一种脱除细粒煤水分的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种脱除细粒煤水分的方法，属于固液分离技术领域。
【背景技术】
[0002]煤炭经洗选(水洗)后含有大量水分，尤其是以浮选为代表的洗选作业，所得精煤泡沫产品中固体含量一般仅为200?400g/l。由于煤的天然特性、浮选药剂的夹杂、煤的粒度等因素相互杂糅，致使细粒煤脱水成为煤炭行业耗时、耗力、耗资的一大难题，也是洁净煤技术发展的瓶颈之一。在选煤厂，目前销售精煤含水率要求控制在10%以下(含水率指煤中水分与干煤重量之比)，高寒地区及出口等特殊需求则要求达到8 %以下，而我国细粒煤产品含水率约为20 %?30 %，造成洗精煤平均含水率高于10 %。细粒煤多出的水分造成大量无效运输，挤占运输资源，增加运输成本。对动力煤和炼焦煤而言，水分偏高会增加热量消耗，降低动力煤产能，降低焦炉产率，缩短焦炉寿命。细粒煤水分过高，堆放精煤会随水分流失，造成煤炭资源的浪费和污染环境。精煤水分的超标还会造成下游煤炭产品利用行业的利润下降、钢铁企业产品质量降低等负面影响。对于煤中总的含水量来说，最重要的组成部分是细粒煤中水分的含量，而恰恰这一部分水分是最难去除的。因此，煤炭分选后降低出厂精煤水分的关键是搞好细粒煤的脱水。目前，对细粒煤的脱水主要采用机械脱水技术，有真空过滤、加压过滤、离心过滤、直接压滤、沉降过滤离心脱水等方法，含水率可降到平均16 %?24 %的水平范围。在传统机械脱水技术基础上还有进行电渗和助滤促进细粒煤脱水方法，这些方法虽然对脱水有所帮助，但是细粒煤脱水过程复杂，目前细粒煤脱水仍然是煤炭行业一大技术难题。
[0003]吸水树脂是一种典型的功能高分子材料，它是将水溶性高分子进行轻微的交联而得到的。高吸水性树脂分子中含有大量的羧基、羟基等强亲水性基团而具有高分子电解质的分子扩张性能。同时，由于微交联三维网络结构阻碍了分子的进一步扩张，使得分子在水中只溶胀不溶解。吸水树脂能吸收相当于自身重量几百倍甚至几千倍的水，并有很强的保水能力。另外，吸水树脂吸水膨胀成为水凝胶以后，即使加压，水也不容易挤出。例如，对吸500倍水的高吸水性树脂，分别加45g/cm2和160 g/cm2的压力时，吸水量只降低到430倍和380倍。目前，吸水树脂在农业植物吸水、抗旱保水和卫生护理等方面已经有大量研宄和广泛应用，在工业脱水方面主要应用在油及溶剂和水的分离方面。将吸水树脂应用于细粒煤脱水技术中，尚未见报道。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种脱除细粒煤水分的方法，利用吸水树脂的高吸水性和抗压性，脱除细粒煤中水分，得到含水率在10% (煤中水分与干煤重量比)以下的浮选精煤产品。
[0005]本发明提供了一种脱除细粒煤水分的方法，其特征在于:包括以下步骤:
(I)将含水细粒煤与吸水树脂在混煤机中混合，二者充分接触使细粒煤中的水分转移到吸水树脂中； (2)通过筛分机将吸水树脂与细粒煤分离，得到含水率在10%以下的细粒煤产品；
(3)对使用后的吸水树脂脱水再生，去除其中水分，然后重复使用。
[0006]上述方案中，所述吸水树脂是指高分子吸水树脂；进一步地，所述吸水树脂是聚丙稀fe系吸水树脂。
[0007]进一步地，所述聚丙烯酸系吸水树脂包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸-丙烯酸钠共聚物中的一种或两种。
[0008]上述方案中，所述吸水树脂与细粒煤的重量比例为1:10?1:100，混合时间为
0.5?6小时。
[0009]上述方案中，所述细粒煤颗粒直径小于0.5 mm，所述吸水树脂颗粒直径为I?10mnin
[0010]上述方案中，所述吸水树脂脱水再生的方法为:先采用真空抽滤或离心分离进行一次脱水，然后采用热力干燥进行二次脱水。
[0011]本发明的原理是利用吸水树脂的高吸水性能来达到降低细粒煤水分的目的。细粒煤的含水率一般在20~30%，吸水性树脂与细粒煤混合吸水树脂吸收细粒煤中的部分水分，使细粒煤的含水率降低到了 10%以下；吸水树脂完成吸收细粒煤中的水分后，利用树脂和细粒煤的粒径差，通过振筛的方式分离吸水树脂和细粒煤；分离出来的树脂中水分首先通过真空抽滤或离心过滤去除树脂中的大部分水分，树脂中剩余的少量水分再采用热力干燥进行二次脱水，实现树脂的再生和循环使用。
[0012]本发明的有益效果:
(1)将吸水树脂用于脱除细粒煤中的水分，是一种新的借助于吸水树脂的强吸水性来脱除细粒煤中水分的方法，通过对吸水树脂与细粒煤配比和混合时间调节控制能够将细粒煤中水分较快脱除，其脱水过程容易控制；
(2)吸水后树脂中的水分在不发生耗能极大的液-汽相变的条件下可以通过真空抽滤或离心过滤去除树脂中的大部分水分，树脂中剩余的少量水分再采用热力干燥进行二次脱水，实现了树脂的再生和循环使用；
(3)与现有技术中的脱除细粒煤水分的方法相比:①利用机械脱水方法对粒度小于0.5_细粒煤脱水达不到最终水分降到10%以下的要求；②采用热力干燥方法对细粒煤脱水能量消耗极大，干燥工艺过程容易带来细粒煤起尘和煤尘爆炸的安全问题。而本发明中，与细粒煤的热力脱水方法相比，设备操作简单、能耗低，对整个细粒煤脱水工艺成本的节约非常有利。
【具体实施方式】
[0013]下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。本申请实施例中使用的吸水树脂为常规使用的商购吸水树脂。
[0014]实施例1:
取10kg颗粒直径小于0.5 mm、初始含水率为23%细粒煤，将5kg颗粒直径2_3mm聚丙烯酸钠吸水树脂与细粒煤在混煤机里拌混30分钟，用35目网筛筛分机将脱水后的细粒煤与吸水树脂分离，测定脱水后的细粒煤残留含水率为7.1%。将分离后的吸水树脂放入转速为3000转/分钟的离心机中高速离心脱水30分钟后，在100?105°C的条件热力干燥再次脱水再生，即可重复使用。
[0015]实施例2:
取10kg颗粒直径小于0.5 mm、初始含水率为23%细粒煤，将2kg颗粒直径2_3mm聚丙烯酸钾吸水树脂与细粒煤在混煤机里拌混2小时，用35目网筛筛分机将脱水后的细粒煤与吸水树脂分离，测定脱水后的细粒煤残留含水率为6.4%。将分离后的吸水树脂放入转速为3000转/分钟的离心机中高速离心脱水30分钟后，在100?105°C的条件热力干燥再次脱水再生，即可重复使用。
[0016]实施例3:
取10kg颗粒直径小于0.5 _、初始含水率为20%细粒煤，将Ikg颗粒直径1-2.5mm聚丙烯酸-丙烯酰胺共聚物吸水树脂细粒煤在混煤机里拌混2.5小时，用35目网筛筛分机将脱水后的细粒煤与吸水树脂分离，测定脱水后的细粒煤残留含水率为8.5%。将分离后的吸水树脂真空抽滤脱水45分钟后，在100?105°C的条件热力干燥再次脱水再生，即可重复使用。
【主权项】
1.一种脱除细粒煤水分的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)将含水细粒煤与吸水树脂在混煤机中混合，二者充分接触使细粒煤中的水分转移到吸水树脂中； (2)通过筛分机将吸水树脂与细粒煤分离，得到含水率在10%以下的细粒煤产品； (3)对使用后的吸水树脂脱水再生，去除其中水分，然后重复使用。
2.根据权利要求1所述的脱除细粒煤水分的方法，其特征在于:所述吸水树脂是指高分子吸水树脂。
3.根据权利要求2所述的脱除细粒煤水分的方法，其特征在于:所述吸水树脂是聚丙稀fe系吸水树脂。
4.根据权利要求3所述的脱除细粒煤水分的方法，其特征在于:所述聚丙烯酸系吸水树脂包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸-丙烯酸钠共聚物中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的脱除细粒煤水分的方法，其特征在于:所述吸水树脂与细粒煤的重量比例为1:10?1:100，混合时间为0.5?6小时。
6.根据权利要求1所述的脱除细粒煤水分的方法，其特征在于:所述细粒煤颗粒直径小于0.5 mm，所述吸水树脂颗粒直径为I?10mm。
7.根据权利要求1所述的脱除细粒煤水分的方法，其特征在于:所述吸水树脂脱水再生的方法为:先采用真空抽滤或离心分离进行一次脱水，然后采用热力干燥进行二次脱水。
【专利摘要】本发明公开了一种脱除细粒煤水分的方法，利用吸水树脂脱除细粒煤水分，首先将含水细粒煤与吸水树脂以一定比例在混煤机中混合，经过一定时间二者充分接触可使细粒煤中的水分转移到吸水树脂中，然后通过筛分机将吸水树脂与细粒煤分离，对使用后的吸水树脂脱除其中水分再生即可重复使用。利用本发明方法可以获得含水率在10%以下的细粒煤产品，该方法将是解决细粒煤脱水技术难题的重要突破。
【IPC分类】B01D43-00
【公开号】CN104645723
【申请号】CN201510073995
【发明人】刘生玉, 张素红, 郭建英, 乔燕
【申请人】太原理工大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月12日