高濃度混合水煤漿的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用高階煤和低階煤使用特殊工藝混合制備高濃度水煤漿的生產(chǎn)方法。該方法的步驟是：A是將高階煤破碎制成控制粒度上限在水煤漿最終用戶許可范圍內(nèi)和小于指定粒度的小顆粒成分百分比在規(guī)定數(shù)值以下的粗煤顆粒；B將低階煤與適當(dāng)比例的水和常規(guī)添加劑碎化制成控制大于指定粒度的大顆粒成分百分比在規(guī)定數(shù)值以下和平均粒度不大于規(guī)定數(shù)值的細(xì)煤漿體；C將所述的粗煤顆粒與所述的細(xì)煤漿體按適當(dāng)配比混合并剪切勻化成具有符合目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定流動(dòng)性的水煤漿。該方法可以在保持成品漿濃度的前提下增加低階煤的摻用比例，或在摻用相同比例的低階煤時(shí)提高成品漿的濃度。
【專利說明】高濃度混合水煤漿
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種主要由煤和水混合細(xì)化生成流體含碳燃料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]優(yōu)質(zhì)水煤漿通常由含較高揮發(fā)分和熱值、較低灰分和內(nèi)水的優(yōu)質(zhì)煙煤作為主要生產(chǎn)原料。影響水煤漿質(zhì)量的指標(biāo)包括濃度、流動(dòng)性和穩(wěn)定性。低階煤，包括褐煤，以下以褐煤作為代表，通常含有較高的揮發(fā)分和較低灰分，因?yàn)楹瑑?nèi)水較高，嚴(yán)重影響成漿濃度，在作為燃料或煤化工原料時(shí)，經(jīng)濟(jì)性欠佳。但是經(jīng)多方研究，由褐煤制成的水煤漿通常具有強(qiáng)烈的假塑性，因此有著超乎尋常的穩(wěn)定性，并且這種假塑性與褐煤水煤漿的粒度顯著相關(guān)，粒度越細(xì)，假塑性越強(qiáng)。
[0003]水煤漿的穩(wěn)定性，在很大程度上是由漿體內(nèi)的大顆粒群決定的。在水煤漿靜止?fàn)顟B(tài)下，大顆粒帶動(dòng)一部分小顆粒迅速沉降，在容器底部形成密實(shí)的硬沉淀，影響水煤漿的輸送的使用。大顆粒對(duì)水煤漿的穩(wěn)定性不利。
[0004]根據(jù)堆積理論，由適當(dāng)比例粒度差別較大的顆粒容易形成較高的堆積密度，在水煤漿中則可在保持良好流動(dòng)性的前提下獲得較高的濃度。從提高濃度的角度，水煤漿中需要較多的大顆粒。
[0005]試驗(yàn)表明，在強(qiáng)假塑性的水煤漿中，大的煤顆粒仍可長(zhǎng)時(shí)間保持懸浮狀態(tài)。 [0006]褐煤中的內(nèi)水，存在于毛細(xì)管孔及微小縫隙中毛細(xì)水占到很大的比例，破壞褐煤的毛細(xì)管孔和微小縫隙可以將一部分內(nèi)水轉(zhuǎn)為外水。
[0007]根據(jù)以上原理和事實(shí)，本發(fā)明創(chuàng)造一種新的具有良好經(jīng)濟(jì)性混合水煤漿新方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]該方法的步驟是:
[0009]A.其特征是將高階煤破碎制成控制粒度上限D(zhuǎn)在水煤漿最終用戶許可范圍內(nèi)和小于指定粒度Dl的小顆粒成分百分比Pl在規(guī)定數(shù)值以下的粗煤顆粒；
[0010]B.將低階煤與適當(dāng)比例的水和常規(guī)添加劑碎化制成控制大于指定粒度D2的大顆粒成分百分比P2在規(guī)定數(shù)值以下和平均粒度D3不大于規(guī)定數(shù)值的細(xì)煤漿體；
[0011]C.將所述的粗煤顆粒與所述的細(xì)煤漿體按適當(dāng)配比IP混合并剪切勻化成具有符合目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定流動(dòng)性的水煤漿。
[0012]步驟A.B為并行步驟，順序顛倒對(duì)本方法沒有實(shí)質(zhì)性的影響。
[0013]由于顆粒較大，粒度分布窄，如果用步驟A制成的粗顆粒煤?jiǎn)为?dú)制漿，濃度和穩(wěn)定性都沒有優(yōu)勢(shì)。在步驟B中，部分褐煤內(nèi)水轉(zhuǎn)化成外水，但由于粒度過細(xì)，濃度可能比普通方法制成的褐煤水煤漿還要低。但由于超細(xì)褐煤水煤漿具有超常的假塑性，將以上兩種原料混合剪切勻化以后，粒度級(jí)配得到優(yōu)化，粗煤顆粒的占位效應(yīng)和褐煤細(xì)化產(chǎn)生的內(nèi)水解放效應(yīng)均得到利用，制成的混合水煤漿的穩(wěn)定性也具有可靠的保障。最重要的是，這種混合水煤漿的制作，在保證水煤漿濃度和流動(dòng)性的前提下，可以利用更多比例的褐煤。[0014]粗煤顆粒的具體生產(chǎn)技術(shù)在現(xiàn)有技術(shù)中具有非常廣的選擇，常見的輥式、錘式、反擊式、盤式破碎機(jī)及雷蒙磨等干式粉碎設(shè)備，和球磨機(jī)棒磨機(jī)等干濕兩用設(shè)備均可以選擇。為了控制細(xì)顆粒的比例，通常采用破碎加分級(jí)，大比例大顆粒返回入料的方式生產(chǎn)。分級(jí)可采用振動(dòng)篩、風(fēng)力分級(jí)機(jī)或水力分級(jí)機(jī)。
[0015]細(xì)煤漿體可以采用雷蒙磨、球磨機(jī)、棒磨機(jī)等干式制粉加調(diào)漿生產(chǎn)，也可用球磨機(jī)、棒磨機(jī)、振動(dòng)磨機(jī)攪拌磨等濕式制漿方式，優(yōu)先考慮后者。中國專利CN102430380A公開了一種流體激波反應(yīng)器，特別適合用來生產(chǎn)這種細(xì)煤漿體。
[0016]為了去除細(xì)煤漿體中的大顆粒，適合用粉碎加分級(jí)，小比例大顆粒物返回入料的
方式生產(chǎn)。
[0017]國專利CN103586141A公開了一種離心分離機(jī)，其中實(shí)施例2、3，特別是實(shí)施例3，適合用來分離這種細(xì)煤漿體中的大顆粒。
[0018]根據(jù)不同的應(yīng)用和選用的原料煤不同，該方法所采用的工藝參數(shù)可以在以下數(shù)值中取舍:
[0019]1.D= 100-3000 μ m, Dl = 50-300 μ m，Pl = 1-20 %, D2 = 20-100 μ m，Ρ2 =1-20%, D3 = 2-30 μ m, IP = 0.05-9.5。
[0020]2.D = 200-1000 μ m,Dl = 50-200 μ m,Pl = 5-10%,D2 = 20-50 μ m,Ρ2 = 5-10%，D3 = 5-15 μ m，IP = 0.1—9。
[0021]3.D = 300 μ m， Dl = 79 μ m，Pl = 10%，D2 = 20 μ m，Ρ2 = 10%，D3 = 7.5 μ m，IP
=0.3-3 ο
[0022]4.D = 1000 μ m，Dl = 100 μ m，Pl = 10%，D2 = 20 μ m，Ρ2 = 10%，D3 = 7.5 μ m，IP = 0.3-3
[0023]通常用于煤氣化時(shí)D值大一些，用于普通鍋爐燃料的，D值小一些。D1、P1、D2、P2、D3和IP需根據(jù)所用的具體高階煤、低階煤的品質(zhì)特性和成品水煤漿需要控制的最低濃度調(diào)整，但對(duì)具體使用煤種均有具體的最佳數(shù)值，粗煤顆粒的平均粒度值應(yīng)顯著大于D3。
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1.利用高階煤和褐煤生產(chǎn)高濃度水煤漿的簡(jiǎn)單流程示意圖
[0026]具體實(shí)施
[0027]實(shí)施例1高階煤采用輥式破碎機(jī)破碎，破碎產(chǎn)物用振動(dòng)篩分級(jí)，篩上物返回破碎機(jī)給料流程。高階煤通常干燥脆硬，使用輥式破碎機(jī)節(jié)能高效，而且容易通過控制輥間距和轉(zhuǎn)速控制破碎粒度?？刂破扑榱６扔葹橹匾?，因?yàn)榕c通常的破碎工藝希望破碎粒度越細(xì)越好不同，這里希望避免產(chǎn)生過多的細(xì)顆粒。
[0028]褐煤采用濕式棒磨機(jī)粗破。原料水與褐煤同時(shí)加入棒磨機(jī)中，采溢出式排料，連續(xù)生產(chǎn)，控制適當(dāng)?shù)耐ㄟ^率。自棒磨機(jī)排出的物料進(jìn)入振動(dòng)篩，篩上物進(jìn)入棒磨機(jī)重新粉碎。篩下的漿體進(jìn)入包括高壓漿泵在內(nèi)的激波粉碎機(jī)。根據(jù)具體煤種的粉碎效果不同，激波粉碎機(jī)可以設(shè)置為一級(jí)或多機(jī)。粉碎后的褐煤漿體進(jìn)入離心分離機(jī)，控制離心機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速內(nèi)外鼓的差速，控制細(xì)煤漿體的粒度使得大顆粒不超過規(guī)定粒度和百分比。由離心分離機(jī)排出的粗煤顆粒與激波粉碎機(jī)入料混勻后重新粉碎。這里通常不需要添加分散劑。[0029]粒度適當(dāng)?shù)母唠A煤粗粉和褐煤細(xì)漿，進(jìn)入強(qiáng)力攪拌機(jī)，攪拌混勻并強(qiáng)化剪切，根據(jù)漿體的流動(dòng)性和目標(biāo)濃度，可以添加適當(dāng)?shù)姆稚?。因?yàn)楹置侯w粒通常親水性將較強(qiáng)，而高階煤顆粒粗，比表面積小，分散劑的添加量較通常的水煤漿要少。由于超細(xì)的褐煤漿體本身為強(qiáng)假塑性漿體，在成品漿中可以起到穩(wěn)定劑的作用，這種混合水煤漿不需要添加穩(wěn)定劑。該方法可以在保持成品漿濃度的前提下增加低階煤的摻用比例，或在摻用相同比例的低階煤時(shí)提高成品漿的濃 度。
【權(quán)利要求】
1.一種水煤漿生產(chǎn)方法，包括以下步驟: A.其特征是將高階煤破碎制成控制粒度上限D(zhuǎn)在水煤漿最終用戶許可范圍內(nèi)和小于指定粒度Dl的小顆粒成分百分比Pl在規(guī)定數(shù)值以下的粗煤顆粒； B.將低階煤與適當(dāng)比例的水和常規(guī)添加劑碎化制成控制大于指定粒度D2的大顆粒成分百分比P2在規(guī)定數(shù)值以下和平均粒度D3不大于規(guī)定數(shù)值的細(xì)煤漿體； C.將所述的粗煤顆粒與所述的細(xì)煤漿體按適當(dāng)配比IP混合并剪切勻化成具有符合目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定流動(dòng)性的水煤漿； 其中D由具體應(yīng)用決定，DUPU D2、P2、D3和IP需根據(jù)所用的具體高階煤、低階煤的品質(zhì)特性調(diào)整，但對(duì)具體使用煤種均有具體的最佳數(shù)值，粗煤顆粒的平均粒度值應(yīng)該顯著大于D3。
2.如權(quán)利要求1所述的水煤漿生產(chǎn)方法，其特征是其中的
D = 100-3000 μ m, Dl = 50-300 μ m, Pl = 1-20%, D2 = 20-100 μ m, P2 = 1-20%, D3=2-30 μ m, IP = 0.05-9.5。
3.如權(quán)利要求2所述的水煤漿生產(chǎn)方法，其特征是其中的
D = 200-1000 μ m,Dl = 50-200 μ m,Pl = 5-10%,D2 = 20-50 μ m,P2 = 5-10%,D3 =5-15 μ m, IP = 0.1—9。
4.如權(quán)利要求3所述的水煤漿生產(chǎn)方法，其特征是其中的
D = 300 μ m, Dl = 79 μ m, Pl = 10 %, D2 = 20 μ m, P2 = 10 %, D3 = 7.5 μ m, IP =0.3_3 ο
5.如權(quán)利要求3所述的水煤漿生產(chǎn)方法，其特征是其中的
D = 1000 μ m, Dl = 100 μ m，Pl = 10%, D2 = 20 μ m, P2 = 10%, D3 = 7.5 μ m, TP =0.3_3 ο
6.如權(quán)利要求1所述的水煤漿生產(chǎn)方法，其特征是其中的常規(guī)添加劑中不包含穩(wěn)定劑。
7.如權(quán)利要求1所述的水煤漿生產(chǎn)方法，其特征是所述的高階煤破碎采用輥式破碎設(shè)備。
8.如權(quán)利要求1所述的水煤漿生產(chǎn)工藝，其特征是所述的低階煤細(xì)化方法中采用激波粉碎設(shè)備。
【文檔編號(hào)】C10L1/32GK104031702SQ201410300509
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】張傳忠, 劉峰 申請(qǐng)人:無錫市恒烽水煤漿有限公司, 欽州鑫能源科技有限公司