[发明专利]一种制备水煤浆的方法

说明书

技术领域

本发明属于水煤浆制备领域，涉及一种制备水煤浆的方法，具体涉及一种由低阶煤制备水煤浆的方法，特别涉及一种由褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤等难成浆性煤制备水煤浆的方法。

背景技术

我国能源结构具有富煤、贫油、少气的特点，煤炭约占我国能源消费的70％，且在以后较长的时间内，煤炭作为我国主要能源仍将无法改变。

水煤浆是用一定级配细度的煤粉与水混合而成的，具有一定稳定性和流动性，可长距离泵送的浆状煤炭产品，是一种清洁煤基流体燃料和原料，具有制备、储存、输送和使用方便的优点，已在我国大规模推广应用。水煤浆含有大约60～70％的煤、30～40％的水和少量的添加剂通过物理加工得到，它能够像油一样运输、储存、雾化和稳定着火燃烧，热值相当于燃料油的一半。

我国的煤炭储量丰富，但以变质程度较低的低阶煤为主，且集中分布在我国煤化工发展地区——陕西、内蒙古、新疆等地。低阶煤变质程度低，内部水分含量大，孔隙发达，含氧官能团多，热值低，属于难成浆煤。煤的成浆性是用煤制备水煤浆难易程度及制成的水煤浆性能优劣程度的量度。

难成浆煤的自身特点导致很难将其制备成符合煤化工和燃烧需要的水煤浆。水煤浆的质量浓度直接影响其着火性能和热值，浓度越大，含水量越小，越容易点燃且热值高，但流动性变差。

从气化和燃烧效率的角度来看，水煤浆的浓度应该越高越好，所以如何开发一种由难成浆性的低阶煤制备得到高浓度水煤浆的方法在本领域是亟待解决的问题。

级配是制备高浓度水煤浆的关键技术，尤其对于难制浆煤种更加重要。高浓度水煤浆分散体系在某种意义上可以看作是由各种粒度级粉构成的粒子床，其孔隙度为0.4左右，理想状况下，当这些空隙被谁完全填充时，水煤浆浓度可以高达65％，高于此浓度时，拥挤条件下粉颗粒之间的强烈摩擦作用会使体系粘度急剧增大。而通过最优化粒度组合，能够尽可能调整颗粒间相互作用的位置和环境。虽然现有技术公开了很多公式来辅助计算何种粒度分布更加有利于难成浆煤的成浆效果，但是公式大多受到各种实际条件的限定，如原料煤颗粒的不规则性和各级粒度的不均一性，各级粒度组成比例与理论分析结论有一定的差距，无法满足实际的需要。

而煤的成浆浓度与煤的性质密切相关，对于褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤等难成浆性煤，理想状况下，这类难成浆煤的成浆浓度在50％～60％变化。

因此，本领域亟需开发一种将难成浆制备成高浓度水煤浆的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种制备水煤浆的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将低阶煤进行破碎至13mm以下，得到第一浆料；

(2)将部分第一浆料与水按质量比3～4:4～2混合，得到第二浆料；将剩余的第一浆料干燥，并进行选择性筛分，得到粒径为150～1000μm的第八浆料；

(3)将第二浆料湿法整形粗磨得到第三浆料；

(4)将部分的第三浆料脱水提质得到第四浆料；将剩余的第三浆料与水按质量比1:0～2混合进行细磨，得到第五浆料；

(5)将部分的第四浆料计作第六浆料；将剩余的第四浆料返回湿法整形粗磨与第三浆料混合，和/或返回细磨阶段与第五浆料混合；

(6)将部分第五浆料计作第七浆料；将剩余的第五浆料进行超细研磨，得到第九浆料；

(7)将第八浆料、第六浆料、第七浆料和第九浆料按质量比6～9:3～1:2～1:1混合，经捏混、强剪切处理后，即可得到水煤浆产品；

其中，第三浆料粒径≤2.4mm，且小于或等于75μm物料占到总物料的30％以上；第五浆料粒径≤0.5mm，且小于75μm物料占到总物料的95％以上；第九浆料粒径≤0.3mm，且小于45μm物料占到总物料的95％以上。

图1是本发明制备水煤浆的工艺流程图。

本发明通过分步将难成浆干煤粉碎，之后分部分进行粗磨、脱水、细磨、超细磨等步骤，采用特定的比例混合后，完美的填充了煤颗粒堆积时的空隙，提高了堆积效率，从而提高了水煤浆的浓度。

在本发明步骤(2)和步骤(4)中，与水混合过程中添加有添加剂，所述添加剂的添加量为干煤质量的0.1～2wt％。

在制备水煤浆过程中，添加剂能够起到改变煤颗粒的表面性质，提高其在水中的分散程度的作用，使水煤浆有良好的流变特性和稳定性。

优选地，所述添加剂选自木质素磺酸盐、腐植酸盐和萘磺酸甲醛缩合物中的任意1种或至少2种的组合。