[发明专利]高浓度混合水煤浆

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要由煤和水混合细化生成流体含碳燃料的方法。

背景技术

优质水煤浆通常由含较高挥发分和热值、较低灰分和内水的优质烟煤作为主要生产原料。影响水煤浆质量的指标包括浓度、流动性和稳定性。低阶煤，包括褐煤，以下以褐煤作为代表，通常含有较高的挥发分和较低灰分，因为含内水较高，严重影响成浆浓度，在作为燃料或煤化工原料时，经济性欠佳。但是经多方研究，由褐煤制成的水煤浆通常具有强烈的假塑性，因此有着超乎寻常的稳定性，并且这种假塑性与褐煤水煤浆的粒度显著相关，粒度越细，假塑性越强。

水煤浆的稳定性，在很大程度上是由浆体内的大颗粒群决定的。在水煤浆静止状态下，大颗粒带动一部分小颗粒迅速沉降，在容器底部形成密实的硬沉淀，影响水煤浆的输送的使用。大颗粒对水煤浆的稳定性不利。

根据堆积理论，由适当比例粒度差别较大的颗粒容易形成较高的堆积密度，在水煤浆中则可在保持良好流动性的前提下获得较高的浓度。从提高浓度的角度，水煤浆中需要较多的大颗粒。

试验表明，在强假塑性的水煤浆中，大的煤颗粒仍可长时间保持悬浮状态。

褐煤中的内水，存在于毛细管孔及微小缝隙中毛细水占到很大的比例，破坏褐煤的毛细管孔和微小缝隙可以将一部分内水转为外水。

根据以上原理和事实，本发明创造一种新的具有良好经济性混合水煤浆新方法。

发明内容

该方法的步骤是：

A.其特征是将高阶煤破碎制成控制粒度上限D在水煤浆最终用户许可范围内和小于指定粒度D1的小颗粒成分百分比P1在规定数值以下的粗煤颗粒；

B.将低阶煤与适当比例的水和常规添加剂碎化制成控制大于指定粒度D2的大颗粒成分百分比P2在规定数值以下和平均粒度D3不大于规定数值的细煤浆体；

C.将所述的粗煤颗粒与所述的细煤浆体按适当配比IP混合并剪切匀化成具有符合目前行业标准规定流动性的水煤浆。

步骤A.B为并行步骤，顺序颠倒对本方法没有实质性的影响。

由于颗粒较大，粒度分布窄，如果用步骤A制成的粗颗粒煤单独制浆，浓度和稳定性都没有优势。在步骤B中，部分褐煤内水转化成外水，但由于粒度过细，浓度可能比普通方法制成的褐煤水煤浆还要低。但由于超细褐煤水煤浆具有超常的假塑性，将以上两种原料混合剪切匀化以后，粒度级配得到优化，粗煤颗粒的占位效应和褐煤细化产生的内水解放效应均得到利用，制成的混合水煤浆的稳定性也具有可靠的保障。最重要的是，这种混合水煤浆的制作，在保证水煤浆浓度和流动性的前提下，可以利用更多比例的褐煤。

粗煤颗粒的具体生产技术在现有技术中具有非常广的选择，常见的辊式、锤式、反击式、盘式破碎机及雷蒙磨等干式粉碎设备，和球磨机棒磨机等干湿两用设备均可以选择。为了控制细颗粒的比例，通常采用破碎加分级，大比例大颗粒返回入料的方式生产。分级可采用振动筛、风力分级机或水力分级机。

细煤浆体可以采用雷蒙磨、球磨机、棒磨机等干式制粉加调浆生产，也可用球磨机、棒磨机、振动磨机搅拌磨等湿式制浆方式，优先考虑后者。中国专利CN102430380A公开了一种流体激波反应器，特别适合用来生产这种细煤浆体。

为了去除细煤浆体中的大颗粒，适合用粉碎加分级，小比例大颗粒物返回入料的方式生产。

国专利CN103586141A公开了一种离心分离机，其中实施例2、3，特别是实施例3，适合用来分离这种细煤浆体中的大颗粒。

根据不同的应用和选用的原料煤不同，该方法所采用的工艺参数可以在以下数值中取舍：

1.D＝100-3000μm，D1＝50-300μm，P1＝1-20％，D2＝20-100μm，P2＝1-20％，D3＝2-30μm，IP＝0.05-9.5。

2.D＝200-1000μm，D1＝50-200μm，P1＝5-10％，D2＝20-50μm，P2＝5-10％，D3＝5-15μm，IP＝0.1-9。

3.D＝300μm，D1＝79μm，P1＝10％，D2＝20μm，P2＝10％，D3＝7.5μm，IP＝0.3-3。

4.D＝1000μm，D1＝100μm，P1＝10％，D2＝20μm，P2＝10％，D3＝7.5μm，IP＝0.3-3