[發(fā)明專利]制備超細煤粉的方法和裝置、超細煤粉及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210097731.7
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN116550445A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李君;董陽;劉臻;郭屹
• 申請（專利權(quán)）人: 國家能源投資集團有限責(zé)任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: B02C19/06
• 分類號: B02C19/06;B02C19/00;B02C23/02;B02C23/10
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 鄒飛艷

本發(fā)明涉及超細煤粉制備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種制備超細煤粉的方法和裝置、超細煤粉及其應(yīng)用，包括：將粒徑≤3mm的含煤原料送入氣流磨機，采用水蒸氣對含煤原料進行蒸汽力研磨得到煤粉，其中，水蒸氣的壓力為0.5?1.2MPa，溫度為180?320℃，進入氣流磨機磨腔的水蒸氣的氣速為360?1200m/s，氣流磨機磨腔內(nèi)的壓力為?2Kpa?0KPa；將煤粉送入進行分選，符合粒徑的煤粉送入布袋除塵器收集得到超細煤粉，超細煤粉的粒徑Dsubgt;97/subgt;≤10um，球形度為0.5?1；本發(fā)明提高了煤粉的單機處理量，研磨后的煤粉粒徑能夠達到0.1μm，提高了工作效率和整個一次能源效率利用，節(jié)能減排且降低生產(chǎn)成本，滿足了煤制高端碳材料及納米碳氫燃料等領(lǐng)域?qū)υ系牧６燃盎曳值囊螅瑪U大了煤制碳素材料在高端產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超細煤粉制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種制備超細煤粉的方法和裝置、超細煤粉及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

煤制炭素材料是以煤為主要原料制取的高碳材料。如煤基石墨烯、負極材料、陽極材料、碳量子點、多孔碳等，這些煤基高端碳材料對煤的粒徑、灰分等均具有一定的要求，提供超細超純的原料煤是煤制備高端碳材料的先決條件。因此如何制備超純超細的原料煤也成為國內(nèi)外研究的熱點和難點。

與此同時，煤炭作為燃料進行使用時，實現(xiàn)煤炭的高效、清潔使用，使其成為煤基特種燃料，達到燃燒效率高、污染物排放低的特點是煤炭作為燃料屬性未來一段時間的研究熱點，而制備超純超細煤粉，實現(xiàn)其微納級別，達到顆粒度小、不但可以實現(xiàn)表面活性高，灰、硫含量較低，而且能夠保證進入鍋爐后燃燒充分、燃盡率高、底渣排放量較低、節(jié)能效果顯著，減少二氧化硫、氮氧化合物及煙塵排放，因此是目前雙碳背景下的研究大趨勢。

CN?103990539B公布了一種控制氣流磨裝置氣流的方法和氣流裝置，其包括恒壓供氣裝置和帶有側(cè)噴口和底噴口的粉碎室，所述側(cè)噴口和所述底噴口具有一個共同的進氣口，所述共同進氣口經(jīng)由至少兩條分別設(shè)置管道閥的管道連接所述恒壓裝置，每個管道分別具有不同的直徑，且上一級較大管道的直徑均為下一級較小管道直徑的1.5-4倍，通過所述最大管道流入的氣體流量或通過所述全部管道流入的氣體流量之和為所述氣流磨裝置的設(shè)定流量。該技術(shù)主要針對氣流磨內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行詳細的專利發(fā)明和保護，暫未涉及到氣流磨的整個工藝流程，特別是對于氣流所用載氣，對于載氣是蒸汽還是惰性氣體或空氣，整個操作過程存在嚴(yán)重的不同，特別是對于煤粉這種易燃易爆固體，且煤粉在320至800℃之間會發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生焦油，同時煤粉的粘度會顯著增加，若用常規(guī)的惰性氣體，則不存在相應(yīng)的問題。而且對于惰性氣體或空氣等載氣，由于受到空壓機的限制，目前的單臺設(shè)備的研磨處理能力很難超過1t/h的生產(chǎn)量。

CN?105728156?B公布了一種超純煤的制備工藝，適用于礦物分離技術(shù)領(lǐng)域中使用。將50mm低灰無煙煤經(jīng)高效破碎機破碎后進入三產(chǎn)品干擾床中進行分選，得到粗精煤、中煤、矸石；粗精煤經(jīng)三次旋流篩分級，煤泥離心機脫水后得到粗粒超純煤產(chǎn)品；中煤經(jīng)一次粗磨后進入弧形篩分級，弧形篩篩上進入螺旋分選機拋尾，輕產(chǎn)物二次細磨后與三產(chǎn)品旋流篩篩下、溢流、煤泥離心機離心液以及弧形篩篩下一同進入浮選設(shè)備浮選，得到細粒超純煤產(chǎn)品。該發(fā)明專利的技術(shù)產(chǎn)品主要是針對粒徑在毫米級別的，而對于微米級別的粒徑，該技術(shù)則無法處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的氣流磨的工作氣對于煤粉的破碎存在易燃易爆的風(fēng)險和破碎后的煤粉粒徑難以達到微納米級的問題，提供一種制備超細煤粉的方法和裝置、超細煤粉及其應(yīng)用，該發(fā)明避免了煤粉研磨過程中的自燃爆炸現(xiàn)象且煤粉的粒徑能夠達到納米級別。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種制備超細煤粉的方法，該方法包括：

將粒徑≤3mm的含煤原料送入氣流磨機，采用水蒸氣作為工作氣對所述含煤原料進行蒸汽力研磨得到煤粉，其中，所述水蒸氣的壓力為0.5-1.2MPa，溫度為180-320℃，進入氣流磨機磨腔的所述水蒸氣的氣速為360-1200m/s，氣流磨機磨腔內(nèi)的壓力為-2KPa-0KPa；