高浓度煤水浆的生产方法

专利名称：高浓度煤水浆的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种包含分散于水中的碎煤的高浓度煤水浆的生产方法。
为了改进煤的运输性能、贮存适应性和容易处理，是将煤粉碎成细粉并分散于水中成为浆液形式。这种煤水浆是一种可自燃燃料，不用辅助燃料即可燃烧。并且由于燃烧效率之故需要它具有高浓度，也由于容易运输和处理的原因而需要它具有低粘度。为了满足任何较高浓度和任何较低粘度这两者之间在物理上相互矛盾的要求，至今已经研究过各种方法。
作为高浓度煤水浆的湿法生产方法，已经知道了一种高浓度粉碎方法，其中，相对大量的碎煤、相对小量的水和一种分散剂由一种球磨机所粉碎，然后进行颗粒大小的分级处理以除去相对粗的颗粒，产生一种煤浓度超过60%(重量)的高浓煤水浆;也已知道了一种低浓度粉碎方法，其中，相对少量的碎煤和相对大量的水由一种球磨机所粉碎，产生一种煤浓度低于60%(重量)的低浓煤水浆，将该煤水浆脱水形成一种脱水煤饼，然后将脱水的煤饼分散于水中，产生一种高浓煤水浆。
过去，主要是使用低浓度粉碎方法，因为它较容易用分级法除去粗的颗粒。例如，水和煤被供入第一球磨机中，产生一种低浓度煤水浆，用水将该浆液再稀释并过筛除去粗颗粒，用脱水器脱水得到脱水的煤饼，再将煤饼和水及一种分散剂一起供入第二球磨机中，产生一种高浓度煤水浆(日本专利公告说明书63-15893/1988)，或用管磨机处理碎煤及水，产生一种低浓浆液，该浆被分成两份，一份被分级除去粗颗粒，脱水得到细颗粒脱水煤饼，另一份用湿法超细磨碎机处理，然后与上述脱水煤饼混合，得到一种高浓煤水浆(日本专利公告说明书63-51493/1988)。然而，这些方法已有缺陷，该缺陷在于难于获得满意的高浓度和低粘度产品，它们涉及复杂的操作，以及脱水器等需要较大动力。
借助于提供一种低能耗生产高浓、稳定、低粘度、颗粒密集的煤水浆的有效方法，本发明人已经发展了一种生产高浓煤水浆的生产方法(日本专利申请2-418028/1990)，该方法中，原煤由粉碎机粉碎，碎煤与水和分散剂混合，再由一粉碎机粉碎，得到一高浓煤水浆，部分高浓煤水浆由一塔式粉碎机粉碎，得到一超细高浓煤水浆，这种超细高浓煤水浆和上述其余的高浓煤水浆在一剪切力存在下混合，产生一具有减小了孔隙比的高浓煤水浆。
因为在上述高浓煤水浆的生产方法中，在塔式粉碎机中，超精细粉碎是在高浓度和高粘度下进行，该方法在减小动力消耗和容易处理生成的超精细颗粒浆液方面仍有不足之处。本发明的首要目的是通过改进上法，使粉碎在低浓低粘度下进行来提供一种以低能耗生产稳定的、易处理的、高浓度、低粘度、颗粒密集的煤水浆的有效方法。
根据本发明，是提供一种高浓煤水浆的生产方法，包括用一粉碎机粉碎平均粒径为300至800μm的碎煤和平均粒径为3至15μm、浓度为40至65%的低浓细粉煤水浆，接着捏和。该低浓细粉煤水浆是由粉碎机粉碎得到的部分高浓煤水浆与水混合，再由精细粉碎机精细粉碎而得到的。
参考附图，现对本发明作详细描述。在

图1中，序号1表示贮存碎煤的料斗，序号2表示用于粉碎高浓煤水浆的煤的粉碎机，序号3表示捏和用的捏和机，序号4表示粉碎低浓煤水浆的煤用的精细粉碎机，序号5表示贮存高浓煤水浆的产品桶。序号6和7分别表示粉碎期间待加入的水和分散剂，序号8和9分别表示精细粉碎期间待加入的水和分散剂。
首先，平均粒径为300至800μm的碎煤从料斗1加到粉碎机2中。分别供给粉碎机2的物料还有低浓细粉煤水浆、水6和分散剂(如一种阴离子表面活性剂)7。低浓细粉煤水浆的煤粉粒的平均直径为3至15μm。粉碎机是球磨机或棒磨机。通过粉碎机粉碎，可以获得的高浓煤水浆中煤的平均粒径为15至50μm，浓度为65-80%。得到的高浓煤水浆被分成两部分，一部分由捏和机3捏和得到一种产品，该产品被贮存于产品桶6内。该捏和机优选能提供高剪切速率存在下的捏和的那种类型。
另一部分高浓煤水浆被转移到精细粉碎机4中，在其中煤水浆与水8和分散剂9混合并被精细粉碎。对于该精细粉碎，优选使用塔式粉碎机(例如商品为TOWERMILL的塔式粉碎机)。在本发明中，粉细粉碎是在添加了水在低浓度情况下进行的，因而降低了动力要求。而且，得到的低浓细粉煤水浆具有的平均粒径为3至15μm，但由于其浓度低而容易处理。该浆液被返回至粉碎机2中，用作高浓煤水浆的生产。
如上所述，在本发明中，低浓细粉煤水浆被加入碎煤的粉碎中。使用这种方法，与碎煤被单独粉碎相比，煤粒的粉碎更为有效。因为低浓细粉煤水浆的细粉煤粒进入碎煤颗粒的间隙中，使粉碎能在由于减小了孔隙率引起的低粘度下进行。
当粗粒碎煤和粒径更小的细粒粉煤在粉碎机中混合和粉碎时，粗粒碎煤和粒径更小的细粒粉煤是各自独立被粉碎的。因此，通过控制该粉碎机的入口处煤粒的颗粒大小分布，就能控制该粉碎机出口处高浓煤水浆的颗粒大小分布。在本发明中，在粉碎机入口处煤粒的颗粒大小分布可通过控制从塔式粉碎机供来的细粉煤水浆的量和颗粒直径，灵活地加以调节。
如上所述，本发明具有粉碎机出口处的煤粒大小分布可被容易控制的优点。实现这一优点的方法是，使用一再循环系统，该系统中由粉碎机2粉碎的部分高浓煤水浆，由精细磨碎机4进一步精细磨碎成细粉颗粒，并返回到粉碎机2中，若使用将系统中由粉碎机2粉碎的部分高浓煤水浆被简单地返回粉碎机2这样的再循环系统，将不能获得这一效果。
而且，在本发明的碎煤粉碎中，可被粉碎的煤颗粒的状态是低浓细粉煤水浆的细粉煤颗粒进入碎煤颗粒的间隙中以减少间隙，即由于减小了孔隙比使较粉碎能在低粘度状态下进行，甚至也可在高浓度下进行。因此，粉碎中待加入的水量可以减少，还可选择在减少了水量的情况下进行捏和。
图2是方法的流程图。加到粉碎机2中的水6量被减少，捏和时加入水10的量是该减少的水量。因此，由于捏和时加水，使粘度减小，得到的浆液可由很简单的捏和而保持稳定。例如，当粉碎浓度为69%的浆液被用于获得一种69%的煤水浆时，浆液必须被彻底捏和以获得所需的粘度减小。另一方面，当粉碎浓度为72%时，浆液可与3%的水混合，使浓度降为69%，而与此有关，其基本上不用捏和得到的粘度可降低到捏和以后的粘度值，因而便得到了稳定的浆液。因此，使用这种方法，有时可以不用捏和，或者所用捏和动力可以大为减小，就能获得一种稳定、低粘度、高浓度的煤水浆。
在本发明中，加入一种分散剂可强化和稳定浆液的流动性。最好在粉碎时加入分散剂，或在粉碎和精细粉碎二步均加分散剂。
图1是本发明生产方法的一种实施方案的流程图。
图2是本发明生产方法的另一实施方案的流程图。
图3是表示本发明实施方案1的结果的曲线图。
现在描述本发明优选的实施方案。
实施方案1
用粉碎机将原煤粉碎成平均颗粒直径600μm。将69kg碎煤、26.5kg水和34.5kg按下列步骤制得的低浓细粉煤水浆供给一球磨机，进行粉碎得到130kg煤浓度为69%的高浓煤水浆。用捏和机捏和该浆液100kg得到产品。该产品的粘度为920cp(在25℃)，稳定性很好。
低浓细粉煤水浆的制法如下30kg上述余剩高浓煤水浆、4.5kg水和适量分散剂由塔式粉碎机进行精细粉碎。结果，得到34.5kg粒径为5μm、浓度为60%的低浓细粉煤水浆。该低浓细粉煤水浆被供给上述球磨机并被粉碎。
低浓细粉煤水浆的量与粉碎量的再循环比被改变，以研究再循环和达到的浓度(在粘度900cp时达到的浓度)之间的关系和产品的孔隙比。结果列于图3。在再循环比为30%时，该产品达到的浓度是最高的，而孔隙比是最低的。
实施方案2用粉碎机将原煤粉碎成平均颗粒直径为600μm。将69kg碎煤、21kg水和34.6kg用下述步骤得到的低浓细粉煤水浆供给一球磨机，进行粉碎得到124.6kg高浓煤水浆，煤浓度为72%。取95.8kg该浆液与4.2kg水混合，用捏和机捏合，得到煤浓度为69%的高浓煤水浆。该产品的粘度为620cp(在25℃时)。
低浓细粉煤水浆的制法如下将28.8kg上述余剩的高浓煤水浆、5.8kg水和适量分散剂供给塔式粉碎机进行精细粉碎。结果，得到34.6kg平均粒径为5μm、浓度为60%的一种低浓细粉煤水浆。该低浓细粉煤水浆被上述球磨机粉碎。
在实施方案2中，粉碎时水的量减少了。该减少的水量被加到捏和步骤中。捏和时加水对降低粘度的影响示于表1。
表1粉碎机出口的煤浓度(%)6972加水(%)03产品的煤浓度(%)6969捏和(5000rpm,6min)无捏和无捏和产品粘度(cp)1720920760620由加水引起的粘度降低(cp)-960由捏和引起的粘度降低(cp)800140粒径(%)1μm5.66.910μm32.633.874μm84.581.4D(μm)21.521.1由表1可见，即使终产品浓度同为69%，当粉碎机出口浓度为69%;捏和(每吨煤水浆约需10KWH的动力)前后的粘度分别为1720cp和920cp。另一方面，当粉碎机出口浓度为72%时，仅加3%的水，就可将粘度降到760cp。因此，当粉碎时水量减小以增加粉碎机出口浓度到72%时，可以不进行捏和，粘度可再减少160cp(920-760＝160)。
如上所述，在本发明中，碎煤和低浓细粉煤水浆被粉碎，以产生一高浓煤水浆，此煤水浆被分成两份，一份浆液与水和分散剂由一精细粉碎机精细粉碎，并返回粉碎机。因此，在精细粉碎机中加入附加的水，可允许低浓低粘度下的精细粉碎，因而降低了精细粉碎时所需的动力，并允许精细粉碎的煤水浆在精细粉碎机出口处容易处理。而且，将精细粉碎的浆液返回到粉碎机，调节作为产品的高浓煤水浆的颗粒大小分布就变得容易，煤水浆的孔隙比可以得到减小，因而使粉碎机由于减小了浆液的粘度而能提供更有效的粉碎。
进而，由于将精细粉碎浆液返回粉碎机使粉碎时的粘度减小，粉碎时水的量可以减少，通过捏和时加入了所减少数量的水，不用捏和就能达到粘度的减小，因而减小了捏和的动力消耗。因此，用本发明可以由简单的方法和操作及较少的动力消耗，生产出低粘度煤水浆。
权利要求
1.一种高浓度煤水浆的生产方法，包括用粉碎机粉碎平均粒径为300至800μm的碎煤和平均粒径为3至15μm、浓度为40至65%的低浓细粉煤水浆，接着捏和，所述低浓细粉煤水浆是由粉碎机粉碎得到的部分高浓度煤水浆与水混合，再由精细粉碎机精细粉碎而得到的。
2.权利要求1的生产方法，其中粉碎时加入的水量被减少，在捏和时再加水。
3.权利要求1或2的生产方法，其中在精细粉碎阶段或在粉碎和精细粉碎两阶段加入一种分散剂。
全文摘要
一种以低能耗生产高浓、低粘度、颗粒密集的煤水浆的方法，其中包括将平均粒径为300至800μm的碎煤和平均粒径为3至15μm、浓度为40至65％的低浓细粉煤水浆粉碎，获得一种高浓煤水浆，此煤水浆被分为2份，1份由捏和机捏和，产生一种产品，被贮存于产品桶内。另1份高浓煤水浆与水和分散剂混合，再由精细粉碎机粉碎成低浓细粉煤水浆，该煤水浆又被返回到粉碎机中。
文档编号C10L1/32GK1067914SQ92104258
公开日1993年1月13日 申请日期1992年5月29日 优先权日1991年6月20日
发明者都甲仁, 藤村英夫, 渡边宪久, 中田裕康, 大平正明 申请人:日本科姆株式会社