[發明專利]一種制備水煤漿的方法

有效

• 申請號: 201510397704.1
• 申請日: 2015-07-08
• 公開（公告）號: CN105038878B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 何國鋒;段清兵;呂向陽;張勝局
• 申請（專利權）人: 中煤科工清潔能源股份有限公司
• 主分類號: C10L1/32
• 分類號: C10L1/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,侯桂麗

技術領域

本發明屬于水煤漿制備領域，涉及一種制備水煤漿的方法，具體涉及一種由低階煤制備水煤漿的方法，特別涉及一種由褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤等難成漿性煤制備水煤漿的方法。

背景技術

我國能源結構具有富煤、貧油、少氣的特點，煤炭約占我國能源消費的70％，且在以后較長的時間內，煤炭作為我國主要能源仍將無法改變。

水煤漿是用一定級配細度的煤粉與水混合而成的，具有一定穩定性和流動性，可長距離泵送的漿狀煤炭產品，是一種清潔煤基流體燃料和原料，具有制備、儲存、輸送和使用方便的優點，已在我國大規模推廣應用。水煤漿含有大約60～70％的煤、30～40％的水和少量的添加劑通過物理加工得到，它能夠像油一樣運輸、儲存、霧化和穩定著火燃燒，熱值相當于燃料油的一半。

我國的煤炭儲量豐富，但以變質程度較低的低階煤為主，且集中分布在我國煤化工發展地區——陜西、內蒙古、新疆等地。低階煤變質程度低，內部水分含量大，孔隙發達，含氧官能團多，熱值低，屬于難成漿煤。煤的成漿性是用煤制備水煤漿難易程度及制成的水煤漿性能優劣程度的量度。

難成漿煤的自身特點導致很難將其制備成符合煤化工和燃燒需要的水煤漿。水煤漿的質量濃度直接影響其著火性能和熱值，濃度越大，含水量越小，越容易點燃且熱值高，但流動性變差。

從氣化和燃燒效率的角度來看，水煤漿的濃度應該越高越好，所以如何開發一種由難成漿性的低階煤制備得到高濃度水煤漿的方法在本領域是亟待解決的問題。

級配是制備高濃度水煤漿的關鍵技術，尤其對于難制漿煤種更加重要。高濃度水煤漿分散體系在某種意義上可以看作是由各種粒度級粉構成的粒子床，其孔隙度為0.4左右，理想狀況下，當這些空隙被誰完全填充時，水煤漿濃度可以高達65％，高于此濃度時，擁擠條件下粉顆粒之間的強烈摩擦作用會使體系粘度急劇增大。而通過最優化粒度組合，能夠盡可能調整顆粒間相互作用的位置和環境。雖然現有技術公開了很多公式來輔助計算何種粒度分布更加有利于難成漿煤的成漿效果，但是公式大多受到各種實際條件的限定，如原料煤顆粒的不規則性和各級粒度的不均一性，各級粒度組成比例與理論分析結論有一定的差距，無法滿足實際的需要。

而煤的成漿濃度與煤的性質密切相關，對于褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤等難成漿性煤，理想狀況下，這類難成漿煤的成漿濃度在50％～60％變化。

因此，本領域亟需開發一種將難成漿制備成高濃度水煤漿的方法。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種制備水煤漿的方法，所述方法包括如下步驟：

(1)將低階煤進行破碎至13mm以下，得到第一漿料；

(2)將部分第一漿料與水按質量比3～4:4～2混合，得到第二漿料；將剩余的第一漿料干燥，并進行選擇性篩分，得到粒徑為150～1000μm的第八漿料；

(3)將第二漿料濕法整形粗磨得到第三漿料；

(4)將部分的第三漿料脫水提質得到第四漿料；將剩余的第三漿料與水按質量比1:0～2混合進行細磨，得到第五漿料；

(5)將部分的第四漿料計作第六漿料；將剩余的第四漿料返回濕法整形粗磨與第三漿料混合，和/或返回細磨階段與第五漿料混合；

(6)將部分第五漿料計作第七漿料；將剩余的第五漿料進行超細研磨，得到第九漿料；

(7)將第八漿料、第六漿料、第七漿料和第九漿料按質量比6～9:3～1:2～1:1混合，經捏混、強剪切處理后，即可得到水煤漿產品；

其中，第三漿料粒徑≤2.4mm，且小于或等于75μm物料占到總物料的30％以上；第五漿料粒徑≤0.5mm，且小于75μm物料占到總物料的95％以上；第九漿料粒徑≤0.3mm，且小于45μm物料占到總物料的95％以上。

圖1是本發明制備水煤漿的工藝流程圖。

本發明通過分步將難成漿干煤粉碎，之后分部分進行粗磨、脫水、細磨、超細磨等步驟，采用特定的比例混合后，完美的填充了煤顆粒堆積時的空隙，提高了堆積效率，從而提高了水煤漿的濃度。

在本發明步驟(2)和步驟(4)中，與水混合過程中添加有添加劑，所述添加劑的添加量為干煤質量的0.1～2wt％。

在制備水煤漿過程中，添加劑能夠起到改變煤顆粒的表面性質，提高其在水中的分散程度的作用，使水煤漿有良好的流變特性和穩定性。

優選地，所述添加劑選自木質素磺酸鹽、腐植酸鹽和萘磺酸甲醛縮合物中的任意1種或至少2種的組合。