一种煤焦混合浆的制备方法与流程

本发明涉及煤化工技术领域，具体而言，涉及一种煤焦混合浆的制备方法。

背景技术：

在煤分级利用过程中，煤热解或不完全气化会得到气液固三相产物，其中固相产物为高含碳量、多孔隙的半焦，将半焦磨细破孔，制成水焦浆，并与水煤浆混合得到煤焦混合浆，再气化制取合成气，是半焦大规模利用的主要途径。

在一定的工艺条件下，由于半焦的密度低于原煤，而且半焦需要研磨的粒度远小于原煤，不能在水煤浆棒磨机中研磨到合适的粒度，因此，半焦不能直接进入棒磨机与原煤一起湿磨，需要单独研磨。故目前水焦浆的制备为完全独立的工艺，通过磨机、制浆罐、缓冲罐、添加剂罐、水罐以及相应的搅拌器和输送泵，将制成的水焦浆泵送至水煤浆棒磨机制得煤焦混合浆，工艺流程复杂；另外，水焦浆浓度只有水煤浆浓度的一半或更低，水焦浆携带的水量接近甚至超过水煤浆制备所需的水量，大量掺混半焦，会降低煤焦混合浆的浓度，因此半焦浆只能以很小的比例掺混于水煤浆中。因此，半焦掺混比例低和工艺流程复杂是煤焦混合浆的制备过程中面临的主要问题。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种煤焦混合浆的制备方法，旨在解决现有煤焦混合浆制备过程中半焦掺混比例低和工艺流程复杂的问题。

本发明提出了一种煤焦混合浆的制备方法，包括以下步骤：向适量原煤中加入过量的水和添加剂，进行湿法研磨得到水煤浆；取适量半焦进行干法研磨，得到预设粒度的干半焦；将所述预设粒度的干半焦加入所述水煤浆中进行充分搅拌混合，即可得到成品煤焦混合浆。

进一步地，上述煤焦混合浆的制备方法中，所述制备水煤浆的步骤中，水和添加剂的用量根据最终制得的所述成品煤焦混合浆中，煤与半焦的总质量进行配比。

进一步地，上述煤焦混合浆的制备方法中，所述干半焦的制备步骤中，使得干法研磨后的半焦粒度低于所述原煤的粒度。

进一步地，上述煤焦混合浆的制备方法中，所述干半焦的制备步骤中，干法研磨后的半焦粒度小于等于20μm。

进一步地，上述煤焦混合浆的制备方法中，所述干半焦的制备步骤中，采用干法细磨的方式对半焦进行研磨。

进一步地，上述煤焦混合浆的制备方法中，所述干半焦的制备步骤中，使用的磨机为球磨机或冲击磨。

进一步地，上述煤焦混合浆的制备方法中，所述干半焦与所述水煤浆充分搅拌混合步骤中，进行两步搅拌操作，其中：第一步搅拌操作将漂浮在水煤浆液面上的干半焦卷吸入水煤浆中，使二者得到充分混合；第二步搅拌操作使得所述干半焦与所述水煤浆混合形成的浆液的粘度得到降低。

进一步地，上述煤焦混合浆的制备方法中，在磨机出料槽中对所述干半焦与所述水煤浆进行第一步搅拌操作。

进一步地，上述煤焦混合浆的制备方法中，将经过第一步搅拌操作后得到的干半焦与水煤浆的混合浆加入煤浆槽中，进行第二次搅拌操作。

进一步地，上述煤焦混合浆的制备方法中，所述第一步搅拌操作的方式为轴流式搅拌；所述第二步搅拌操作的方式为剪切式搅拌。

本发明提供的煤焦混合浆的制备方法，通过将干法研磨后的干半焦与较低浓度的水煤浆进行混合成浆，由于研磨过程会破除干半焦的内部孔隙，从而减小其对水的吸水量，进而可减少煤焦混合浆制备过程中所需的水量，显著提高了煤焦混合浆中半焦的掺混比例，有利于提高半焦大规模工业应用的可行性；同时，与现有技术中单独制备水焦浆后再与水煤浆混合制浆的方式相比，简化了工艺流程，节约了设备成本。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的煤焦混合浆的制备方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中提供的煤焦混合浆的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也视为本发明的保护范围。

参阅图1和图2，本发明实施例的煤焦混合浆的制备方法包括以下步骤：

水煤浆制备步骤s1，向适量原煤中加入过量的水和添加剂，进行湿法研磨得到水煤浆。

具体而言，原煤和和半焦的密度和微观结构等性质不同，决定了二者在制备煤胶浆中的混合比例，例如在煤焦混合浆中原煤与半焦的质量比可以为7:3、6:4等。本发明实施例中对二者的混合比例不做具体限定。本实施例中所用的添加剂为煤焦浆制备领域常见的添加剂，此处不做限定。

该步骤中，水和添加剂的用量根据最终制得的所述成品煤焦混合浆中，煤与半焦的总质量进行配比，也就是说，本实施例中，在水煤浆制备过程中加入煤焦混合浆所需的水和添加剂的总量，即：水和添加剂的量相对于煤是过量的因此，得到浓度较低的水煤浆。

干半焦制备步骤s2，取适量半焦进行干法研磨，得到预设粒度的干半焦。

具体而言，半焦为多孔颗粒，吸水性强，制浆前通过研磨操作以破除其内部孔隙，减少半焦内部孔隙对水的吸收，有利于提高其成浆浓度。

优选的，研磨过程中，使得半焦的粒度低于原煤的粒度，这样能使粒度较小的半焦颗粒填充至水煤浆中粒度较大的煤颗粒的孔隙中，可以减少成浆所用的水量。

半焦的研磨后的粒度大小可以根据原煤的粒度确定，优选的，本实施例中，干法研磨后的半焦粒度为20μm以下，更优选为10-20μm。可以采用干法细磨的方式对半焦进行研磨，使用的磨机可优选为球磨机或冲击磨。

该步骤中，干法研磨半焦可取代现有技术中水煤浆提浓工艺中的超细磨工艺。超细磨指将部分煤磨至更小的粒度，然后送入水煤浆棒磨机与较大颗粒混合，小颗粒填充大颗粒的空隙，形成粒度级配，以提高煤粉的成浆浓度。

混合成浆步骤s3，将所述预设粒度的干半焦加入所述水煤浆中进行充分搅拌混合，即可得到成品煤焦混合浆。

具体而言，该步骤可以包括两步搅拌操作，其中，第一步搅拌操作将漂浮在水煤浆液面上的干半焦卷吸入水煤浆中，使二者得到充分混合；第二步搅拌操作使得所述干半焦与所述水煤浆混合形成的浆液的粘度得到降低。

实际中，将煤、水和添加剂一起加入棒磨机进行湿磨制浆，在棒磨机出口得到浓度较低的水煤浆，可以将其依次送入磨机出料槽和煤浆槽中。其中：

在磨机出料槽中对步骤s2制得的干半焦与步骤s1制得的水煤浆进行第一步搅拌操作，使干半焦和水煤浆得到充分混合。

将步骤s2中研磨的粒度合格的半焦按煤焦总量的一定比例送入放置有水煤浆的磨机出料槽种，由于掺混入水煤浆的是磨细后的干半焦，而不是低浓度半焦浆，掺混后得到的煤焦混合浆的浓度不会降低，因此半焦掺混量可接近理论值。

更具体的，进行第一步搅拌操作的方式优选为轴流式搅拌。磨机出料槽内设有搅拌器，搅拌器优选具有较强轴向流的桨叶，如旋桨式桨叶，桨叶数量根据磨机出料槽的体积设定，但不应少于3组，以保证漂浮在水煤浆液面上的半焦迅速被卷吸入水煤浆中，使得干半焦和水煤浆能充分混合。

将经过第一步搅拌操作后得到的干半焦与水煤浆的混合浆加入煤浆槽中，进行第二次搅拌操作。

更具体的，进行第二步搅拌操作的方式优选为剪切式搅拌。煤浆槽中设有搅拌器，搅拌器优选具有较强剪切作用的桨叶，如折叶桨，通过第二步搅拌，使得干半焦和水煤浆进一步混合，并降低浆液粘度，即可制得成品煤焦混合浆。

需要说明的是，本实施例中，步骤s1和步骤s2不分先后顺序，二者可以同时进行。

上述显然可以得出：本发明实施例提供的煤焦混合浆的制备方法，通过将干法研磨后的干半焦与较低浓度的水煤浆进行混合成浆，由于研磨过程会破除干半焦的内部孔隙，从而减小其对水的吸水量，进而可减少煤焦混合浆制备过程中所需的水量，显著提高了煤焦混合浆中半焦的掺混比例，有利于提高半焦大规模工业应用的可行性；同时，与现有技术中单独制备水焦浆后再与水煤浆混合制浆的方式相比，简化了工艺流程，节约了设备成本。

下面以单独制浆浓度30%的半焦和单独制浆浓度60%的原煤为例详细描述本发明取得的技术效果。

实施例

将原煤、水和添加剂一起加入棒磨机进行湿磨制浆并将得到的水煤浆输送至磨机出料槽中，将半焦采用干法细磨得方式研磨至粒度小于等于20μm后，输送至磨机出料槽中，以与水煤浆进行充分搅拌混合后，继续输送至煤浆槽中进行搅拌混合，得到成品煤焦混合浆；采用本发明实施例的制备方法，半焦与煤混合制浆中半焦的掺混量可达30%，如果半焦和煤没有发生级配效果，其理论混合浆浓度是0.3×0.3+0.6×0.7=51%，由于本实施例中对半焦进行了干法研磨，使研磨后的半焦与水煤浆形成了级配提浓，因此，本实施例中的煤焦混合浆浓度可超过55%。

对比例

将半焦通过干磨机干法细磨到适合制浆的粒度，然后在半焦制浆罐中与一定比例的水和添加剂混合搅拌，最后在缓冲罐中进一步搅拌得到成品半焦浆；将成品半焦浆泵送至水煤浆棒磨机，棒磨机中加入原煤、水、添加剂，原煤在磨机中湿磨至一定粒度并与半焦浆完全混合；将得到的混合浆料输送至磨机出料槽中进行搅拌，最后再继续输送至煤浆槽中继续搅拌，得到成品煤焦混合浆。

由于30%的半焦浆所提供的水远超过55%的煤焦混合浆所需的水量，通过该工艺制得的煤焦混合浆中，半焦的最高理论掺混比例为17%，该工艺中，煤焦混合浆的全部水均由半焦浆提供，但实际运行时，原煤、半焦浆、水和添加剂在棒磨机中混合时，还需加入一部分水用于调节最后的浓度，因此，半焦的最高掺混比例实际中只有10%~15%。

由以上可以看出，本发明实施例中半焦的掺混比高达30%，远高于现有技术中10%~15%的半焦掺混比。

综上，本发明提供的煤焦混合浆的制备方法中，由于是将干法细磨后的干半焦与较低浓度的水煤浆混合成浆，并且干法研磨半焦过程中，使得半焦的粒度小于煤粉的粒度，一方面减少了半焦内部空隙结构对水分的吸收，另一方面使得粒度较小的半焦填充至粒度较大的煤粉中，有利于提高成浆浓度，由于掺混的是干半焦，而非低浓度的半焦浆，大大提高了半焦的掺混比，从而有利于提高半焦工业应用的可行性；同时，由于不需要单独制备半焦浆，大大简化了工艺流程，提高了煤焦浆制备工艺的经济性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。