本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种全流程与精确控制的水煤浆生产评价工艺。
背景技术：
水煤浆是新型的煤基液体燃料，由大约60-70％的煤、30-40％的水和少量化学添加剂制备而成的固液两相粗分散体系，具有良好的流动性和稳定性，可泵送、雾化与稳定燃烧，是一种比较理性的代油、煤炭洁净燃料，能广泛地应用于工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉中燃用，也可作为气化原料生产合成煤气。
现行水煤浆制备工艺多采用湿法制浆，制浆过程中涉及研磨介质的选择、料浆的磨机中的停留时间、进料量、级配比等工艺参数，为动态制浆过程。而目前生产奇特多数情况下还是基于实验室测定结果对水煤浆产品质量进行评价，一定程度上影响了企业对水煤浆生产过程中影响因素的监控，导致产品质量稳定性不足。原因是，实验室对煤样的制浆评价绝大多数为干法制浆，为固定比例下的煤、水、添加剂配合体系，属于静态制浆评价，该评价过程与湿法制浆过程相去甚远，同时还收到取样偏差、人为操作等因素的影响。因此，开发大剂量的湿法制浆评价工艺，已经成为很多大型煤化工企业的迫切需要。
技术实现要素：
基于以上问题，本发明的目的是提供一种全流程与精确控制的水煤浆生产评价工艺，可用于多煤种、多物料属性模式化生产甲醇气化用水煤浆的全流程与精确控制的评价研究、测试服务及仿真实训功能测试。
本发明的技术方案为：
本发明提供一种全流程与精确控制的水煤浆生产评价工艺，包括以下步骤：
(1)原煤粉碎：
a、预破碎：将100-150kg的原煤破碎至60mm以下，得到预破碎原煤；
b、一级联合缩分破碎：取预破碎原煤送入颚式联合缩分破碎装置中破碎至13mm以下，所述颚式联合缩分破碎装置中设置振动筛分结构，包括10mm和5mm筛网，所述预破碎原煤进入振动筛分结构中后；先将粒度小于10mm或5mm的预破碎原煤直接提升至料仓，并直接输送至对辊破碎机；将粒度大于10mm或5mm的预破碎原煤输送至颚式破碎机，破碎至13mm以下，再输送至对辊破碎机，输送速度为18-20kg/min；
c、一级对辊破碎：将由步骤b处理后的13mm以下的原煤料由对辊破碎机破碎至3mm以下；
d、三级螺旋辅助破碎：将经步骤b经过所述联合缩分破碎装置后的13mm以下的原煤料经一级螺旋提升机提升至对辊破碎机，提升速度为18-20kg/min；将步骤c对辊破碎机处理后的3mm以下的原煤料经二级螺旋提升机提升至料仓，提升速度为50-54kg/min；在此过程中，经一级螺旋提升和二级螺旋提升的原煤料经相互挤压充分混匀，有利于水煤浆的下一步研磨制备；
(2)添加剂配制与添加：将步骤(1)d料仓中3mm以下的原煤料经过给料系统，并在给料系统中添加添加剂和水，混合均匀后，得到待磨煤浆料，经给料系统输送至研磨设备；
(3)研磨制浆及筛分：在所述研磨设备中，将所述待磨煤浆料在设计频率下研磨至成料浆；
(4)水煤浆储存及性能测试：将步骤(3)得到的料浆进行浓度、粘度、粒度分布和沉降性能测试，性能合格料浆为成品浆，性能不合格料浆为废品浆，将成品浆打入成品缓冲罐，再打入成品储罐储存；将废品浆打入废品缓冲罐，在打入废品储罐储存。
根据本发明的评价工艺，在步骤(2)中，所述给料系统中包括水平螺旋给料机，所述待磨煤浆料经所述水平螺旋给料机输送至研磨设备。本发明的评价工艺中多采用螺旋提升和螺旋给料，减少物料在输送过程中磨损，使水煤浆的粒度分布和稳定性等达到与产线大规模生产性能更接近。
根据本发明的评价工艺，在步骤(1)d中，所述一级螺旋提升机与地面呈30°，一次提升距离为3m；所述二级螺旋提升机与地面呈60°，提升距离为3m；步骤(2)中，所述水平螺旋给料机输送至研磨设备的输送距离为2m。
根据本发明的评价工艺，在步骤(2)中，所述3mm以下的原煤料输送至研磨设备的给料速度为0.8-1.6kg/min；所述添加剂和水的混合物的给料速度为0.4-0.8kg/min；以上原煤料和添加剂混合物配合使用，使研磨过程中更易于成浆，且成浆浓度高。
根据本发明的评价工艺，在步骤(2)中，所述添加剂用量为所述待磨煤浆料的0.12-0.19wt％。
根据本发明的评价工艺，在步骤(2)中，所述添加剂的为阴离子型添加剂，其ph＞8，磺基含量≥6％，磺化度≥15％。所述添加剂的用量较传统添加剂少，但是最终得到浆料的浓度不受影响，可达到60％甚至65％以上。
根据本发明的评价工艺，在步骤(2)中，给料系统中的固体物料的输送计量采用星型卸料阀和变频器控制计量，计量精度为0.05kg/min；液体物料的输送计量采用加药泵控制计量，计量精度为5g/min。精准固体和液体物料的输送计量精度，所述评价工艺对实际生产的参考价值更高。
根据本发明的评价工艺，经所述固体物料和液体物料计量控制，使理论制浆浓度值与实际制浆浓度值平均偏差±0.8％，最小偏差±0.5％；2小时制浆采样浓度平均偏差不超过0.5％；最小偏差0.2％，对实际生产的各参数确定和监控有更精确的指导意义。
根据本发明的评价工艺，在步骤(3)中，所述研磨设备为棒磨机，料浆处理量为75-150kg/h；出料粒度控制区间为8目通过率100wt％，14目通过率99wt％，40目通过率93wt％，200目通过率50±5wt％，325目通过率35±5wt％。
根据本发明的评价工艺，在步骤(4)中，浓度测试，参照国标gb/t18856.2-2008进行；粘度测试，参照gb/t18855-2008技术要求进行；所述粒度分布测试采用湿法筛分实验，分别测试浆料8目、14目、40目、200目、325目的过筛率，依次取成品浆料1000g、500g、250g、30g、30g，经水洗后，将筛上物料烘干后，称量计算作为粒度分布指标；所述沉降性测试采用静置法测试煤浆24h、48h煤粒沉浆状况：取样20kg，观察采样煤浆有无发生硬沉淀，作为沉降性判定指标。
本发明的有益效果为：
本发明全流程与精确控制的水煤浆生产评价工艺基于湿法制浆评价线的建设，一方面可以最大限度的消除实验误差，提高煤种评价稳定性，所述评价工艺的评价机制更具参考价值；更重要的，通过对水煤浆生产工艺过程的模拟，可以全面考察制浆工艺环节，评价计量装备、物料输送装备、物料破碎装备及耗材以及各生产环节工艺参数等因素对水煤浆制备质量的影响，对气化转化率、氧耗比、能耗等重要生产指标的影响，提高水煤浆制备水平和制浆稳定性，改善工艺工况，达到增产增效的技术效果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例
所述煤样a来自于宁夏某矿区，具体主要指标如表1所示：
表1
具体工艺步骤为：
(1)原煤粉碎：
a、预破碎：将150kg原煤破碎至60mm以下，得预破碎原煤；
b、一级联合缩分破碎：取预破碎原煤送入联合缩分破碎装置中破碎至13mm以下，所述颚式联合缩分破碎装置中设置5mm筛网的振动筛分结构，所述预破碎原煤进入振动筛分结构中后；先将粒度小于5mm的预破碎原煤提升至料仓，并直接输送至对辊破碎机；将粒度大于5mm的预破碎原煤输送至颚式破碎机，破碎至13mm以下，再输送至对辊破碎机；
c、一级对辊破碎：将由步骤b处理后的13mm以下的原煤料由对辊破碎机破碎至3mm以下；
d、三级螺旋辅助破碎：将经步骤b颚式破碎机破碎后的13mm以下的原煤料经一级螺旋提升机提升至对辊破碎机，提升速度为18-20kg/min，所述一级螺旋提升机与地面呈30°，一次提升距离为3m；将步骤c对辊破碎机处理后的3mm以下的原煤料经二级螺旋提升机提升至料仓，提升速度为50-54kg/min，所述二级螺旋提升机与地面呈60°，提升距离为3m；
(2)添加剂配制与添加：按照配浆浓度60％计算，将步骤(1)d料仓中3mm以下的原煤料经过水平螺旋给料机，给料速度为0.8kg/min，输送距离为2m；
并在水平螺旋给料机中添加添加剂和水，形成添加剂和水的混合物，混合物给料速度为0.4kg/min，将原煤料、添加剂和水的混合物混合均匀后，得到待磨煤浆料，经给料系统输送至棒磨机；所述添加剂用量为所述待磨煤浆料的0.12wt％；
所述添加剂的为阴离子型添加剂，其ph＞8，磺基含量≥6％，磺化度≥15％；
给料系统中的固体物料的输送计量采用星型卸料阀和变频器控制计量，计量精度为0.05kg/min；液体物料的输送计量采用加药泵控制计量，计量精度为5g/min；经所述固体物料和液体物料计量控制；
(3)研磨制浆及筛分：在所述研磨设备中，将所述待磨煤浆料在设计频率下研磨至成料浆；
所述研磨设备为棒磨机，设计频率为40hz；
(4)水煤浆储存及性能测试：将步骤(3)得到的料浆进行浓度、粘度、粒度分布和沉降性能测试，性能合格料浆为成品浆，性能不合格料浆为废品浆，将成品浆打入成品缓冲罐，再打入成品储罐储存；将废品浆打入废品缓冲罐，在打入废品储罐储存。
实施例2
设计a煤种在步骤(2)中的配浆浓度分别为61％，3mm以下的原煤料经过水平螺旋给料机，给料速度为1.2kg/min，添加剂和水的混合物给料速度为0.95kg/min，所述添加剂用量为所述待磨煤浆料的0.19wt％；其他工艺参数不变。
实施例3
设计a煤种在步骤(2)中的配浆浓度分别为62％，3mm以下的原煤料经过水平螺旋给料机，给料速度为1.73kg/min，添加剂和水的混合物给料速度为0.8kg/min，所述添加剂用量为所述待磨煤浆料的0.13wt％；其他工艺参数不变。
以上实施例1-3中得到的浆料性能测试数据如表2所示：
表2
煤制浆沉降性和流动性判定：在24h内无沉降现象，48h部分高浓度样出现约1cm软沉淀，稳定性在1-2％之间，流动性属于a和b级。表明，该煤在本工艺条件下，可以获得比较好的水煤浆浆体。设计浓度为62％时，其最大成浆浓度可达到62.2％，粘度1357.1mpa.s，200目过筛率47.8％，符合水煤浆生产级配标准要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。