[發明專利]一種超臨界二氧化碳降粘遠程輸送水煤漿的方法

有效

• 申請號: 201410432482.8
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104312647A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 孫平;李學坤;楊菊香;薛敏;苗月琦
• 申請（專利權）人: 西安文理學院
• 主分類號: C10L1/32
• 分類號: C10L1/32;C10J3/50
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

技術領域

本發明屬于煤化工技術領域，具體涉及一種利用超臨界二氧化碳降粘遠程輸送水煤漿的方法。

背景技術

水煤漿是70年代興起的新型煤基液體燃料，由煤、水和少量的化學添加劑，經過一定的工藝流程加工而成，其燃燒時火焰中心溫度較低，燃燒效率高，煙塵、硫化物及氮氧化物排放量都低于燃油和燃煤，不產生焦油等污染物。許多國家基于長期的能源戰略考慮，將其作為以煤代油的燃料技術進行研究、開發和儲備，且已實現商業化使用。中國是一個富煤、少氣、貧油的國家，因此我國一直致力于水煤漿的研發工作，并于1983年5月攻關研制出了第一批水煤漿試燃燒成功。近年來，我國的水煤漿制備技術和燃料技術發展很快，并達到了國際水平，先后完成了動力鍋爐、電廠鍋爐、軋鋼加熱爐、熱處理爐、干燥窯等爐窯燃用水煤漿的工程試驗。水煤漿技術已被列為我國能源發展重點推廣技術，也是煤炭工業潔凈煤技術優先發展重點技術之一。目前，水煤漿技術面臨的最大問題是高深度水煤漿粘度太大，不利于遠程輸送，主要是就近使用，嚴重阻礙了水煤漿技術的大規模應用。因此，研發水煤漿的降粘輸送技術對水煤漿技術的大范圍推廣應用有重要意義。

在煤漿輸送研究中，液態二氧碳是一種可能替代水制備煤漿的物質，由此制備的煤漿被稱為液態二氧化碳煤漿，即將液態二氧化碳與極細的煤粉混合形成液態二氧化碳煤漿。這種液態二氧化碳煤漿不能在常溫常壓下制備，通過高壓和低溫制備的煤漿不能直接用作燃料，在最終使用時，還需將二氧化碳通過減壓閃蒸出來，只將煤粉用于燃燒。中國專利86102096公開了一種改進的用液態二氧化碳為載體用于煤漿輸送系統中，可使火力發電效率提高。然而，利用液態二氧化碳制備輸送煤漿后，二氧化碳經過一系列復雜的閃蒸系統分離出來，雖然可以通過換熱過程回收能量，但如果需將二氧化碳收集再利用，壓縮過程還需消耗能量，在能量轉化過程中必然存在著能量損失，因此，利用這種方式并沒有真正地實現節能。如果將二氧化碳直接排放，仍會造成環境污染。此專利中提到的將二氧化碳再用于采油，這種方式仍需再壓縮，所以能耗仍是一個難以解決的問題。液態二氧化碳煤漿還有一個關鍵問題是不能在常溫常壓條件下制備煤漿，因此，發展出了一種反相二氧化碳煤漿，這種制漿方法是在沒有化學添加劑存在的條件下，先將煤與水混合制成水煤漿，然后再與高壓二氧化碳混合，使煤與二氧化碳相形成二氧化碳煤漿，而分離出來的水循環使用。這種方式僅解決了二氧化碳煤漿的常溫常壓制備問題，但仍存在二氧化碳最終利用的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有水煤漿由于粘度大導致遠程輸送成本高的缺點，提供一種通過超臨界二氧化碳降低水煤漿粘度進行遠程輸送的方法。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：將水煤漿送入高壓混合罐內，并向高壓混合罐下部通入超臨界二氧化碳，在溫度為40～50℃、壓力為4～10MPa下攪拌混合均勻，所得混合漿從高壓混合罐底部排出，直接由高壓泵遠程輸送至氣化爐氣化。

本發明的有益效果如下：

1、由于超臨界二氧化碳的加入，使水煤漿的粘度顯著降低，由于溫度為40～70℃、壓力為4～10MPa的條件和添加劑的存在，并沒有使水煤漿反相變成二氧化碳煤漿。與水煤漿形成反相乳液的超臨界二氧化碳不需要分離，可直接進入氣化爐。

2、由于加入了二氧化碳，可使氣化爐內生成二氧化碳的反應平衡中產物的濃度增加，從而抑制了生成二氧化碳反應的程度，有利于進一步提高氣化效率。

3、本發明可利用煤化工現有設備經簡單改造達到降粘輸送的目的，具有易工業化，連續操作，不僅可降低水煤漿粘度，而且二氧化碳與水煤漿一起進入氣化爐中被氣化，使氣化過程中的碳轉化率和冷煤氣效率提高，煤耗降低，氧耗降低。

附圖說明

圖1是本發明的工藝流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明的保護范圍不僅限于這些實施例。

實施例1

將杭來灣煤放入制樣機中研磨30秒，得到粒度分布如表1所示的煤粉。

表1煤粉的粒度分布