一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的方法

专利名称：一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备水煤浆的方法，特别是关于一种利用低阶煤制备高浓度 水煤浆的方法。
背景技术：
目前，国际油价居高不下，而且燃油资源日趋短缺，而水煤浆是燃油的理想 替代品。水煤浆的浓度和粒度直接影响水煤浆替代燃油的效果。在水煤浆的制备 过程中，制浆工艺具有非常重要的作用，制浆工艺的优劣直接影响到水煤浆的最 终制备浓度以及制浆的能耗与费用。利用常规的制浆工艺制备高浓度水煤浆，往 往要选择容易成浆的煤种(水含量低)，而占我国煤炭储量比重最大的低阶煤由于 水含量高，被列为不易成浆的煤种，处于未利用的状态。
利用低阶煤(水含量高)制备高浓度水煤浆的方法主要是降低煤的含水量。
如中国专利CN1081201A提出的利用在低于水的临界温度(523 647.3K)且一氧 化碳和水存在时，对含水量高的低阶煤进行水热处理(0.2 6h)后，煤中孔壁具 有憎水性，同时煤体变得致密，使煤的含水量降低，从而制备出含煤量高的水煤 浆。这种方法可以有效地改良并随之降低低阶煤的含水量，但是该方法采用较高 的处理温度和较长的处理时间，与工业化要求的较低的温度和较短的时间是相违 背的，从而限制了低阶煤广泛用于制备高浓度的水煤浆。

发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种在室温和较短时间条件下，利用低 阶煤制备高浓度水煤浆的方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案 一种利用低阶煤制备高浓度水 煤浆的方法，它包括以下步骤(1)对低阶原煤进行超细破碎，直至煤粒粒径《
3mm; (2)将破碎后的煤粒与水按6 8: 4 2的质量比例混合；(3)对步骤(2) 的混合物进行湿式粗研磨，使粗研磨后形成的煤浆中的煤粒粒径《1000"m，且煤 浆中小于75um的煤粒占干煤总质量的50^以上；(4)将经过湿式粗研磨的煤桨 采用以下两种方式处理: 将湿式粗研磨后的煤浆总量的10% 30%与水按5:12的质量比例混合，然后对该混合物进行湿式细研磨，使湿式细研磨后的煤浆中 的煤粒粒径《30 p m;②将与水混合进行湿式细研磨以外的湿式粗研磨后的煤桨直 接送入过滤装置；(5)将经过步骤(4)第①种方式进行湿式细研磨后的煤桨采用
以下三种方式处理①将湿式细研磨后的煤桨全部返回步骤(3)进行循环粗研磨； 或者，②将一部分湿式细研磨后的煤桨返回步骤(3)进行循环粗研磨，将另一部 分湿式细研磨后的煤桨直接送入过滤装置；或者，③将湿式细研磨后的煤桨全部 直接送入过滤装置；(6)将送入过滤装置的煤浆经过18 20目的过滤网过滤，再 在搅拌装置中进行高速搅拌、静置，或者低速搅拌后得到高浓度水煤浆产品。
在所述步骤(2)中一次或多次加入添加剂，所述添加剂的加入量占所述水煤 浆中干煤质量的0.2% 2%。
所述添加剂包括分散剂和稳定剂；所述分散剂选自萘磺酸盐、木质素磺酸盐、 腐植酸和烯烃类的一种或一种以上，所述稳定剂选自羧甲基纤维素、凹凸棒粘土 和无机盐类的一种或一种以上。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明方法可在室温条 件下，通过湿式粗研磨与湿式细研磨的分级研磨方式，改善水煤浆中煤粒的粒度 分布，制备出可以进行工业化应用的高浓度水煤浆。2、本发明方法通过超细破碎， 实现了 "多破少磨"的工艺要求，大幅度降低了水煤浆的制备能耗。3、本发明方 法为连续式生产工艺，使大规模利用低阶煤制备水煤浆成为可能。


图1是本发明工艺的流程图
具体实施例方式
下面结合附图和实施例，对本发明方法进行详细的描述。 如图1所示，本发明方法包括以下步骤
(1) 对低阶原煤进行超细破碎，直至煤粒粒径《3mm;
(2) 将破碎后的煤粒与水按6 8: 4 2的质量比例混合；
(3) 对步骤(2)的混合物进行湿式粗研磨，使粗研磨后形成的煤浆中的煤 粒粒径《1000um，且煤浆中小于75um的煤粒占干煤总质量的50%以上；
(4) 将经过湿式粗研磨的煤桨采用以下两种方式处理
① 将湿式粗研磨后的煤浆总量的10% 30%与水按5:1 2的质量比例混合， 然后对该混合物进行湿式细研磨，使湿式细研磨后的煤桨中的煤粒粒径《30um;
② 将与水混合进行湿式细研磨以外的湿式粗研磨后的煤桨直接送入过滤装
置；
(5) 将经过步骤(4)第①种方式进行湿式细研磨后的煤桨采用以下三种方
式处理
①将湿式细研磨后的煤桨全部返回步骤(3)进行循环粗研磨；或者，
② 将一部分湿式细研磨后的煤桨返回步骤(3)进行循环粗研磨，将另一部分 湿式细研磨后的煤桨直接送入过滤装置；或者，
③ 将湿式细研磨后的煤桨全部直接送入过滤装置；
(6)将送入过滤装置的煤浆经过18 20目的过滤网过滤，再在搅拌装置中 进行高速搅拌、静置，或者低速搅拌后得到高浓度水煤浆产品。
采用本发明方法制备的高浓度水煤浆中，煤粒的质量占水煤浆总质量的55% 以上。
上述制备方法中，可以在步骤(2)中加入添加剂，添加剂加入的量占水煤浆 中干煤质量的0.2% 2%，添加剂可一次加入，也可多次加入。
上述制备方法中，步骤(5)中的②所述的一部分是根据各种煤的成浆性以及
所需煤浆浓度决定。
所述添加剂为分散剂和稳定剂；所述分散剂可以采用萘磺酸盐、木质素磺酸 盐、腐植酸和烯烃类等的一种或一种以上，所述稳定剂选自羧甲基纤维素、凹凸 棒粘土和无机盐类等的一种或一种以上。
上述步骤(6)中，过滤装置的网孔为18 20目。
实施例1:
本实施例用的低阶原煤为上湾煤，其水含量为7.5%。利用该煤制备高浓度水
煤浆的过程如下
(1) 将上湾煤进行超细破碎，直至煤粒粒径达到lmm;
(2) 将破碎后的上湾煤粒与水按7:3的质量比例混合，然后将混合物送入粗 磨机进行湿式粗研磨，使粗磨机出口形成的煤浆中的煤粒粒径《800iim，煤浆中 煤粒粒径小于75 u m的颗粒占干煤总质量的60%以上；
(3) 将粗磨机出口处煤浆流量的20%与水按10:3的质量比例混合，然后将 混合物送入细磨机进行湿式细研磨，使细磨机出口的煤浆中的煤粒粒径《20 y ra;
(4) 将湿式细研磨后的煤浆量的50%送回粗磨机中进行循环粗研磨；
(5) 湿式细研磨后，部分没有送回粗磨机中的煤浆与粗磨机出口循环粗研磨 后的煤浆混合，然后进入下一步骤；
(6) 对步骤5得到的煤浆，依次通过20目滚筒筛进行过滤、通过带搅拌器 的储存罐进行高速搅拌、低速搅拌，而后得到高浓度的水煤桨产品。
本实施例制备的水煤浆产品中，煤颗粒的质量占水煤浆总质量的60%以上。 为进一步改善水煤浆的流动性、稳定性等性能，可在粗磨机的入口加入添加 剂，添加剂为分散剂和稳定剂，添加剂的加入量占水煤浆中干煤质量的0.5%。本
实施例加入的分散剂是萘磺酸盐，加入的稳定剂是凹凸棒粘土。 实施例2:
本实施例用的低阶原煤为赤峰煤，其水含量为14%。利用该煤制备高浓度水煤
浆的过程如下
(1) 将赤峰煤进行超细破碎，直至煤粒粒径达到lmm;
(2) 将破碎后的赤峰煤粒与水按6:4的质量比例混合，然后将混合物送入粗 磨机进行湿式粗研磨，使粗磨机出口形成的煤浆中的煤粒粒径《1000uin，煤浆中 煤粒粒径小于75 u m的颗粒占干煤总质量的50%以上；
(3) 将粗磨机出口处煤浆流量的10%与水按5:1的质量比例混合，然后将混 合物送入细磨机进行湿式细研磨，使细磨机出口的煤浆中的煤粒粒径《20um;
(4) 湿式细研磨后的煤桨与粗磨机出口的煤浆混合，然后进入下一步骤；
(5) 对步骤(4)得到的煤浆，依次通过20目滚筒筛进行过滤、通过带搅拌 器的储存罐进行高速搅拌、低速搅拌，而后得到高浓度的水煤浆产品。
本实施例制备的水煤浆产品中，煤颗粒的质量占水煤浆总质量的55%以上。 为进一步改善水煤浆的流动性、稳定性等性能，可在粗磨机的入口和细磨机 的入口分两次加入添加剂，每次加入的量占添加剂需求总量的50%。添加剂为分 散剂和稳定剂，添加剂的加入量占水煤浆中干煤质量的0.2%。本实施例加入的分 散剂是萘磺酸盐，加入的稳定剂是羧甲基纤维素。 实施例3:
本实施例用的低阶原煤为哈拉沟煤，其水含量为5%。利用该煤制备高浓度水
煤浆的过程如下
(1) 将哈拉沟煤进行超细破碎，直至煤粒粒径达到lmm;
(2) 将破碎后的哈拉沟粒与水按8:2的质量比例混合，然后将混合物送入粗 磨机进行湿式粗研磨，使粗磨机出口形成的煤浆中的煤粒粒径《800um，煤浆中 煤粒粒径小于75wm的颗粒占干煤总质量的60%以上；
(3) 将粗磨机出口处煤浆流量的30%与水按5:2的质量比例混合，然后将混 合物送入细磨机进行湿式细研磨，使细磨机出口的煤浆中的煤粒粒径《15 & m;
(4) 将湿式细研磨后的煤桨全部返回步骤(3)进行循环粗研磨；
(5) 将与水混合进行湿式细研磨以外的湿式粗研磨后的煤桨直接送入过滤装
置；
(6) 将送入过滤装置的煤浆，依次通过18目滚筒筛进行过滤、通过带搅拌 器的储存罐进行髙速搅拌、低速搅拌，而后得到高浓度的水煤浆产品。
本实施例制备的水煤浆产品中，煤颗粒的质量占水煤浆总质量的65%以上。 为进一步改善水煤浆的流动性、稳定性等性能，可在粗磨机的入口加入添加 剂，添加剂为分散剂和稳定剂，添加剂的加入量占水煤浆中干煤质量的2%。本实 施例加入的分散剂是木质素磺酸盐，加入的稳定剂是凹凸棒粘土。
权利要求
1、一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的方法，它包括以下步骤(1)对低阶原煤进行超细破碎，直至煤粒粒径≤3mm；(2)将破碎后的煤粒与水按6～8∶4～2的质量比例混合；(3)对步骤(2)的混合物进行湿式粗研磨，使粗研磨后形成的煤浆中的煤粒粒径≤1000μm，且煤浆中小于75μm的煤粒占干煤总质量的50％以上；(4)将经过湿式粗研磨的煤桨采用以下两种方式处理①将湿式粗研磨后的煤浆总量的10％～30％与水按5∶1～2的质量比例混合，然后对该混合物进行湿式细研磨，使湿式细研磨后的煤浆中的煤粒粒径≤30μm；②将与水混合进行湿式细研磨以外的湿式粗研磨后的煤桨直接送入过滤装置；(5)将经过步骤(4)第①种方式进行湿式细研磨后的煤桨采用以下三种方式处理①将湿式细研磨后的煤桨全部返回步骤(3)进行循环粗研磨；或者，②将一部分湿式细研磨后的煤桨返回步骤(3)进行循环粗研磨，将另一部分湿式细研磨后的煤桨直接送入过滤装置；或者，③将湿式细研磨后的煤桨全部直接送入过滤装置；(6)将送入过滤装置的煤浆经过18～20目的过滤网过滤，再在搅拌装置中进行高速搅拌、静置，或者低速搅拌后得到高浓度水煤浆产品。
2、 如权利要求1所述的一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的方法，其特征在 于在所述步骤(2)中一次或多次加入添加剂，所述添加剂的加入量占所述水煤 浆中干煤质量的0.2% 2%。
3、 如权利要求2所述的一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的方法，其特征在 于所述添加剂包括分散剂和稳定剂；所述分散剂选自萘磺酸盐、木质素磺酸盐、腐植酸和烯烃类的一种或一种以上，所述稳定剂选自羧甲基纤维素、凹凸棒粘土 和无机盐类的一种或一种以上。
全文摘要
本发明涉及一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的方法，其步骤包括1)对低阶煤进行超细破碎；2)将破碎后的煤粒与水按6～8∶4～2的质量比例混合；3)对混合物进行湿式粗研磨；4)①将粗研磨后的煤浆总量的10％～30％与水按5∶1～2的质量比例混合，然后对混合物进行湿式细研磨；②将湿式细研磨以外的湿式粗研磨后的煤浆直接送入过滤装置；5)将步骤4)①细研磨后的煤浆按以下方式处理①将全部煤浆返回步骤3)进行循环粗研磨；或②将部分煤浆返回步骤3)进行循环粗研磨，将另一部分细研磨后的煤浆直接送入过滤装置；或③将全部煤浆直接送入过滤装置；6)将送入过滤装置的煤浆经过18～20目的过滤网过滤，再在搅拌装置中进行高速搅拌、静置，或者低速搅拌后得到高浓度水煤浆产品。
文档编号F23K1/02GK101173765SQ20071018839
公开日2008年5月7日 申请日期2007年11月16日 优先权日2007年1月17日
发明者何国锋, 解 刘, 兴 梁, 段清兵, 王国房, 王秀月, 磊 纪, 贾传凯 申请人:北京海淀华煤水煤浆技术开发中心