本发明涉及一种部分回流和两次加药制备高浓度气化用水煤浆的方法。
背景技术：
煤化工是提高煤炭转化和清洁利用的技术，该技术的核心是煤经气化制备合成气，水煤浆加压气化技术是先将煤制成水煤浆用泵输送进气化炉，用纯氧在高温高压下气化，具有投资较少，工艺简单，操作方便，运行稳定的优点，但要求煤种具有较好的成浆浓度，否则将导致气化效率较低等不足。我国80％煤化工以水煤浆作为原料，水煤浆气化时，一部分煤炭作为燃料，提供气化的能量，另一部分则作为合成气的反应原料，一般水煤浆浓度提高1％产率可以提高1～2％，因此提高水煤浆的浓度对煤化工意义重大。气化用煤大部分为低阶难成浆煤，一般难以实现高浓度，且如何提高水煤浆浓度是该行业的共性关键技术。
中国专利申请cn201610925779.7提出了一种高浓度水煤浆及高效分级制备高浓度水煤浆的方法，该方法能提高煤浆中煤粒子的堆积效率，优化煤浆粒度级配，与传统单棒/球磨机水煤浆制备工艺相比，浓度能提高4～6％，但是该工艺过于复杂，有效分级效率较低，也没有考虑到制浆过程中添加剂的用量如何分配、种类如何选择的问题，不能解决现有问题。中国专利申请cn201610738185.5提出了一种用球磨机提高低变质煤气化水煤浆浓度的方法，以经破碎的气化原煤(粒度为≤20mm)先进入棒磨机研磨，研磨后的水煤浆自流到磨机出口槽，然后用泵将部分水煤浆送入球磨机中细磨，细磨后的细煤浆经配比后返回到棒磨机入口，可达到改善水煤浆粒度分布，提高堆积效率，制备高浓度的水煤浆的目的，但是该工艺细磨工艺效能较低，提高水煤浆浓度有限，且工艺繁杂、对粗细浆的粒度没有进行合理设计，也没有考虑到添加剂的高效添加问题因此无法彻底解决水煤浆高浓度问题。中国专利申请201610480018.5提出了一种新型的制备高浓度水煤浆方法，所述水煤浆的制备方法将捏混、整形、筛分剪切与超细磨和整形细磨相结合，使得制得的水煤浆粒度级配合理，有效地填充了煤粉间的空隙，提高了成浆浓度，浓度可提高3-5％，所述方法能够有效拓宽水煤浆的粒度分布，提高水煤浆浓度，但使用研磨设备过多且工艺较为复杂，同样没有考虑到添加剂的使用问题，因此也无法彻底解决问题。
因此，针对上述问题提出一种部分回流和两次加药制备高浓度气化用水煤浆的方法。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种部分回流和两次加药制备高浓度气化用水煤浆的方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
1)、将经过破碎的原料煤、水和煤浆添加剂a采用湿法粗磨制得浓度为的粗水煤浆，粗水煤浆的浓度为50-60％，平均粒度200-350μm；
2)、将步骤1)得到的粗粒径水煤浆、水和煤浆添加剂b进行湿法细磨制备细水煤浆1，其中，细水煤浆1的平均粒径小于50μm，浓度为45-55％；
3)、将步骤2)得到的细水煤浆1和经过破碎的原料煤按干基比例20：80-60:40进行混合得到混合物，向混合物中加入水和煤浆添加剂a进行湿法粗磨，制得成品水煤浆，成品水煤浆的浓度大于63％；
4)、将部分成品水煤浆、水和煤浆添加剂b采用湿法细磨，得到细水煤浆2，细水煤浆2的的浓度为45-60％，平均粒径小于50μm；
5)、将步骤4)得到的细水煤浆2和经过破碎的原料煤按干基比例20：80-60:40进行混合得到第二混合物，向第二混合物中加入水和煤浆添加剂a，制得成品水煤浆，所述成品水煤浆的浓度大于63％。
更进一步的，步骤1)、3)和5)中所述煤浆添加剂a为萘系水煤浆添加剂或木质素水煤浆添加剂。
更进一步的，步骤2)和4)中所述煤浆添加剂b为脂肪族水煤浆添加剂或聚丙烯酸型水煤浆添加剂。
更进一步的，还包括步骤6)、重复步骤4)和步骤5)，实现成品水煤浆的连续化生产。
更进一步的，步骤1)、3)和5)中湿法粗磨为棒磨或球磨。
更进一步的，步骤2)和4)中湿法细磨为球磨或振动磨。
有益效果：本发明的部分回流和两次加药制备高浓度气化用水煤浆的方法，采用粗浆部分回流、灵活调整级配和分次加药的方式以充分发挥不同种类添加剂的功能制备高浓度水煤浆，使用该方法可以显著提高水煤浆的浓度，具有良好的工业应用前景。
附图说明
图1本发明的部分回流和两次加药制备高浓度气化用水煤浆的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
(1)将经过破碎的3.0kg榆林张家峁洗精煤，加入2.48kg水，20g25％的萘系添加剂进入棒磨机进行粗磨，制成浓度为54.5％，平均粒径为230.1μm的粗水煤浆。
(2)取4kg由(1)制得的水煤浆加入球磨机，加入0.74kg水，10g25％的脂肪族添加剂，制成浓度为45.9％，平均粒度为32.2μm的榆林煤水煤浆。
(3)取2.8kg由(2)制得的水煤浆加入棒磨机，加入3.57kg榆林煤，0.87kg水，10g25％的萘系添加剂进行调整粒度和混合熟化，制得浓度为67％的高浓度榆林精煤水煤浆，4.45kg作为成品水煤浆，2.8kg作为步骤(4)的原料。
(4)取2.8kg由(3)制备的水煤浆，加入1.29kg水，10g25％的脂肪族添加剂进球磨机湿法细磨，制成浓度为45.9％、平均粒径为35.6μm的榆林煤水煤浆。
(5)取2.8kg由(4)制得的水煤浆打入粗磨机，加入3.57kg榆林煤，0.87kg水，10g25％的萘系分散剂，进入棒磨机调整粒度和浓度并充分混合熟化，制得干基粗细比为26.5：73.5，浓度为67％的高浓度水煤浆，并测定水煤浆性能，4.45kg作为最终成品水煤浆，2.8kg作为返浆。按上述方法，以干基细浆：粗粉＝4：6和5：5的干基比例重复上述实验，制得干基比例为4：6和5：5的配煤水煤浆。
(6)循环步骤(4)、(5)进行连续式生产。
使用本方法和常规方法制备的榆林煤水煤浆的性能见表1。可见使用本方法可以有效提高水煤浆的浓度、稳定性等性能。
表1使用本方法和常规方法制备榆林煤水煤浆的性能
实施例2：
(1)将经过破碎的3kg新疆准东五彩湾煤，加入2.23kg水，7g25％的萘系分散剂进入球磨机进行粗磨，制成浓度为56.6％，平均粒径为200.2μm的粗水煤浆。
(2)取5kg由(1)制得的水煤浆加入振动磨机，加入0.59kg水，10g25％的聚丙烯酸系分散剂，制成浓度为50.5％，平均粒度为41.2μm的新疆煤水煤浆。
(3)取3.8kg由(2)制得的水煤浆加入球磨机，加入4.48kg新疆煤，1.70kg水，20g25％的萘系分散剂，进入球磨机粗磨，调整粒度并充分混合、熟化，制得浓度为64.0％的高浓度新疆煤水煤浆，6.7kg作为成品水煤浆，3.3kg作为步骤4的原料。
(4)取3.3kg由(3)制得的水煤浆，加入0.87kg水，10g25％的丙烯酸系分散剂在振动磨机细磨，制成浓度为50.5％，平均粒径为39.4μm的新疆煤水煤浆。
(5)取3.8kg由(4)制得的水煤浆加入粗磨机，加入4.48kg新疆煤，1.70kg水，20g25％的萘系分散剂，进入球磨机调整粒度和浓度并充分混合熟化，制得浓度为64.0％的高浓度水煤浆，制得细浆：粗粉干基比为40.6：59.4的水煤浆，并测定水煤浆的性能，7.0kg作为最终成品水煤浆，3.0kg作为返浆。按上述方法，以干基细浆：粗粉＝4：6和5：5的干基比例重复上述实验，制得干基比例为3：7、5：5和2：8的配煤水煤浆。
(6)循环(4)、(5)进行连续式生产。
使用本方法和常规方法制备的新疆煤水煤浆的性能见表2。可见使用本方法可以有效提高水煤浆的浓度、稳定性等性能。
表2使用本方法和常规方法制备新疆煤水煤浆的性能
实施例3：
(1)将经过破碎的2.08kg神华公司大柳塔煤矿洗精煤，加入1.91kg水，10g25％的木质素分散剂进入球磨机进行粗磨，制成浓度为52.0％，平均粒径为219.9μm的粗水煤浆。
(2)取3kg由(1)制得的水煤浆加入球磨机，加入0.24kg水，10g25％的脂肪族分散剂，制成浓度为48.0％，平均粒度为45.3μm的神华煤水煤浆。
(3)取2.7kg由(2)制得的水煤浆加入球磨机，加入3.80kg神华煤，0.970kg水，30g25％的萘系分散剂，进入球磨机进行粗磨以便调整粒度和充分混合，制得浓度为68％的高浓度神华煤水煤浆，4.8kg作为最终成品，2.7kg最为步骤4的原料。
(4)取2.7kg由(3)制得的水煤浆，加入1.11kg水，15g25％的脂肪族分散剂在球磨机里进行细磨，制成浓度为48.0％，平均粒径为34.7μm的神华煤水煤浆。
(5)取2.7kg由(4)制得的水煤浆加入棒磨机，加入2.44kg神华煤，0.34kg水，20g25％的萘系分散剂，进入棒磨机调整粒度并充分混合熟化，制得浓度为68.0％，细浆：粗粉比为3:7的高浓度神华煤水煤浆并测试水煤浆的性能，2.8kg作为成品水煤浆，2.7kg作为返浆。以上述方法改变细浆：粗粉干基比为2:8,4:6和5:5重复上述实验，制备水煤浆并测试其性能。
(6)循环步骤(4)、(5)进行连续式生产。
使用本方法和常规方法制备的神华煤水煤浆的性能见表3。可见使用本方法可以有效提高水煤浆的浓度、稳定性等性能。
表3使用本方法和常规方法制备神华煤水煤浆的性能
实施例4：
(1)将经过破碎的2.0kg神华公司大柳塔煤矿洗精煤和1.0kg兖矿集团兴隆庄洗精煤，加入2.98kg水，20g25％的木质素-萘系复配分散剂进入球磨机进行粗磨，制成浓度为50.0％，平均粒径为200μm的粗水煤浆。
(2)取3kg由(1)制得的配煤水煤浆加入球磨机，加入0.32kg水，10g25％的脂肪族分散剂，制成浓度为45.0％，平均粒度为43.2μm的配煤水煤浆。
(3)取2.8kg由(2)制得的水煤浆加入球磨机，加入4.20kg配煤，0.970kg水，30g25％的萘系分散剂，进入球磨机进行粗磨以便调整粒度和充分混合，制得浓度为70％的高浓度配煤水煤浆，5.0kg作为最终成品，3kg最为步骤4的原料。
(4)取3kg由(3)制得的水煤浆，加入1.185kg水，15g25％的脂肪族分散剂在球磨机里进行细磨，制成浓度为50.0％，平均粒径为33.6μm的配煤水煤浆。
(5)取2.8kg由(4)制得的水煤浆加入棒磨机，加入4.2kg配煤，0.970kg水，20g25％的萘系分散剂，进入棒磨机调整粒度并充分混合熟化，制得浓度为70.0％，细浆：粗粉比为1:3的高浓度配煤水煤浆并测试水煤浆的性能，5.0kg作为成品水煤浆，3.0kg作为返浆。以上述方法改变细浆：粗粉干基比为2:8,4:6和5:5重复上述实验，制备水煤浆并测试其性能。
(6)循环步骤(4)、(5)进行连续式生产。
使用本方法和常规方法制备的神华煤水煤浆的性能见表4。可见使用本方法可以有效提高水煤浆的浓度、稳定性等性能。
表4使用本方法和常规方法制备配煤水煤浆的性能