环保型水煤浆及其生产方法与流程

本发明属于煤化工技术领域，具体地说，涉及一种环保型水煤浆及其生产方法。

背景技术：

水煤浆是20世纪70年代兴起的煤基液态燃料，可作为炉窑燃料或合成气原料，具有燃烧稳定、污染排放少等优点。水煤浆是由一定粒度煤粉、水和少量分散剂按一定的比例配制成的混合物。水煤浆生产工艺是煤、水和分散剂在球磨机中制浆，达到一定粒度和粘度要求后，再加入少量的稳定剂后形成二相煤水浆体，再进入储罐备用。水煤浆在保持煤炭原有的物理化学性能的基础上，还具有较好的流动性和稳定性，易于储存、管道输送，并且可雾化燃烧。它是一种燃烧效率较高和低污染的较廉价的洁净代油燃料，可广泛应用于工业锅炉、电站锅炉、工业炉窑和气化炉的燃烧与气化等。

现有技术制备得到的水煤浆，在水煤浆的制备过程中，需要在水煤浆中加入分散剂以保证水煤浆的流动性，生产成本偏高。

技术实现要素：

本发明针对现有水煤浆存在的生产成本偏高，并需要加入一定量的分散剂的问题，提供了一种生产成本低、不用添加分散剂的环保型水煤浆及其生产方法，利用风化煤为主要原料分散剂，工业碱渣通过改性用于稳定剂，生产成本低、流动性好，环保型水煤浆长时间放置不产生硬沉淀现象，环保无污染。

为了达到上述目的，本发明提供了一种环保型水煤浆，以质量份计，包括：

所述具有分散作用的风化水煤浆以质量份计，包括：

所述稳定剂以质量份计，包括：

工业碱渣 5－10份，

水 30-80份，

羧甲基纤维素钠 0.1－5份。

为了达到上述目的，本发明又提供了一种环保型水煤浆的生产方法，含有以下步骤：

步骤一：按照质量份将腐植酸含量不低于30％的风化煤、工业用NaOH、反应促进剂山梨糖醇聚氧乙烯醚、苯磺酸钠和水加入水煤浆球磨机，在温度为50℃的条件下球磨制浆1-2小时，球磨制浆后风化煤的粒度小于200目的煤粒比例不低于80％，获得的浆体即为具有分散作用的风化水煤浆；

步骤二：按照质量份将工业碱渣、羧甲基纤维素钠和水混合进行充分搅拌和分散后得到悬浮水溶液，获得的悬浮水溶液即为稳定剂；

步骤三：按照质量份将烟煤、水和具有分散作用的风化水煤浆加入水煤浆球磨机，球磨制浆1-2小时，成浆后进行过滤，再加入稳定剂，搅拌均匀后即为环保型水煤浆。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种用于实施上述环保型水煤浆的生产方法的设备，包括：

两个水煤浆球磨机，分别为第一水煤浆球磨机和第二水煤浆球磨机，其中，第一水煤浆球磨机用于风化水煤浆的制备，第二水煤浆球磨机用于环保型水煤浆的生产；

一用于混合搅拌的搅拌装置，与所述第一水煤浆球磨机分别放置于所述第二水煤浆球磨机的两侧；

一用于过滤的过滤装置，放置于所述第二水煤浆球磨机的出料口处；

以及一用于存储环保型水煤浆的水煤浆储存罐，通过料浆输运管与所述过滤装置的出料口连接。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

(1)本发明提供的环保型水煤浆不需要外加分散剂，选择具有分散作用的风化煤种，通过不同煤质配煤，充分利用风化煤中富含的腐植酸等氧化成分，利用碱中和原理制成分散剂型水煤浆添加剂，分散效果好，成本低，无二次污染产生，并且具有较好的流动性。

(2)本发明提供的环保型水煤浆采用的稳定剂利用工业碱渣加入少量羧甲基纤维素钠和水搅拌混合而成的悬浮水溶液，降低了生产成本，羧甲基纤维素钠可防止稳定剂发生硬沉淀，稳定剂中富含的二价离子镁和钙作为主要成分，用于水煤浆的稳定，从而保证了环保型水煤浆长时间放置不产生硬沉淀现象，满足锅炉对燃料燃烧或造气的要求。

(3)本发明提供环保型水煤浆的生产方法利用风化煤和工业碱渣生产出环保型水煤浆，分散剂中未反应的NaOH和工业碱渣中的Na₂CO₃、NaHCO₃具有脱硫效果，可降低环保型水煤浆燃烧过程中二氧化硫的排放，具有良好的市场前景和推广价值，并使固体废弃物实现了高效和无害化利用，生产出的环保型水煤浆还具有一定的固硫作用，环保无污染。

附图说明

图1为本发明一个实施例所述设备的结构示意图。

图2为本发明实施例所述设备中水煤浆存储罐的结构示意图。

图3为本发明实施例所述设备中过滤罐的剖面结构示意图。

图4为本发明实施例所述设备中第二水煤浆球磨机的局部放大图。

1、第一水煤浆球磨机，2、第二水煤浆球磨机，21、出料口，22、处理口过滤网，3、搅拌装置，4、过滤装置，41、出料口，42、滤网，43、反冲洗出口，5、水煤浆储存罐，51、搅拌螺旋杆，52、搅拌驱动电机，53、排气口，6、料浆输运管。

具体实施方式

下面将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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明实施例提供了一种环保型水煤浆，以质量份计，包括：

所述具有分散作用的风化水煤浆以质量份计，包括：

所述稳定剂以质量份计，包括：

工业碱渣 5－10份，

水 30-80份，

羧甲基纤维素钠 0.1－5份。

作为本发明上述环保型水煤浆的优选设计，所述烟煤为长焰煤、气煤、肥煤、瘦煤和贫煤中的至少一种。

本发明实施例又提供了一种环保型水煤浆的生产方法，含有以下步骤：

步骤一：按照上述质量份将腐植酸含量不低于30％的风化煤、工业用NaOH、山梨糖醇聚氧乙烯醚、苯磺酸钠和水加入第一水煤浆球磨机，在温度为50℃的条件下球磨制浆1-2小时，球磨制浆后风化煤的粒度小于200目的煤粒比例不低于80％，获得的浆体即为具有分散作用的风化水煤浆；

步骤二：按照上述质量份将工业碱渣、羧甲基纤维素钠和水混合在搅拌装置中进行充分搅拌和分散后得到悬浮水溶液，获得的悬浮水溶液即为稳定剂；

步骤三：按照上述质量份将烟煤、水和具有分散作用的风化水煤浆加入第二水煤浆球磨机，球磨制浆1-2小时，成浆后进行过滤，再加入稳定剂，搅拌均匀后即为环保型水煤浆。

参见图1，本发明实施例还提供了一种用于上述实施环保型水煤浆的生产方法的设备，包括：两个水煤浆球磨机，分别为第一水煤浆球磨机1和第二水煤浆球磨机2，其中，第一水煤浆球磨机1用于风化水煤浆的制备，第二水煤浆球磨机2用于环保型水煤浆的生产；一用于混合搅拌的搅拌装置3，与所述第一水煤浆球磨机1分别放置于所述第二水煤浆球磨机2的两侧；一用于过滤的过滤装置4，放置于所述第二水煤浆球磨机2的出料口21处；以及一用于存储环保型水煤浆的水煤浆储存罐5，通过料浆输运管6与所述过滤装置4的出料口41连接。

参见图2，在本发明上述实施例所述的设备中，作为优选设计，所述第二水煤浆球磨机2的出料口21处设有出料口过滤网22，有效防止出现大颗粒堵塞输送管路。

在本发明上述实施例所述的设备中，作为优选设计，所述搅拌装置为搅拌速度至少为500转/分的高速搅拌机。在本发明一优选实施例的设备中，所述搅拌装置为搅拌速度为1000转/分的高速搅拌机。

参见图3，在本发明上述实施例所述的设备中，作为优选设计，所述过滤装置4为内部设有滤网42的过滤罐，过滤罐内的滤网42处设有反冲洗出口43，用于冲洗过滤罐内的滤网42。

参见图4，在本发明一实施例的设备中，所述水煤浆储存罐5内设有搅拌螺旋杆51，所述搅拌螺旋杆51与设于水煤浆储存罐外部的搅拌驱动电机52连接，可以进行定期搅拌，防止了环保型水煤浆出现硬沉淀。在本发明一优选实施例的设备中，所述水煤浆储存罐5还设有排气口53，能够维持水煤浆储存罐内外压力平衡。

实施例1：

环保型水煤浆包括：长焰煤600g、水350g、具有分散作用的风化水煤浆60g、稳定剂4g。

上述环保型水煤浆的生产方法如下：

步骤一：将腐植酸含量为42％的风化煤120g、工业用NaOH 30g、山梨糖醇聚氧乙烯醚0.8g、苯磺酸钠1g、水250g通过进料口加入水煤浆球磨机，在温度为50℃的条件下球磨制浆1.5小时，球磨制浆后风化煤的粒度小于200目的煤粒比例为85％，获得具有分散作用的风化水煤浆，具有分散作用的风化水煤浆通过出料口进入分散剂储存罐中存储，取60g获得的具有分散作用的风化水煤浆备用；

步骤二：将工业碱渣5g、羧甲基纤维素钠0.5g和水25g混合，利用搅拌速度为1000转/分的高速搅拌机进行充分搅拌和分散后得到悬浮水溶液，获得的悬浮水溶液即为稳定剂，取4g备用；

步骤三：将长焰煤600g、水350g和步骤一中取得的60g具有分散作用的风化水煤浆通过进料口加入水煤浆球磨机，球磨制浆1.5小时，成浆后经出料口进入过滤罐进行过滤，再加入稳定剂4g，搅拌均匀后获得环保型水煤浆。

本实施例中，可以将步骤一和步骤二的顺序进行互换，也可获得上述环保型水煤浆。

本实施例中获得的环保型水煤浆可以通过料浆输运管进入水煤浆储存罐中存储，参见图2，由于水煤浆储存罐设有搅拌驱动电机和与搅拌驱动电机相连的搅拌螺杆，可以进行定期搅拌，防止了环保型水煤浆出现硬沉淀。同时水煤浆储存罐还设有排气口，能够维持水煤浆储存罐内外压力平衡。

本实施例中获得环保型水煤浆粘度为1050mPa·s，流动性良好，充分搅拌后粘度310mPa·s，存放20天未发生硬沉淀现象。

实施例2：

环保型水煤浆包括：气煤650g、水350g、具有分散作用的风化水煤浆60g、稳定剂5g。

上述环保型水煤浆的生产方法如下：

步骤一：将腐植酸含量为38％的风化煤140g、工业用NaOH28g、山梨糖醇聚氧乙烯醚0.9g、苯磺酸钠1.2g、水260g通过进料口加入水煤浆球磨机，在温度为50℃的条件下球磨制浆2小时，球磨制浆后风化煤的粒度小于200目的煤粒比例为90％，获得具有分散作用的风化水煤浆，具有分散作用的风化水煤浆通过出料口进入分散剂储存罐中存储，取60g获得的具有分散作用的风化水煤浆备用；

步骤二：将工业碱渣5g、羧甲基纤维素钠0.5g和水25g混合，利用搅拌速度为500转/分的高速搅拌机对进行充分搅拌和分散后得到悬浮水溶液，获得的悬浮水溶液即为稳定剂，取5g备用；

步骤三：将长焰煤600g、水350g和步骤一中取得的60g具有分散作用的风化水煤浆通过进料口加入水煤浆球磨机，球磨制浆2小时，成浆后经出料口进入过滤罐进行过滤，再加入步骤二取得的稳定剂5g，搅拌均匀后获得环保型水煤浆。

本实施例中，还可以将步骤一和步骤二的顺序互换，也可获得上述环保型水煤浆。

本实施例中获得的环保型水煤浆同样可以通过料浆输运管进入水煤浆储存罐中存储，由于水煤浆储存罐设有搅拌驱动电机和与搅拌驱动电机相连的搅拌螺杆，可以进行定期搅拌，防止了环保型水煤浆出现应沉淀。同时水煤浆储存罐还设有排气口，能够维持水煤浆储存罐内外压力平衡。

本实施例中获得环保型水煤浆粘度为1150mPa·s，流动性良好，充分搅拌后粘度320mPa·s，存放20天未发生硬沉淀现象。

实施例3：

环保型水煤浆包括：长焰煤650g、水350g、具有分散作用的风化水煤浆70g、稳定剂8g。

上述环保型水煤浆的生产方法如下：

步骤一：将腐植酸含量为45％的风化煤120g、工业用NaOH26g、山梨糖醇聚氧乙烯醚0.7g、苯磺酸钠0.9g、水230g通过进料口加入水煤浆球磨机，在温度为50℃的条件下球磨制浆1小时，球磨制浆后风化煤的粒度小于200目的煤粒比例为85％，获得具有分散作用的风化水煤浆，具有分散作用的风化水煤浆通过出料口进入分散剂储存罐中存储，取70g获得的具有分散作用的风化水煤浆备用；

步骤二：将工业碱渣5g、羧甲基纤维素钠0.6g、水30g混合，利用搅拌速度为800转/分的高速搅拌机进行充分搅拌和分散后得到悬浮水溶液，获得的悬浮水溶液即为稳定剂，取8g备用；

步骤三：将长焰煤650g、水350g和步骤一中取得的70g具有分散作用的风化水煤浆通过进料口加入水煤浆球磨机，球磨制浆2小时，成浆后经出料口进入过滤罐进行过滤，再加入稳定剂8g，搅拌均匀后获得环保型水煤浆。

本实施例中，还可以将步骤一和步骤二的顺序互换，也可获得上述环保型水煤浆。

本实施例中获得的环保型水煤浆同样可以通过料浆输运管进入水煤浆储存罐中存储，由于水煤浆储存罐设有搅拌驱动电机和与搅拌驱动电机相连的搅拌螺杆，可以进行定期搅拌，防止了环保型水煤浆出现应沉淀。同时水煤浆储存罐还设有排气口，能够维持水煤浆储存罐内外压力平衡。

本实施例中获得环保型水煤浆粘度为1200mPa·s，流动性良好，充分搅拌后粘度350mPa·s，存放20天未发生硬沉淀现象。

上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。