超低灰水煤漿的製備方法
2023-05-11 04:39:36 1
專利名稱：超低灰水煤漿的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種水煤漿的製備方法，進一步涉及一種超低灰分水煤漿的製備方法。
背景技術：
現有製備可替代鍋爐用重油燃料的煤基燃料水煤漿技術，已成功地解決了煤顆粒的破碎製漿問題，並已得到廣泛的工業應用。但利用煤基燃料更直接更廣泛地替代石油產品，如不改造燃油鍋爐直接燃用煤基漿體燃料，煤基漿體燃料用於內燃機或燃氣輪機，需要進一步降低煤中灰分尤其是可能造成設備磨損的無機顆粒成分。現有的超潔淨煤的製備方法可以參見2003年1月8日授權公告的發明專利CN97116584，其原理是在破碎成微細顆粒的水煤漿中加入乳化油，使得表面疏水的煤顆粒結成較大的團粒，而親水的礦物顆粒不會結團，然後用普通泡沫浮選法選出超低灰精煤。該方法的缺點是對含有較多疏水的硫鐵礦成分的煤效果較差，需要消耗較多的藥劑，最終產品的灰分含量不易控制而是總體上取決於原料煤的性質。
發明內容
本發明介紹了一種不需要消耗藥劑，對含較多硫鐵礦成分煤種仍然適用的工業化製備超低灰分的水煤漿的方法。該方法包括以下步驟方法一A.用溼法或幹法破碎方式將原料煤破碎至規定粒度上限以下並製成適當濃度的漿體；B.用漿體漿體顆粒分離設備將步驟A製備的煤按密度從高到低分選為尾煤、中煤和精煤，根據最終產品灰分含量標準調整精煤輸出比例，輸出精煤漿體和尾煤漿體；C.對步驟B產生的中煤用溼法再破碎；D.步驟C的產物進入步驟B。如果以上方法的步驟A採用溼法破碎，其步驟還可以調整為方法二A.用溼法破碎方式將原料煤破碎並分級至規定粒度上限以下並製成濃度適當的漿體；B.用漿體顆粒分離設備將步驟A製備的煤按密度從高到低分選為尾煤、中煤和精煤，根據最終產品灰分含量標準調整精煤輸出比例，輸出精煤漿體和尾煤漿體；C.步驟B產生的中煤進入步驟A。該方法的理論依據是煤的絕大部分礦物成分是獨立存在或與煤的有機體連生的礦物顆粒，獨立的礦物顆粒或僅含有少量有機體的連生體因其比重高於煤純淨有機體，在普通的選煤過程中以矸石的形式被分離出去，與相近或較高比例的煤有機體連生的礦物顆
3粒因顆粒整體的比重與純煤顆粒相差不大，在跳汰過程中難以被分離。在對這部分連生體進行循環破碎後，有機體和礦物顆粒最終會的到解離，並在漿體顆粒分離過程中被分選到精煤或尾煤產品中。最後進入最終產品的少量無機礦物成分包括存在於煤顆粒內的非顆粒形態的礦物質，顆粒極細並少量分散於煤顆粒中礦物質，和顆粒極細黏附在煤顆粒上或小至漿體顆粒分離設備不能分離的礦物顆粒。這種方法可以明顯提高精煤的產率，同時還可以改善煤漿體燃料的粒度級配，從而改善燃料的流動性或提高燃料的顆粒濃度。在這些步驟中，離心跳汰是關鍵的步驟。根據斯託克定律，當煤顆粒破碎到一定的粒度以下，在普通重力場下的漿體中沉降速度非常慢，甚至在顆粒之間的微小作用力和漿體中的極微細顆粒物質的幹擾下不發生沉降，因此普通跳汰設備不能對其進行分選。離心跳汰機的原理是將普通跳汰機置於離心力和重力合成的具有至少數十倍重力加速度的力場中，使微小的煤顆粒得以在漿體中發生足夠快速的沉降，因此可以對精細煤漿體進行汰選。這種離心跳汰機的詳細情況在先於本專利公開的中國專利申請CN201010123867. 8中進行了詳細說明。在漿體產品粒度上限及平均粒度較大時，如粒度上限為0.2mm，平均粒度約 0. 075mm時，可以使用其他的漿體顆粒分離設備。如加拿大SEPRO SYSTEMS INTERNATIONAL 公司(位於加拿大，卑詩省)生產的i^lcon C系列離心選礦機。該設備只能分離出兩種產品，因此要將每漿體分成精煤、中煤和尾煤至少需要分成兩個步驟。方法步驟中所述的尾煤是指含有較多無機礦物成分的高比重分選產物，行業內有時也稱其為矸石。方法步驟中所述的最終產品是指本方法的所有步驟完成時獲得目標產品精煤漿體。方法步驟中所述的溼法破碎可以採用市售的球磨機、棒磨機、攪拌磨，也可以採用射流破碎技術。先於本專利公開的中國專利申請CN2010101238M. 0中介紹了一種綜合利用射流破碎和攪拌磨原理的漿體顆粒破碎裝置，特別適用於本專利所述的溼法破碎。方法步驟中所述的幹法破碎可使用市售的乾式球磨機、柱磨機，還可參考1997年 11月9日授權的美國專利US 5695130介紹的垂直軸漩渦流化床乾式精磨機。方法步驟中所述的適當濃度是指漿體的濃度便於用泵輸送，可以高於或低於最終產品的濃度。方法步驟中所述的粒度上限，對於不同用途的最終產品是個不相同的，比如最終用途是代替重油作為鍋爐燃料，其粒度上限可以在0. 2mm,如果是代替柴油作為內燃機燃料，其粒度上限可能要在0.01mm以下，甚至0. OOlmm以下。最終產品灰分含量標準根據不同的用途也不相同，如用於生產增碳劑、活性炭，灰分含量不大於2 %或1 %，如用於替代柴油，則灰分需不大於0. 5 %甚至更低。灰分含量是指按緩慢灰化法測得的灰分佔乾燥煤基質量的百分含量。根據最終產品灰分含量標準調整精煤輸出比例是指根據原料煤的性質和最終產品的灰分含量標準來調整漿體顆粒分離過程中的精煤輸出量，如果原料煤灰分含量低，最終產品灰分可以較高，則精煤輸出量大，精煤輸出比例高，反之精煤輸出比例低。本方法對所用原料煤的具體品種、來源並無特殊要求，但考慮到最終產品的用途和生產效率，以選擇低灰分，尤其是含粘土礦物質成分較少的低灰分的煙煤或無煙煤為優選。因為粘土礦物質在精選過程中易成為極微細的顆粒並與煤顆粒黏附在一起，增加了最終產品的灰分含量。對於原料煤的一般性處理如粗選，初步破碎，和對最終產品與脫灰無關的處理如脫水、漿體濃度調整或加入穩定劑等，因其為行業常識，故在本說明書中從略。
附圖1以乾式精細破碎為主的超低灰煤的製備流程示意圖附圖2以溼式精細破碎為主的超低灰煤的製備流程示意圖
具體實施例方式實施例1參見附圖1，將精粒煤倒入煤坑1，用卷揚料鬥提升機2將煤送入柱磨機3，每經柱磨機破碎至粒度-0. 1mm，用皮帶輸送機4送入攪拌桶5，由輸水管11加水攪拌調配至濃度 65%左右，用漿泵6輸入離心跳汰機7，調節精煤產率，使得灰度不超過2%，汰選產品中的精煤漿體泵入精煤漿儲罐8或進入後續工序，汰選產品中的尾煤槳泵入尾煤儲罐9或進行脫水外運，汰選產品中的中煤漿泵入球磨機10進行溼式研磨，然後泵回攪拌桶5。實施例2參見附圖2，將精粒煤倒入煤坑1，用卷揚料鬥提升機2將煤送入對輥破碎機12， 煤經對輥破碎機破碎至粒度-0. 5mm,用皮帶輸送機4送入攪拌桶5，由輸水管11加水攪拌調配至濃度65%左右，用高壓往復漿泵13加壓至10-40MPa，注入漿體顆粒破碎裝置14，從 14中輸出的粒度在-0. Olmm的合格漿體泵入離心跳汰機7，粒度在+0. Olmm的漿體泵回攪拌桶5，調節精煤產率，使得灰度不超過0.5%，汰選產品中的精煤漿體泵入精煤漿儲罐8或進入後續工序，汰選產品中的尾煤漿體泵入尾煤儲罐9或進行脫水外運，汰選產品中的中煤漿泵回攪拌桶5。
權利要求
1.一種超低灰分水煤漿的製備方法，其特徵是包括以下步驟A.用溼法或幹法破碎方式將煤破碎至規定粒度上限以下並製成適當濃度的漿體；B.用漿體顆粒分離設備將步驟A製備的煤按密度從高到低分選為尾煤、中煤和精煤， 根據最終產品灰分含量標準調整精煤輸出比例，輸出精煤漿體和尾煤漿體；C.對步驟B產生的中煤用溼法再破碎；D.步驟C的產物進入步驟B。
2.一種超低灰分水煤漿的製備方法，其特徵是包括以下步驟A.用溼法破碎方式將煤破碎並分級至規定粒度上限以下並製成濃度適當的漿體；B.用漿體顆粒分離設備將步驟A製備的煤按密度從高到低分選為尾煤、中煤和精煤， 根據最終產品灰分含量標準調整精煤輸出比例，輸出精煤漿體和尾煤漿體；C.步驟B產生的中煤進入步驟A。
3.如權利要求1或2所述的超低灰分水煤漿的製備方法，其特徵在於所述的粒度上限在0. 2mm以下。
4.如權利要求1或2所述的超低灰分水煤漿的製備方法，其特徵在於所述的粒度上限在0. Olmm以下。
5.如權利要求1或2所述的超低灰分水煤漿的製備方法，其特徵在於所述的粒度上限在0. OOlmm以下。
6.如權利要求1或2所述的超低灰分水煤漿的製備方法，其特徵在於所述的最終產品灰分含量不大於2%。
7.如權利要求1或2所述的超低灰分水煤漿的製備方法，其特徵在於所述的最終產品灰分含量不大於1%。
8.如權利要求1或2所述的超低灰分水煤漿的製備方法，其特徵在於所述的最終產品灰分含不大於0.5%。
9.如權利要求1或2所述的超低灰分水煤漿的製備方法，其特徵在於所述的溼法破碎採用專利申請號為CN2010101238M. 0的專利說明書中所公開的漿體顆粒破碎裝置。
10.如權利要求1或2所述的超低灰分水煤漿的製備方法，其特徵在於所述的漿體顆粒分離設備為專利申請號為CN201010123867. 8的專利說明書中所公開的離心跳汰機。
全文摘要
本發明涉及一種超低灰分水煤漿的製備方法，包括以下步驟A.用溼法或幹法破碎方式將煤破碎至規定粒度上限以下並製成適當濃度的漿體；B.用漿體顆粒分離設備將步驟A製備的煤按密度從高到低分選為尾煤、中煤和精煤，根據最終產品灰分含量標準調整精煤輸出比例，輸出精煤漿體和尾煤漿體；C.對步驟B產生的中煤用溼法再破碎；所述的粒度上限可以分別為0.2mm、0.01mm或0.001mm，所述的灰分含量可以分別在2％、1％或0.5％以下；這種方法可以明顯提高精煤的產率，同時還可以改善煤漿體燃料的粒度級配，從而改善燃料的流動性或提高燃料的顆粒濃度。
文檔編號F23K1/02GK102192520SQ20101012487
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月16日 優先權日2010年3月16日
發明者劉宏亮, 張傳忠, 汪景武 申請人:欽州鑫能源科技有限公司