[發明專利]一種低能耗完全間斷粒度級配的水煤漿及其制備方法

有效

• 申請號: 201910237795.0
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109880663B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 李發林;王國房;何紅興;邊岳;蘇鑫;王建軍;蔡洪濤;杜麗偉;張桂玲;張靜
• 申請（專利權）人: 煤科院節能技術有限公司;煤炭科學技術研究院有限公司
• 主分類號: C10L1/32
• 分類號: C10L1/32;C10L1/24;C10L1/188
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

本發明公開了一種低能耗完全間斷粒度級配的水煤漿及其制備方法。該水煤漿包括煤粉、添加劑和水；所述煤粉包括中顆粒物料研磨至平均粒徑≤45μm的顆粒物料和平均粒徑為100～300μm的大顆粒與平均粒徑為40～100μm的小顆粒物料混合組成；所述中顆粒物料占所述煤粉總質量的5～30％；所述添加劑選自木質素磺酸鹽、腐植酸鹽或萘磺酸甲醛縮合物；所述添加劑與所述中顆粒物料干基質量比為0.1～1：100；所述水煤漿質量百分濃度為55～70％。其制備方法是將煤粉制成粗漿后利用兩次分級和一次濃縮工藝，將中顆粒煤漿從粗漿中分離，分離出的中顆粒煤漿經過超細研磨后再與原粗漿中的大顆粒和小顆粒煤漿混合。本發明低能耗完全間斷粒度級配工藝，與傳統制漿技術相比，成品漿濃度大幅提升。

技術領域

本發明涉及一種低能耗完全間斷粒度級配的水煤漿及其制備方法，屬于水煤漿技術領域。

背景技術

水煤漿是由不同粒度分布的煤、水和添加劑經過剪切等手段制備出的液態混合物，可作為煤基液體燃料用于電站鍋爐、工業鍋爐和工業窯爐代油、代氣、代煤燃燒發電或供氣，亦可用作氣化原料，用于氣化爐制合成氣，生產合成氨、甲醇、烯烴等化工產品。隨著水煤漿的大規模推廣與應用，對水煤漿品質的需求越來越高，其中成漿濃度是水煤漿生產工藝中的一個主要考核指標，成漿濃度偏低會降低燃料水煤漿熱值，而氣化水煤漿應用過程中成漿濃度偏低會使得氣化中有大量的熱量被水氣化潛熱帶走降低氣化效率。測算發現，煤漿濃度每提高1個百分點，煤漿熱值可提高60kcl/kg，比煤耗可降低10kg/kNm³，比氧耗可降低10Nm³/kNm³，有效氣成分提高0.8個百分點，燃燒和氣化效率顯著提高。因此開發先進的制漿技術，提高水煤漿濃度，提升水煤漿燃燒、氣化的效率和經濟性是現階段水煤漿產業發展的重要研究方向。

對水煤漿制漿工藝進行大量應用研究表明，完善的制漿工藝中水煤漿粒度級配是影響水煤漿濃度、粘度和流變性的關鍵因素。國內絕大多數企業的水煤漿制備系統多采用單棒/球磨機制漿工藝(第一代制漿技術)，該工藝流程簡單，但存在水煤漿粒度級配不合理，制備的水煤漿濃度普遍偏低，且水煤漿流態、穩定性差等問題。而現階段逐漸成為主流的第二代分級研磨水煤漿制備技術，是通過粗磨機和細磨機的有機結合，可在一定程度上優化水煤漿的粒度級配，使成漿濃度獲得一定提高。但該技術僅是在成品漿中補充一定量平均粒徑為20μm的細煤粒，實現45μm粒度范圍內的小幅度提高，未能實現完善的粒度級配過程，水煤漿提濃效果有限，無法滿足日益發展的行業需求。

前兩代制漿技術利用的是連續級配原理，符合連續尺寸堆積理論，操作簡單，但粒度分布連續，調節空間較小，調節難度較大，因此提濃效果有限。

發明內容

本發明的目的是提供一種低能耗完全間斷粒度級配的水煤漿及其制備方法，本發明通過分級和超細研磨，使粒度區間分布出現斷層，實現水煤漿顆粒的完全間斷粒度級配，細顆粒充分填充粗顆粒形成的孔隙，形成效率極高的緊密堆積狀態，同時細顆粒的存在可提高煤漿流動性，煤漿濃度大幅提高；此外控制的細磨機入料粒度可有效提高細磨機的工作效率，降低能耗。

本發明提供的一種低能耗完全間斷粒度級配的水煤漿，該水煤漿包括煤粉、添加劑和水；

所述煤粉包括中顆粒物料研磨至平均粒徑≤45μm的顆粒物料和平均粒徑為100～300μm的大顆粒與平均粒徑為40～100μm的小顆粒物料混合組成；所述中顆粒物料占所述煤粉總質量的5～30％；

所述添加劑選自木質素磺酸鹽、腐植酸鹽或萘磺酸甲醛縮合物；

所述添加劑與所述中顆粒物料干基質量比可為0.1～1：100，具體可為0.5:100；

所述水煤漿質量百分濃度可為55～70％。