤粒由煤儲(chǔ)罐B送入磨煤機(jī)C中，加水進(jìn)行研磨，加入干基煤重量0.5%的木質(zhì)素磺酸鈉，制得水煤漿。水煤漿中煤粉的平均粒徑D50為50 μ m，粒徑分布為6~1000 μ m,水煤漿的濃度為47.5%，表觀粘度為1175mPa.s，能夠連續(xù)流動(dòng)。
[0095]實(shí)施例4
[0096]如圖3所示，用低階煤制備高濃度水煤漿的方法包括以下步驟:
[0097](I)采用破碎機(jī)A將原煤破碎至煤粒粒徑< 6mm，儲(chǔ)存在煤儲(chǔ)罐B中；
[0098]將破碎后的煤粒由煤儲(chǔ)罐B送入磨煤機(jī)C中，加水進(jìn)行研磨，制成預(yù)處理煤漿；其中，預(yù)處理煤漿中煤粉的平均粒徑D50為50 μ m，粒徑分布為6~1000 μ m,預(yù)處理煤漿的水煤比為3:1 ;
[0099](2)采用煤漿泵D將步驟(1)制得的預(yù)處理煤漿加壓，并經(jīng)環(huán)管換熱器E預(yù)熱后送入水熱反應(yīng)器中進(jìn)行水熱處理，制得改質(zhì)煤漿；其中，預(yù)熱后的預(yù)處理煤漿的溫度為260°C，水熱反應(yīng)器包括三個(gè)并列設(shè)置的反應(yīng)釜F-1、F-2和F-3，每個(gè)反應(yīng)釜的容積為10L，通過切換反應(yīng)釜F-l、F-2和F-3實(shí)現(xiàn)水煤漿制備過程的連續(xù)進(jìn)行，水熱處理的條件如下:溫度為300°C，壓力為8.7MPa，處理時(shí)間為60min ；
[0100](3)步驟(2)制得的改質(zhì)煤漿經(jīng)環(huán)管換熱器E換熱降溫至80°C及經(jīng)減壓系統(tǒng)I減壓至常壓后進(jìn)入離心過濾裝置K脫除多余水分，然后送入制漿釜G中，加入干基煤重量0.5%的萘磺酸鈉，攪拌制得水煤漿，送入水煤漿儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。
[0101]實(shí)施例4制備的水煤漿的濃度為59.3%，表觀粘度為1280mPa.s,且能夠連續(xù)流動(dòng)，該水煤漿室溫放置24小時(shí)無硬沉淀，無析水。
[0102]對比例4
[0103]采用破碎機(jī)A將原煤破碎至煤粒粒徑≤6mm后，儲(chǔ)存在煤儲(chǔ)罐B中；將破碎后的原煤由煤儲(chǔ)罐B送入磨煤機(jī)C中，加水進(jìn)行研磨，加入干基煤重量0.5%的萘磺酸鈉，制得水煤漿。水煤漿中煤粉的平均粒徑D50為50 μ m，粒徑分布為6~1000 μ m,水煤漿的濃度為48%。表觀粘度為1089mPa.s，能夠連續(xù)流動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種用低階煤制備高濃度水煤漿的方法，所述方法包括以下步驟: (1)將低階煤破碎至煤粒粒徑<6_，然后將破碎后的煤粒送入磨煤機(jī)中加水研磨，制得預(yù)處理煤漿；其中，所述預(yù)處理煤漿的水煤比為1.5~5:1，預(yù)處理煤漿中煤粉的平均粒徑D50 ^ 50ym,粒徑分布為6~1000 μ m ； (2)將所述預(yù)處理煤漿送入水熱反應(yīng)器中進(jìn)行水熱處理，得到改質(zhì)煤漿； 其中，所述水熱反應(yīng)器包括多個(gè)并聯(lián)設(shè)置且交替運(yùn)行的反應(yīng)釜，水熱處理的條件如下:溫度為200~350°C，壓力為1.5~16.5MPa ； (3)使所述改質(zhì)煤漿脫除部分水分，制得高濃度水煤漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述低階煤為褐煤、長焰煤或不粘煤，優(yōu)選為長焰煤或褐煤，更優(yōu)選為褐煤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，步驟(1)中所述預(yù)處理煤漿的水煤比為2~4:1 ； 優(yōu)選地，所述預(yù)處理煤漿中煤粉的平均粒徑D50為30~50 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述磨煤機(jī)為棒磨機(jī)或球磨機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟(2)中所述水熱處理的條件為:溫度為250~300°C，壓力為3.8~9MPa ； 優(yōu)選地，步驟(2)中所述水熱處理的時(shí)間為10~60min ;優(yōu)選為15~30min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的方法，其中，步驟(2)中在將所述預(yù)處理煤漿送入水熱反應(yīng)器前，對所述預(yù)處理煤漿進(jìn)行預(yù)熱處理； 優(yōu)選地，預(yù)熱后的預(yù)處理煤漿的溫度為200~260°C ； 優(yōu)選地，所述預(yù)熱是在套管換熱器、環(huán)管換熱器或立式加熱器中進(jìn)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述步驟(3)包括:向脫除部分水分后的改質(zhì)煤漿中加入添加劑，攪拌制得高濃度水煤漿； 優(yōu)選地，所述添加劑為選自分散劑、穩(wěn)定劑、消泡劑、pH調(diào)整劑、表面改性劑和促進(jìn)劑中的一種或多種； 更優(yōu)選地，所述添加劑為萘磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、聚烯烴、腐植酸和磺化腐植酸中的一種或多種； 優(yōu)選地，所述添加劑的用量為干基煤重量的0.1~1%，優(yōu)選為干基煤重量的0.2~0.7%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟(3)中改質(zhì)煤漿脫除水分的方式為選自閃蒸、離心和過濾中的一種或多種； 優(yōu)選地，所述閃蒸包括常壓閃蒸或減壓閃蒸； 優(yōu)選地，所述離心包括差速離心、速率區(qū)帶離心或等密度離心； 優(yōu)選地，所述過濾包括常壓過濾、加壓過濾、減壓過濾、沉降過濾、膜過濾或熱過濾。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟(3)中制得的高濃度水煤漿的濃度為58~62%。
【文檔編號】C10L1/32GK103911195SQ201310005066
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月7日
【發(fā)明者】李春啟, 梅長松, 康善嬌, 劉衛(wèi)兵, 楊明順, 齊永麗, 劉鑫, 金鑫 申請人:大唐國際化工技術(shù)研究院有限公司