一种在线检测和控制煤的溶胀度的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在线检测和控制煤的溶胀度的方法及其装置，属于石油化工和煤化工领域。
【背景技术】
[0002]煤的结构为大分子立体网络结构，大分子之间通过交联键连接。在煤和溶剂混合过程中，溶剂分子不断向煤分子网络结构内部扩散，溶剂分子进入煤分子网络后，交联点之间的分子链由于溶剂分子的作用而拉长，使煤的分子结构变得疏松，煤的体积增加，同时溶剂分子进入煤的微孔结构将会扩大孔的体积，增加了溶剂与煤分子的接触面积，有利于自由基的传递，减少了副反应的产生，提高油煤混炼和煤直接液化的产品收率和质量。
[0003]可见，煤在油中溶胀程度的大小是影响油煤共炼和煤直接液化中煤转化率的重要因素，因此在油煤混炼和煤直接液化生产过程中，一种准确而实用的检测和控制煤的溶胀度的方法显得尤为重要。但现有技术中还没有一种能够充分利用溶胀度来对煤粉在油中的溶胀进行控制从而保证后续液化产品收率和质量的方法。
【发明内容】
[0004]为了使油煤混炼和煤直接液化生产过程煤的溶胀效果达到最佳，本发明提供一种在线检测和控制煤的溶胀度的方法。
[0005]本发明的技术方案:
[0006]—种在线检测煤的溶胀度的方法，其特征在于将油煤浆溶胀罐内溶胀完毕的油煤浆部分输送到检测罐中，根据油煤质量比a、煤粉的密度P、检测罐的底面积s以及测定的检测罐内油煤浆的总质量m，计算未溶胀的煤粉在所述检测罐中的液位高度4=!!!/P *s.(a+Ι)，然后启动所述检测罐下部的离心机旋转所述油煤浆至油、煤分层后测定煤层的液位高度h2，从而确定煤的溶胀程度Q = h2/h10
[0007]优选的在输送到检测罐时，打开检测罐入口阀，将待检测油煤浆溶胀罐内的油煤浆输送到所述检测罐中至指定高度后关闭所述检测罐入口阀。
[0008]所述油煤质量比a为97-30:3-70。
[0009]优选的所述离心机的转速彡800r/min，离心时间彡3min。
[0010]优选的所述溶胀度检测周期>lh。
[0011]优选的所述油为原油、常压渣油、减压渣油、催化油浆、脱油沥青和煤焦油中的一种或者多种组合，所述煤为烟煤和/或褐煤。
[0012]—种在线控制煤的溶胀度的方法，其特征在于根据上述方法进行检测，当Q位于合格范围内时溶胀罐正常运行，否则启动控制所述油煤浆溶胀罐的溶胀条件的蒸汽气动阀优化操作条件，所述Q的合格范围为Q多1.1。
[0013]所述蒸汽气动阀可改变溶胀罐的搅拌速度和/或溶胀温度，通过自动控制和/或手动控制。
[0014]应用方法的一种在线检测和控制煤的溶胀度的装置，其特征在于包括依次连接的油煤浆溶胀罐和检测罐，所述检测罐的底部具有离心机，侧部具有液位指示仪，还包括蒸汽气动阀，与所述油煤浆溶胀罐的搅拌装置和加热装置连接。
[0015]在所述油煤浆溶胀罐和检测罐之间的管路上优选的具有检测罐入口阀，与栗连接。
[0016]本发明的有益效果:
[0017]本发明开拓了一种在线检测和控制煤的溶胀度的方法，通过使用液位测定仪精确测量煤粉溶胀后的高度h2，通过油煤浆中煤粉的质量和密度以及检测罐的底面积s计算煤粉溶胀前在检测罐中的理论高度h，根据二者的比值h/hi即可确定煤粉的溶胀程度，并且根据溶胀程度是否符合工业生产要求而对油煤浆的溶胀条件进行调节，使煤粉达到最佳的溶胀效果。本方法可以在线检测和控制生产过程中煤的溶胀程度，操作简单，测量结果可靠，提高煤粉的溶胀度从而提高煤炭转化率及加氢反应油收率，可工业化推广。
【附图说明】
[0018]图1为本发明在线检测和控制煤溶胀度示意图。
[0019]附图标记:
[0020]1-油煤浆溶胀罐；2_搅拌器电动机；3_检测罐入口阀；4_溶胀检测罐；5_高速离心机；6_液位指示控制仪；7_蒸汽气动阀；8_加热套。
【具体实施方式】
[0021]为了理解本发明的技术内容，下面结合附图做进一步说明。
[0022]实施例1
[0023]如图1所示，按油煤质量流量比为1:1将煤粉和减压渣油加入油煤溶胀罐1中，开启搅拌器电机2和加热套8对油煤混合物进行溶胀，其中所用煤粉视密度为1.2g/cm30随后打开检测罐入口阀门3，将溶胀完毕的油煤浆栗入检测罐4内，所述检测罐4的总高为lm，底面积为lm2，输入油煤浆至液位指示控制仪6显示为0.5m处，关闭入口阀3，此时检测罐4内油煤浆质量为560kg，其中煤粉的质量为320kg，则可计算煤粉溶胀前在检测罐4高度为hj= 320kg/l.2g/cm3= 0.23m。随后启动高速离心机5，调整转速为2000r/min，离心处理时间lOmin后停止，观察液位指示控制仪6的数值，显示检测罐4内煤层高度匕为0.28m，因此可计算溶胀度Q =0.28/0.23 = 1.217 > 1.1，生产正常运行。后续液化产品收率和质量均符合要求。
[0024]实施例2
[0025]如图1所示，按油煤质量流量比为6:4将煤粉和减压渣油加入油煤溶胀罐1中，开启搅拌器电机2和加热套8对油煤混合物进行溶胀，其中所用煤粉视密度为1.2g/cm30随后打开检测罐入口阀门3，将溶胀完毕的油煤浆栗入检测罐4内，所述检测罐4的总高为lm，底面积为lm2，输入油煤浆至液位指示控制仪6显示为0.5m处，关闭入口阀3，此时检测罐4内油煤浆质量为552kg，其中煤粉的质量为220.8kg，则可计算煤粉溶胀前在检测罐4高度为1^= 220.8kg/1.2g/cm 3= 0.184m。随后启动高速离心机5，调整转速为2000r/min,离心处理时间lOmin后停止，观察液位指示控制仪6的数值，显示检测罐4内煤层高度匕为0.23m，因此可计算溶胀度Q = K/h^ 0.23/0.184 = 1.2 > 1.1，生产正常运行。后续液化产品收率和质量均符合要求。
[0026]实施例3
[0027]如图1所示，按油煤质量流量比为4:6将煤粉和减压渣油加入油煤溶胀罐1中，开启搅拌器电机2和加热套8对油煤混合物进行溶胀，其中所用煤粉视密度为1.2g/cm30随后打开检测罐入口阀门3，将溶胀完毕的油煤浆栗入检测罐4内，所述检测罐4的总高为lm，底面积为lm2，输入油煤浆至液位指示控制仪6显示为0.5m处，关闭入口阀3，此时检测罐4内油煤浆质量为552kg，其中煤粉的质量为331.2kg，则可计算煤粉溶胀前在检测罐4高度为1^= 331.2kg/1.2g/cm 3= 0.276m。随后启动高速离心机5，调整转速为2000r/min,离心处理时间lOmin后停止，观察液位指示控制仪6的数值，显示检测罐4内煤层高度匕为0.29m，因此可计算溶胀度Q = h2/h!= 0.29/0.276 = 1.051，溶胀效果达不到生产要求，经验证，后续液化产品收率和质量均偏低。触发联锁装置，提高蒸汽气动阀7阀门开度、提高溶胀搅拌罐转速以提高煤粉溶胀效果。调整后续液化产品收率和质量均符合要求。
[0028]以上实施例证明通过本发明的方法检测和控制煤的溶胀度，可以保证煤炭转化率及加氢反应油收率和质量，具有非常好的效果和工业推广价值。
[0029]以上所述仅为本发明较佳的【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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种在线检测煤的溶胀度的方法，其特征在于将油煤浆溶胀罐内溶胀完毕的油煤浆部分输送到检测罐中，根据油煤质量比a、煤粉的密度P、检测罐的底面积S以及测定的检测罐内油煤浆的总质量Π1，计算未溶胀的煤粉在所述检测罐中的液位高度&=!!!/P *s.(a+Ι)，然后启动所述检测罐下部的离心机旋转所述油煤浆至油、煤分层后测定煤层的液位高度h2，从而确定煤的溶胀程度Q = h2/h102.根据权利要求1所述的方法，其特征在于将待检测油煤浆输送到检测罐时，打开检测罐入口阀，将待检测油煤浆溶胀罐内的油煤浆输送到所述检测罐中至指定高度后关闭所述检测罐入口阀。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述油煤质量比a为97-30:3-70。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述离心机的转速多800r/min，离心时间多 3min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述溶胀度检测周期>lh。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述油为原油、常压渣油、减压渣油、催化油浆、脱油沥青和煤焦油中的一种或者多种组合，所述煤为烟煤和/或褐煤。7.—种在线控制煤的溶胀度的方法，其特征在于根据权利要求1-6任一所述的方法进行检测，当Q位于合格范围内时溶胀罐正常运行，否则启动控制所述油煤浆溶胀罐的溶胀条件的蒸汽气动阀优化操作条件，所述Q的合格范围为Q多1.1。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述蒸汽气动阀用来改变溶胀罐的搅拌速度和/或溶胀温度，通过自动控制和/或手动控制。9.权利要求1-8任一所述的方法的一种在线检测和控制煤的溶胀度的装置，其特征在于包括依次连接的油煤浆溶胀罐和检测罐，所述检测罐的底部具有离心机，侧部具有液位指示仪，还包括蒸汽气动阀，与所述油煤浆溶胀罐的搅拌装置和加热装置连接。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于在所述油煤浆溶胀罐和检测罐之间的管路上具有检测罐入口阀，与栗连接。
【专利摘要】本发明提供一种在线检测和控制煤的溶胀度的方法和装置，将油煤浆溶胀罐内溶胀完毕的油煤浆部分输送到检测罐中，根据油煤质量比a、煤粉的密度为ρ、检测罐的底面积s以及测定的检测罐内油煤浆的总质量m，计算未溶胀的煤粉在所述检测罐中的液位高度h1＝m/ρ·s·(a+1)，然后启动所述检测罐下部的离心机旋转所述油煤浆至油、煤分层后测定煤层的液位高度h2，从而确定煤的溶胀程度Q＝h2/h1，当Q位于合格范围内时溶胀罐正常运行，否则启动控制所述油煤浆溶胀罐的溶胀条件的蒸汽气动阀优化操作条件。通过本发明的方法检测和控制煤的溶胀度，可以保证煤炭转化率及加氢反应油收率和质量，具有非常好的效果和工业推广价值。
【IPC分类】G01N13/04, B01F15/04, B01F1/00, C10G1/00, G01N15/08, C10G1/06, B01F7/16, C10G1/04
【公开号】CN105349163
【申请号】CN201510695579
【发明人】李苏安, 邓清宇, 王坤朋
【申请人】北京中科诚毅科技发展有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月23日