一種低能耗粒控級配水煤漿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水煤漿及其生產(chǎn)方法，具體涉及一種采用粒度級配控制的水煤漿及低能耗的制備方法，屬于水煤漿技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水煤漿是由煤、水和添加劑組成的煤基流體燃料和氣化原料，可用于工業(yè)鍋爐、窯爐和電站鍋爐的燃燒發(fā)電或供氣，亦可用于煤氣化生產(chǎn)合成氨、甲醇、烯烴、油品和天然氣等化工產(chǎn)品。據(jù)不完全統(tǒng)計，截止到2013年底，我國燃料水煤漿用量已達3000萬噸/年，氣化水煤漿用量已突破I億噸/年。
[0003]水煤漿制備多采用常規(guī)單棒\球磨制漿技術(shù)，原料煤需經(jīng)破碎，然后與水和添加劑混合進入棒\球磨機，煤漿和研磨介質(zhì)(鋼棒或鋼球)隨筒體轉(zhuǎn)動進行接觸和研磨，設(shè)備裝機功率大，制漿能耗偏高；且該技術(shù)工藝流程簡單，無法實現(xiàn)水煤漿粒度級配的優(yōu)化，煤顆粒的堆積效率和煤漿濃度普遍偏低，用于煤氣化導致比煤耗、比氧耗高，有效氣成分低，嚴重影響水煤漿氣化效率和經(jīng)濟性。因此，開發(fā)先進的制漿技術(shù)，降低制漿能耗，優(yōu)化水煤漿粒度級配，提高水煤漿濃度，改善水煤漿的流變性和穩(wěn)定性，是水煤漿產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟需解決的重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種低能耗粒控級配水煤漿及其制備方法，本發(fā)明采用不同粒徑的煤粉制成水煤漿，能提高水煤漿的濃度，同時與常規(guī)制漿工藝相比制漿能耗可降低30%左右。
[0005]本發(fā)明提供的低能耗?？丶壟渌簼{，它由煤粉、添加劑和水組成；
[0006]所述煤粉由平均粒徑為Imm的煤粉與粒徑彡0.045mm的煤粉組成，
[0007]所述平均粒徑為Imm的煤粉占所述煤粉總質(zhì)量的50?80%，所述粒徑< 0.045mm的煤粉占所述煤粉總質(zhì)量的20?50% ;
[0008]所述添加劑與所述粒徑彡0.045mm的煤粉的干基質(zhì)量的比為0.1?1:100 ;
[0009]所述水為溶劑；
[0010]所述水煤漿的質(zhì)量百分濃度為55?70%。
[0011]本發(fā)明中，所述水煤漿的質(zhì)量百分濃度指的是本領(lǐng)域公知的定義，為所述水煤漿中所述煤粉的濃度。
[0012]上述的水煤漿中，所述添加劑為木質(zhì)素磺酸鹽、腐植酸鹽和萘磺酸甲醛縮合物中至少一種；本發(fā)明中所述添加劑采用目前該領(lǐng)域中常用的添加劑均可以。
[0013]本發(fā)明低能耗?？丶壟渌簼{，具體可由下述質(zhì)量組分配方之一組成:
[0014]I)質(zhì)量比為13:7的平均粒徑為Imm的煤粉與粒徑彡0.045mm的煤粉；
[0015]添加劑與粒徑彡0.045mm的煤粉的干基的質(zhì)量比為0.3:100 ;
[0016]余量為水，水煤漿的質(zhì)量百分濃度為67.2% ;
[0017]2)質(zhì)量比為3:2的平均粒徑為Imm的煤粉與粒徑彡0.045mm的煤粉；
[0018]添加劑與粒徑彡0.045mm的煤粉的干基的質(zhì)量比為0.3:100 ;
[0019]余量為水，水煤漿的質(zhì)量百分濃度為62% ;
[0020]3)質(zhì)量比為1.5?1.89:1的平均粒徑為Imm的煤粉與粒徑彡0.045mm的煤粉；
[0021]添加劑與粒徑彡0.045mm的煤粉的干基的質(zhì)量比為0.3:100 ;
[0022]余量為水，水煤漿的質(zhì)量百分濃度為62?67.2%。
[0023]本發(fā)明中，所述煤粉可由不同變質(zhì)程度的煤種制成。
[0024]本發(fā)明還提供了上述低能耗粒控級配水煤漿的制備方法，包括如下步驟:
[0025]I)將煤進行破碎，得到粒徑彡2.5mm的煤粉；
[0026]2)將質(zhì)量百分濃度為40?50%的粒徑< 2.5mm的煤粉、水混合物進行濕法剪切研磨至平均粒徑為1_的煤粉與水的混合物；
[0027]3)取步驟2)中所述平均粒徑為Imm的煤粉與水的混合物抽取20?50%進行超細研磨，同時添加所述添加劑，得到粒徑< 0.045mm的煤粉和水的混合物；
[0028]4)取步驟2)中所述平均粒徑為Imm的50?80%的煤粉與水的混合物進行脫水，得到質(zhì)量百分含水率< 20%的平均粒徑為1_的煤粉與水的混合物；
[0029]5)將步驟3)得到的粒徑彡0.045mm的煤粉和水的混合物和步驟4)質(zhì)量百分含水率< 20%的平均粒徑為1_的煤粉與水的混合物混合，即得到所述低能耗?？丶壟渌簼{。
[0030]上述的方法中，所述添加劑與所述粒徑彡0.045mm的煤粉的干基質(zhì)量的比為0.1 ?1:100ο
[0031]本發(fā)明低能耗?？丶壟渌簼{應(yīng)用于燃料和氣化水煤漿領(lǐng)域中。
[0032]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0033]1、本發(fā)明采用中濃度濕法剪切研磨的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)技術(shù)高能耗的棒\球磨機，制漿能耗可降低30%左右；
[0034]2、通過超細研磨技術(shù)制備超細水煤漿，充分填充大粗顆粒形成的孔隙，形成效率極高的緊密堆積狀態(tài)，能大幅提高煤漿濃度；
[0035]3、本發(fā)明制備方法簡單，為連續(xù)式生產(chǎn)工藝，滿足燃煤煤漿制備及煤化工企業(yè)的連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)要求。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明低能耗?？丶壟渌簼{的制備流程圖。
【具體實施方式】
[0037]下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0038]下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0039]實施例1、低能耗?？丶壟渲苽淙剂纤簼{
[0040]本實施例用的原料煤為神華特低灰煤:神混1#煤=1:1的配煤(以下簡稱“神華煤”)，其全水Mt= 16%，收到基灰分Aal = 9%，收到基揮發(fā)分Val = 23%。
[0041]根據(jù)圖1中本發(fā)明低能耗?？丶壟渌簼{的制備流程，本發(fā)明利用該原料煤制備低能耗?？丶壟涓邼舛人簼{的過程如下:
[0042](I)將神華煤進行破碎至粒徑< 2.5mm的煤粉；
[0043](2)將神華煤與水按比例混合制備出濃度為45%中濃度煤、水混合物；
[0044](3)將步驟(2)制備的神華煤和水的混合物進行濕法剪切研磨至平均粒徑為1mm ；
[0045](4)將步驟(3)制備的平均粒徑為Imm的神華煤和水的混合物抽取35%進行超細研磨至全部粒徑< 0.045mm,同時按添加劑與煤楽的干基質(zhì)量的比例為0.3:100的比例配入木質(zhì)素磺酸鹽添加劑；
[0046](5)將步驟(3)制備的平均粒徑Imm的神華煤和水的混合物抽取總量的65%進行脫水分離至含水率< 20% ；
[0047](6)將步驟(4)制備超細煤漿和步驟(5)制備的脫水后的煤、水混合物進行混合即可制得煤漿濃度為67.2%的神華煤低能耗粒控級配水煤漿。
[0048]本發(fā)明制備過程采用中濃度濕法剪切研磨的方式代替對比例中傳統(tǒng)技術(shù)高能耗的棒\球磨機，燃料水煤楽的制楽耗能為20?25kwh，與對比例中35kwh相比制楽能耗可降低30%左右，大大降低了制漿成本。
[0049]實施例2、低能耗?？丶壟渲苽錃饣簼{
[0050]本實施例用的原料煤為新疆紅山煤(以下簡稱“紅山煤”)，其全水Mt= 24%，A m
=14% ? Var= 30% ο
[0051]根據(jù)圖1中本發(fā)明低能耗?？丶壟渌簼{的制備流程，本發(fā)明利用該原料煤制備低能耗?？丶壟涓邼舛葰饣簼{的過程如下:
[0052](I)將紅山煤進行破碎至粒徑彡2.5mm的煤粉；
[0053](2)將紅山煤與水按比例混合制備出濃度為40 %中濃度煤、水混合物；
[0054](3)將步驟(2)制備的紅山煤和水的混合物進行濕法剪切研磨至平均粒徑為1mm ；
[0055](4)將步驟(3)制備的平均粒徑為Imm的紅山煤和水的混合物抽取40%進行超細研磨至全部粒徑< 0.045mm,同時按添加劑與煤楽的干基質(zhì)量的比例為0.3:100的比例配入木質(zhì)素磺酸鹽添加劑；
[0056](5)將步驟(3)制備的平均粒徑為Imm的紅山煤和水的混合物抽取總量的60%進行脫水分離至含水率< 20% ；
[0057](6)將步驟(4)制備超細煤漿和步驟(5)制備的脫水后的煤、水混合物進行混合即可制得煤漿濃度為62 %的紅山煤低能耗?？丶壟渌簼{。
[0058]本發(fā)明制備過程中采用中濃度濕法剪切研磨的方式代替對比例中傳統(tǒng)技術(shù)高能耗的棒\球磨機，氣化水煤楽的制楽能耗為12?14kwh，與對比例中20kwh相比制楽能耗可降低30%，大大降低了制漿成本。
[0059]對比例、
[0060]本對比例用的原料煤為神華特低灰煤:神混1#煤=1:1的配煤(以下簡稱“神華煤”)，其全水Mt= 16%，收到基灰分Aal = 9%，收到基揮發(fā)分Val = 23%。
[0061]利用上述原料煤制備水煤漿的過程如下:
[0062](I)將神華煤進行破碎至粒徑< 2.5mm的煤粉；
[0063](2)將神華煤和添加劑按干基的質(zhì)量比100:0.3比例與水混合送至棒磨機入口，在磨機筒體內(nèi)靠鋼棒之間的沖擊與碾擠作用進行研磨，研磨至一定細度后的煤漿由磨機出口溢流而出；
[0064](3)步驟(2)制備的水煤漿經(jīng)剪切處理后即得合格水煤漿，煤漿濃度為59%。
[0065]上述水煤漿制備工藝采用高能耗的棒磨機，制備燃料水煤漿耗能為35kwh，制備氣化水煤漿的能耗為20kwh。
【主權(quán)項】
1.一種低能耗?？丶壟渌簼{，其特征在于:它由煤粉、添加劑和水組成； 所述煤粉由平均粒徑為1_的煤粉與粒徑< 0.045mm的煤粉組成， 所述平均粒徑為Imm的煤粉占所述煤粉總質(zhì)量的50?80 %，所述粒徑< 0.045mm的煤粉占所述煤粉總質(zhì)量的20?50% ; 所述添加劑與所述粒徑< 0.045mm的煤粉的干基質(zhì)量的比為0.1?1:100 ; 所述水為溶劑； 所述水煤漿的質(zhì)量百分濃度為55?70%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水煤漿，其特征在于:所述添加劑為木質(zhì)素磺酸鹽、腐植酸鹽和萘磺酸甲醛縮合物中至少一種。3.權(quán)利要求1或2所述低能耗粒控級配水煤漿的制備方法，包括如下步驟: 1)將煤進行破碎，得到粒徑<2.5mm的煤粉； 2)將質(zhì)量百分濃度為40?50%的粒徑<2.5mm的煤粉、水混合物進行濕法剪切研磨至平均粒徑為1_的煤粉與水的混合物； 3)取步驟2)中所述平均粒徑為Imm的煤粉與水的混合物抽取20?50%進行超細研磨，同時添加所述添加劑，得到粒徑< 0.045mm的煤粉和水的混合物； 4)取步驟2)中所述平均粒徑為Imm的50?80%的煤粉與水的混合物進行脫水，得到質(zhì)量百分含水率< 20%的平均粒徑為1_的煤粉與水的混合物； 5)將步驟3)得到的粒徑<0.045mm的煤粉和水的混合物和步驟4)質(zhì)量百分含水率(20%的平均粒徑為1_的煤粉與水的混合物混合，即得到所述低能耗?？丶壟渌簼{。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述添加劑與所述粒徑<0.045mm的煤粉的干基質(zhì)量的比為0.1?1:100。5.權(quán)利要求1或2所述低能耗?？丶壟渌簼{在燃料和氣化水煤漿領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低能耗粒控級配水煤漿及其制備方法。它由煤粉、添加劑和水組成；所述煤粉由平均粒徑為1mm的煤粉與粒徑≤0.045mm的煤粉組成，所述平均粒徑為1mm的煤粉占所述煤粉總質(zhì)量的50～80％，所述粒徑≤0.045mm的煤粉占所述煤粉總質(zhì)量的20～50％；所述添加劑與所述粒徑≤0.045mm的煤粉的干基質(zhì)量的比為0.1～1：100；所述水為溶劑；所述水煤漿的質(zhì)量百分濃度為55～70％。其制備方法，采用超細研磨技術(shù)制備超細水煤漿，然后采用濃度濕法剪切研磨的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)技術(shù)高能耗的棒\球磨機制備低能耗粒控級配水煤漿。本發(fā)明低能耗?？丶壟渌簼{應(yīng)用于燃料和氣化水煤漿領(lǐng)域中。本發(fā)明采用不同粒徑的煤粉制成的水煤漿，能提高水煤漿的濃度，同時與常規(guī)制漿工藝相比制漿能耗可降低30％左右。
【IPC分類】C10L1/32
【公開號】CN105062587
【申請?zhí)枴緾N201510461129
【發(fā)明人】李發(fā)林, 孫海勇, 蔡洪濤, 王國房, 趙力明, 王燕芳, 陳浩, 劉燁煒, 徐明磊, 蘇鑫, 顏淑娟, 張桂玲, 張靜, 溫泉, 杜麗偉, 莫日根
【申請人】煤炭科學技術(shù)研究院有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月30日