专利名称：低阶煤制浆新工艺的制作方法
低阶煤制浆新工艺技术领域
本发明属于煤炭深加工的研究范畴，具体涉及一种适用于褐煤、长焰煤制浆，同时适用于气煤制浆的低阶煤成浆性的制备工艺。
背景技术：
水煤浆技术是煤炭洁净利用中的一种重要技术，近十年来已在水煤浆代油和水煤浆气化方面得到了广泛应用，尤其水煤浆作为气化原料发展更快，已有近十个水煤浆气化运营厂，年制浆量近千万吨。目前随着内地煤炭资源紧张和煤炭价格的上涨，许多煤化工企业关注低变质程度煤如神木煤和褐煤制浆技术的开发。如何提高低变质程度煤的煤浆质量，是我国煤化工行业亟需解决的难题。
煤质特性是影响水煤浆制备的首要因素。煤种制浆浓度随其内在水分含量的增大而降低，较低的内在水含量有利于制备较高浓度的煤浆。变质程度低的煤种，其内在水含量较高、含氧官能团多，制备煤浆浓度较低；变质程度深的煤种，其内在水含量较低、含氧官能团少，制浆浓度较高。低变质程度煤内水含量高(神木煤8%，褐煤21% )、孔隙发达和亲水官能团丰富，难于制备粘度合格的高浓度煤浆。
采用常规工艺，既鄂式破碎机先破碎，然后采用棒磨机磨制，添加常规水煤浆添加剂，如用神木煤最 高只能制备浓度60%的水煤浆；褐煤最高只能制备浓度50-52%的水煤浆。
为了改善低变质程度煤的成浆性，许多研究单位进行了热水处理或低温热解等改性，但效果不太明显。如2010年6月30日公开的，公开号为CN101760267A的中国发明专利申请公开了一种褐煤改制方法。该方法先将原料褐煤破碎、磨浆，然后还要预热、送入环管反应器在高压、高温下反应15-35分钟，最后还要送去沉降、过滤，才能送往气化炉或锅炉(见CN101760267A的说明书附图1、2)，工艺复杂，成本高。发明内容
本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种低阶煤制浆新工艺。
为解决上述技术问题，本发明低阶煤制浆新工艺包括以下步骤
I)、将低阶煤送入高压辊装置，经过剪切和挤压，破坏煤块的内孔隙，逼迫煤块的内孔隙中的析出湿润量的水，得湿润煤。转轴上设有多层辊轴，各层辊轴分别通过支撑臂固定转轴上，转轴配有驱动机构，辊轴、支撑臂随转轴转动，辊轴在离心力的作用下，碾压壳体的筒壁。
分料盘使低阶煤贴近壳体内壁下落，转轴转动时，支撑臂和辊轴随之转动，对落煤进行挤压、剪切，受离心力影响，转速越多，挤压力越大，可以通过调节转轴转速，来调节析出水的量，太湿则降低转轴转速，太干则可提高转轴转速。
湿润量的水指的是水的含量足以使煤保持湿润，含有湿润量水的煤攥在手中，不会从指缝中漏出，伸开手掌后，又能自然散开，既不粘手，又不太干。
2)、将步骤I)所得湿润煤加入立磨机或球磨机，进行磨制，同时加入水和水煤浆添加剂，添加剂为木质素磺酸盐、萘系磺酸盐、腐植酸磺酸盐和/或其复配品，其用量为湿润煤投料重量的O. 15-1. 5%，水的用量为配成目标水煤浆所需要添加的水量。
如此设计，只经两步操作，就可利用内水含量高的低阶煤制备水煤浆。
作为优化，湿润煤破碎至粒度在 0_3mm之间的煤占全部湿润煤总重的80%。
作为优化，所述低阶煤为内水含量为8%、粒度之间0_50mm的长焰神木煤，煤浆添加剂由木质素磺酸盐和萘系磺酸盐复配而成，二者重量比为1: O. 2 10，用量为湿润煤投料重量的O. 15% ;水用量为湿润煤投料重量43. 75%，得浓度为64%的水煤浆，其粘度为 800mpa · s,水煤衆的粒度小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的45%。
作为优化，所述低阶煤为内水含量为8%、粒度之间0_50mm的长焰神木煤，煤浆添加剂为萘系磺酸盐，用量为湿润煤投料重量的O. 8%;水用量为湿润煤投料重量43. 75%，得浓度为64%的水煤浆，其粘度为802mpa *s，水煤浆的粒度小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的 45%。
作为优化，所述低阶煤为内水含量为21%、粒度之间0_50mm的惠民褐煤，煤浆添加剂为腐植酸磺酸盐，用量为湿润煤投料重量的O. 8%;水用量为湿润煤投料重量36. 21%, 经立磨机磨制，得浓度为58%的水煤浆，其粘度为617mpa · s，水煤浆的粒度小于O. 074mm 的颗粒占煤粒总重的52 %。
作为优化，所述低阶煤为内水含量为8%、粒度之间0_50mm的长焰神木煤，煤浆添加剂为腐植酸磺酸盐，用量为湿润煤投料重量的1. 5%;水用量为湿润煤投料重量43. 75%, 得浓度为64%的水煤浆，其粘度为1760mpa · s，水煤浆的粒度小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的40%。
作为优化，所述低阶煤为内水含量为8%、粒度之间0_50mm的长焰神木煤，煤浆添加剂由腐植酸磺酸盐和萘系磺酸盐复配而成，二者重量比为1: O. 2 10，用量为湿润煤投料重量的O. 8% ;水用量为湿润煤投料重量43. 75%，得浓度为64%的水煤浆，其粘度为 1760mpa · s，水煤浆的粒度小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的52%。
本发明低阶煤制浆新工艺具有工艺简单、能耗低，效率高的优点，可将内水含量高的低阶煤方便制成高浓度水煤浆，且粘度不高，适于加工神木煤、褐煤及其他低阶煤。
下面结合附图对本发明低阶煤制浆新工艺作进一步说明
图1是本发明中高压辊装置的局部半剖结构示意图2是为本发明低阶煤制浆新工艺的逻辑框图。
图1中1为壳体、2为转轴、3为进煤口、4为分料盘、5为支撑臂、6为芯轴、7为辊筒。
具体实施方式
如图1所示所述高压辊包括壳体I和转轴2，壳体I的主体呈圆筒形，其上部设有进煤口 3，壳体I底部设有出煤口(图中未画出)，进煤口下方设有分料盘4，所述转轴2就设置在壳体I中心，转轴2上设有多层辊轴，每层辊轴共有四个，分别通过支撑臂5固定转轴2上，转轴2配有驱动机构(如电机-图中未画出)，辊轴包括芯轴6和辊筒7，芯轴6 两端分别套在支撑臂5上，并可沿支撑臂5移动(当然也可将支撑臂5设计成可伸缩的，辊轴直接固定在支撑臂末端)，辊筒7套在芯轴6上，并可转动。辊轴、支撑臂5随转轴2转动时，辊轴的辊筒7在离心力的作用下，碾压壳体I的筒壁。
分料盘4使低阶煤贴近壳体I内壁下落，转轴2转动时，支撑臂5和辊轴随之转动， 对落煤进行挤压、剪切，受离心力影响，转速越多，挤压力越大，可通过调节转轴2的转速， 来调节低阶煤析出水的量。
如图2所示，本发明低阶煤制浆新工艺，包括下述步骤
I)、将低阶煤送入高压辊装置，经过剪切和挤压，破坏煤块的内孔隙，逼迫煤块的内孔隙中的析出湿润量的水，得湿润煤。
2)、将步骤I)所得湿润煤加入立磨机或球磨机，进行磨制，同时加入水和水煤浆添加剂，添加剂为木质素磺酸盐、萘系磺酸盐、腐植酸磺酸盐和/或其复配品，其用量为湿润煤投料重量的O. 15-1. 5%，水的用量为配成目标水煤浆所需要添加的水量。
下面使用图1所示高压辊装置，按照图2所示工艺分别完成下述实施例。
实施例1、所述低阶煤为内水含量为8%、粒度之间0_50mm的长焰神木煤，煤浆添加剂由木质素磺酸盐和萘系磺酸盐复配而成，二者重量比为1: 1，用量为湿润煤投料重量的O. 15% ;水用量为湿润煤投料重量43. 75%,经立磨机磨制，得浓度为64%的水煤浆，其粘度为800mpa · s，水煤浆的粒度小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的45%。
按木质素磺酸盐萘系磺酸盐=I O. 2的重量比，配制煤浆添加剂，重复实施例 1，制得浓度为64%的水煤浆，其粘度为910mpa *s，水煤浆的粒度小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的44% ο
按木质素磺酸盐萘系磺酸盐=I 10的重量比，配制煤浆添加剂，重复实施例 1，制得浓度为64%的水煤浆，其粘度为680mpa *s，水煤浆的粒度小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的46%。
而采用常规工艺，即先用鄂式破碎机破碎，然后采用棒磨机磨制，添加相同量的水煤浆添加剂，只能制备水煤浆浓度59%，粒度-O. 074mm为42%，粘度高达1200mpa · S。
实施例2、
所述低阶煤为内水含量为8%、粒度之间0_50mm的长焰神木煤，煤浆添加剂为萘系磺酸盐，用量为湿润煤投料重量的O. 8%;水用量为湿润煤投料重量43. 75%，经立磨机磨制，得浓度为64%的水煤浆，其粘度为802mpa · s，水煤浆中粒径小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的45%。
实施例3、
所述低阶煤为内水含量为21%、粒度之间0_50mm的惠民褐煤，煤浆添加剂为腐植酸磺酸盐，用量为湿润煤投料重量的O. 8%;水用量为湿润煤投料重量36. 21%，经立磨机磨制，得浓度为58%的水煤浆，其粘度为617mpa · s，水煤浆中粒径小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的52%。
或经过球磨机磨制，所制备浓度为58 %的水煤浆的粘度为1402mpa · s,水煤浆粒度-O. 074mm 为 43%。
实施例4、
所述低阶煤为内水含量为8%、粒度之间0_50mm的长焰神木煤，煤浆添加剂为腐植酸磺酸盐，用量为湿润煤投料重量的1. 5%;水用量为湿润煤投料重量43. 75%，经球磨机磨制，得浓度为64%的水煤浆，其粘度为1760mpa *s，水煤浆中粒径小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的40%。
而采用常规工艺，即先用鄂式破碎机破碎，然后采用棒磨机磨制，添加相同量的水煤浆添加剂LD100只能制备水煤浆浓度59%，粘度1200mpa · s，粒度-O. 074mm为42%。
实施例5、
所述低阶煤为内水含量为8%、粒度之间0_50mm的长焰神木煤，煤浆添加剂由腐植酸磺酸盐和萘系磺酸盐复配而成，二者重量比为1: 1，用量为湿润煤投料重量的I % ; 水用量为湿润煤投料重量43. 75%，经球磨机磨制，得浓度为64%的水煤浆，其粘度为 1760mpa · s，水煤浆中粒径小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的52%。
按腐植酸磺酸盐萘系磺酸盐=I O. 2的重量比，配制煤浆添加剂，重复实施例 5，制得浓度为64%的水煤浆，其粘度为1680mpa · s，水煤浆的粒度小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的51%。
按腐植酸磺酸盐萘系磺酸盐=I 10的重量比，配制煤浆添加剂，重复实施例 5，制得浓度为64%的水煤浆，其粘度为1820mpa · s，水煤浆的粒度小于O. 074mm的颗粒占煤粒总重的50%。
而采用常规工艺，即先用鄂式破碎机破碎，然后采用棒磨机磨制，添加相同量的水煤浆添加剂LD100只能制备水煤浆浓度59%，粘度1200mpa · s，粒度-O. 074mm为42%。
权利要求
1.一种低阶煤制浆新工艺，包括以下步骤 1)、将低阶煤送入高压辊装置，经过剪切和挤压，破坏煤块的内孔隙，逼迫煤块的内孔隙中的析出湿润量的水，得湿润煤，所述高压辊装置包括壳体和转轴，壳体主体呈圆筒形，其上部设有进煤口，壳体底部设有出煤口，进煤口下方设有分料盘，所述转轴就设置在壳体中心，转轴上设有多层辊轴，各层辊轴分别通过支撑臂固定转轴上，转轴配有驱动机构，辊轴、支撑臂随转轴转动，辊轴在离心力的作用下，碾压壳体的筒壁； 2)、将步骤I)所得湿润煤加入立磨机或球磨机，进行磨制，同时加入水和水煤浆添加齐U，添加剂为木质素磺酸盐、萘系磺酸盐、腐植酸磺酸盐和/或其复配品，其用量为湿润煤投料重量的0. 15-1. 5%，水的用量为配成目标水煤浆所需要添加的水量。
2.根据权利要求1所述的低阶煤制浆新工艺，其特征在于，湿润煤破碎至粒度在0_3_之间的煤占全部湿润煤总重的80%。
3.根据权利要求1或2所述的低阶煤制浆新工艺，其特征在于，所述低阶煤为内水含量为8%、粒度之间0-50_的长焰神木煤，煤浆添加剂由木质素磺酸盐和萘系磺酸盐复配而成，二者重量比为1: 0.2 10，用量为湿润煤投料重量的0.15%;水用量为湿润煤投料重量43. 75%,得浓度为64%的水煤浆，其粘度为800mpa *s，水煤浆的粒度小于0. 074mm的颗粒占煤粒总重的45%。
4.根据权利要求1或2所述的低阶煤制浆新工艺，其特征在于，所述低阶煤为内水含量为8%、粒度之间0-50_的长焰神木煤，煤浆添加剂为萘系磺酸盐，用量为湿润煤投料重量的0. 8%;水用量为湿润煤投料重量43. 75%,得浓度为64%的水煤浆，其粘度为802mpa-s,水煤浆中粒径小于0. 074mm的颗粒占煤粒总重的45%。
5.根据权利要求1或2所述的低阶煤制浆新工艺，其特征在于，所述低阶煤为内水含量为21%、粒度之间0-50_的惠民褐煤，煤浆添加剂为腐植酸磺酸盐，用量为湿润煤投料重量的0. 8% ;水用量为湿润煤投料重量36. 21%，经立磨机磨制，得浓度为58%的水煤浆，其粘度为617mpa s，水煤浆中粒径小于0. 074mm的颗粒占煤粒总重的52%。
6.根据权利要求1或2所述的低阶煤制浆新工艺，其特征在于，所述低阶煤为内水含量为8%、粒度之间0-50_的长焰神木煤，煤浆添加剂为腐植酸磺酸盐，用量为湿润煤投料重量的1. 5% ;水用量为湿润煤投料重量43. 75%，经球磨机磨制，得浓度为64%的水煤浆，其粘度为1760mpa s，水煤浆中粒径小于0. 074mm的颗粒占煤粒总重的40%。
7.根据权利要求1或2所述的低阶煤制浆新工艺，其特征在于，所述低阶煤为内水含量为8%、粒度之间0-50_的长焰神木煤，煤浆添加剂由腐植酸磺酸盐和萘系磺酸盐复配而成，二者重量比为1: 0.2 10，用量为湿润煤投料重量的I水用量为湿润煤投料重量43. 75%，经球磨机磨制，得浓度为64%的水煤浆，其粘度为1760mpa *s，水煤浆中粒径小于0.074mm的颗粒占煤粒总重的52%。
全文摘要
本发明涉及一种低阶煤制浆新工艺，现有制浆技术，无法将内水含量高的低阶煤制成高浓度的优质水煤浆，为此，本发明低阶煤制浆新工艺，包括以下步骤1)、将低阶煤送入高压辊装置，制成湿润煤。2)、将步骤1)所得湿润煤加入立磨机或球磨机，进行磨制，同时加入水和水煤浆添加剂，添加剂为木质素磺酸盐、萘系磺酸盐、腐植酸磺酸盐和/或其复配品，其用量为湿润煤投料重量的0.15-1.5％，水的用量为配成目标水煤浆所需要添加的水量。本发明低阶煤制浆新工艺具有工艺简单、能耗低，效率高的优点，可将内水含量高的低阶煤方便制成高浓度水煤浆，且粘度不高，适于加工神木煤、褐煤及其他低阶煤。
文档编号C10L1/32GK103013595SQ20111029063
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者王信, 肖宝清, 郭宝贵, 张鸿林, 金刚, 路文学, 张涛, 张小川, 张俊先 申请人:兖矿集团有限公司, 北京科技大学, 水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心