[发明专利]用于液化用煤重介质旋流分选的方法与系统

说明书

用于液化用煤重介质旋流分选的方法和方法，方法包括在制备用于分选的重介质悬浮液时加入蒙脱石粉。系统包括相连通的脱泥筛、分级旋流器、混料桶、预备桶、合格介质桶、煤泥重介质旋流器、第一/二介质回收装置、第一/二脱水装置，分别用于对原煤脱泥、对脱泥筛筛下物分级、制备蒙脱石悬浮液、制备重介质悬浮液、对分级旋流器的第一底流和合格介质桶的重介质悬浮液混合得混合料、对混合料旋流分选得到第二溢流和第二底流、对第二溢流介质回收和脱水得富镜质组精煤、对第二底流介质回收和脱水得电煤。该方法和系统，能够得到稳定的低密度重介质悬浮液，实现对粗煤泥的低密度稳定分选，且提高所得精煤产品的镜质组含量。

技术领域

本发明属于选煤领域，具体涉及用于液化用煤重介质旋流分选的方法与系统。

背景技术

我国原油对外依存度已然超过70％。石油资源匮乏和国内石油供应不足已成为中国能源发展的一个严峻现实。充分利用我国丰富的煤炭资源解决石油短缺问题并保证能源安全供给，是我国能源安全战略的一条有效而又可行的途径。其中，发展煤制油产业可有效缓解因富煤缺油给我国能源安全带来的挑战，对保障国家能源安全具有重要的战略意义。不仅如此，煤液化作为煤炭高效清洁加工与利用的技术手段之一，对保证我国能源可持续、绿色发展也具有重要的价值。

在现有的煤制油技术中，煤直接液化技术具有工艺简单、成本低、效率高的特点，原理为：在高温高压条件下，将煤在氢气和催化剂作用下通过加氢裂化转变为液体燃料。其中，原料煤的特性，尤其是煤岩显微组成特性，直接影响了油收率及产品品质。适合直接液化的煤种为高变质程度的褐煤和年轻烟煤，较为理想的指标为：干燥无灰基挥发分＞35wt％，干燥无灰基碳含量为82-84wt％，H/C原子比大于0.8，且煤有机显微组分中镜质组、壳质组含量越高越好。据文献研究报道，原料煤的镜质组含量每提高10个百分点，直接液化的油收率可提高4个百分点。因此，进一步提高产品的镜质组含量，对煤的高效液化具有重要的意义和价值。

然而，煤有机显微组分，特别是镜质组与惰质组性质接近，分离难度非常大。研究表明，纯镜质组与纯惰质组的密度差异仅0.1g/cm³左右，且组分的视在密度仅1.3g/cm³左右。要实现这样的组分分离过程，必须实现低密度条件下的高精密度分选。但是，目前已开展的生产实践中，生产原煤主要来源于我国西部矿区低灰分的低阶煤，基本上是采用重介质分选工艺进行简单排矸后的产品直接给入煤制油工艺环节。这种方法采用的分选密度一般在1.45g/cm³左右，其精煤产品灰分约在5-8wt％左右，镜质组含量一般在60-68wt％之间，普遍存在镜质组含量低的问题。而为了进一步提高产品镜质组含量，则必须降低分选密度。但直接降低分选密度，将导致重介质悬浮液中固体含量降低，使其稳定性下降，从而恶化分选效果。

对此，CN 109395121 A通过将精煤产品进行细磨强化解离，通过细磨矸石泥调整悬浮液稳定性，最终通过小直径重介质旋流器进行分选。尽管这种方法基本实现了高稳定性分选，但由于原料来源于经过分选的精煤产品，必然不可避免地造成部分精煤损失，而且对于原生产工艺中的入选原煤中＜3mm粒级的物料(即粗煤泥)仅进行了螺旋分选回收，并作为电煤产品，未能实现该部分物料的进一步提质加工。

综上所述，现有的技术并不能对液化用煤进行合适分选，不能实现对原生粗煤泥的精加工利用以及对该部分物料的高价值利用。

对于原煤中粒径＜3mm粒级的粗煤泥而言，受现有分选工艺及设备手段限制，很难将镜质组含量进一步提高。其主要技术问题在于：

(1)采用重介质分选方法时(如重介质旋流器)，由于分选密度低，重介质悬浮液稳定性差，造成实际分选过程中重介质过度堆积于设备内壁附近，不仅难以实现分选过程的稳定生产，而且可能分选失效；但若通过提高重介质悬浮液中煤泥(粒径＜0.5mm的煤泥)含量的方法强制降低重介质悬浮液的旋流沉降速度，则会造成体系表观黏度急剧提高，严重干扰颗粒的分离过程；