[发明专利]可滤式制浆装置及利用该装置制备高浓度水煤浆的方法

说明书

技术领域

本发明属于煤化工技术领域。具体地，本发明涉及一种新型的可滤式制浆装置，以及利用该装置制备高浓度水煤浆的方法。 

背景技术

水煤浆是一种新型低污染的煤基流体燃料，可以替代重油或燃气。它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有像石油和天然气一样的特性，既可以通过管道长距离输送，也可以泵送、雾化、贮存和燃烧气化。目前水煤浆气化技术已成为运转和在建的大型煤气化装置中采用最成熟的煤气化技术。 

中国能源结构的特点是缺油富煤少气，在中国的能源消费结构中，煤约占70%。在较长的时间内，中国以煤炭为主的能源结构和化工原料结构都很难改变。 

虽然中国煤炭储量丰富，但主要是变质程度较低的低阶煤，由于其含氧量高，内水含量高等特点，会在煤表面形成坚固的水化膜，导致其难以获得高浓度的水煤浆或需要采用较复杂的制备工艺和付出较高成本才能制成高浓度的水煤浆。而从气化和燃烧效率的角度来看，水煤浆的浓度无疑越高越好。 

目前，现有的制备高浓度水煤浆的方法是采用三个不同的装置将脱水、加剂和制浆步骤单独进行，制备复杂，生产成本较高。特别是，脱水方式主要采用的是离心脱水方式和闪蒸方式。离心方式在离心过滤时，容易堵塞且使部分煤粉损失。闪蒸脱水方式一般需要采用多级闪蒸，对设备要求较高，投入成本大。因此，开发一种新型的用于制备高浓度水煤浆的装置和方法具有重要的意义。 

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明的一个目的是提供一种集降温减压、脱水、加剂和制浆等功能于一体的可滤式制浆装置。本发明的另一个目的是提供一种利用该可滤式制浆装置制备高浓度水煤浆的方法。 

一方面，本发明提供了一种可滤式制浆装置，该可滤式制浆装置为密闭装置，包括： 

设置在所述可滤式制浆装置内部的搅拌器， 

设置在所述可滤式制浆装置内部且位于所述搅拌器下方的滤膜， 

设置在滤膜上的阀门，用来放出水煤浆料， 

位于所述滤膜上方的水煤浆进料口、气体出口和添加剂进料口，以及 

位于所述滤膜下方的水出口和与所述阀门相连通的水煤浆出料口。 

根据本发明的可滤式制浆装置，所述可滤式制浆装置还包括位于所述滤膜上方的反冲洗水入口；优选地，所述可滤式制浆装置还包括位于所述滤膜下方的气体入口。 

根据本发明的可滤式制浆装置，所述滤膜的孔径小于700目；优选地，所述阀门为电动阀门或气动阀门，更优选地，所述阀门为电动或气动球阀；最优选地，所述阀门与水煤浆出料口通过水煤浆中心管相连通。 

本发明人意外地发现，通过设置气体出口，不仅可以排出改质水煤浆所释放的大量的热，从而产生与闪蒸脱水方式相近的降温降压效果，还可以排出在一些实施方案中通过所述气体入口通入桶体内的为使添加剂与改质水煤浆作用更加充分或疏松滤饼的气体，也可以通过该气体出口在过滤之前将可滤式制浆装置抽成真空，从而制得更高浓度的水煤浆。 

另一方面，本发明还提供一种利用上述可滤式制浆装置制备高浓度水煤浆的方法，该方法包括以下步骤： 

（1）将原煤破碎，加水，制得预处理煤浆； 

（2）将步骤（1）制得的预处理煤浆进行水热处理，制得改质水煤浆； 

（3）将步骤（2）制得的改质水煤浆加入到所述可滤式制浆装置内，搅拌、脱水，然后加入添加剂，搅拌，即制得所述高浓度水煤浆；其中，所述高浓度水煤浆的质量浓度为55～70%。 

在上述方法中，步骤（1）中所述预处理煤浆的质量浓度为30～50%。 

在上述方法中，步骤（2）中所述水热处理的压力为1.5～16.5MPa，优选为3.8～9MPa；温度为200～350℃，优选为250～300℃；时间为10～60min，优选为15～30min。 

在上述方法中，步骤（3）中所述的添加剂占干基煤重的0.1～1%，优选为0.2～0.7%，最优选为0.5%。 

在上述方法中，所述添加剂选自分散剂、稳定剂、消泡剂、pH调节剂和杀菌剂中的一种或几种。 

在上述方法中，在进行步骤（2）之前，还需对所述预处理煤浆进行预热处理。 

在上述方法中，所述预热处理是在环管换热器或立式加热器中进行的。 

下面通过一个优选实施方案来对本发明上述方法做进一步详细描述： 

首先，将原煤破碎，破碎装置可以采用本领域已知的装置来进行，例如可以采用常规的碎煤机；