[发明专利]纳米化煤粉、纳米碳氢燃料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种纳米化煤粉、纳米碳氢燃料及其制备方法。其中，上述纳米化煤粉的制备方法包括：对原料煤进行初破碎，获得粗煤粉，粗煤粉的粒径分布范围D50为325目‑800目；利用气流磨对粗煤粉进行纳米化粉碎，获得纳米化煤粉，纳米化煤粉的粒径分布范围D50为0.8‑1.0μm。能够解决现有技术中难以获得纳米化的煤粉的问题，适用于纳米碳氢燃料制备领域。

技术领域

本发明涉及纳米碳氢燃料制备领域，具体而言，涉及一种纳米化煤粉、纳米碳氢燃料及其制备方法。

背景技术

我国是一个“富煤贫油少气”的国家，资源禀赋使得煤炭在我国近中期仍是能源消费的主力。现有传统煤燃烧能效低，发热量低，碳排放问题突出，且燃烧过程中会产生大量飞灰颗粒物、二氧化硫、氮化合物等大气污染物。近年来，随着我国能源消费特别是煤炭消费强劲增长，清洁高效发展更为迫切，“双碳”战略目标让低成本、高燃值的新型燃料研发成为必然。

水煤浆的应用近几年得到了长足的发展，对进行煤炭进行超细粉碎的技术方案也有所出现。但现有技术中的粉碎方法难以将煤粉粉碎至1μm及以下的纳米化尺度，且现有技术中的粉碎方法会引起废水处理、浆料干燥等一系列的后处理工序，粉碎过程复杂，制造成本高。

为此，寻求一种工艺简单、资源消耗少的纳米化煤粉的制备方法，对于煤炭的应用领域十分有利的，也是制备纳米碳氢燃料的关键技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种纳米化煤粉、纳米碳氢燃料及其制备方法，以解决现有技术中难以获得纳米化的煤粉的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种纳米化煤粉的制备方法，该制备方法包括：对原料煤进行初破碎，获得粗煤粉，粗煤粉的粒径分布范围D50为325目-800目；利用气流磨对粗煤粉进行纳米化粉碎，获得纳米化煤粉，纳米化煤粉的粒径分布范围D50为0.8-1.0μm。

进一步地，气流磨包括正压气流磨，优选包括流化床对撞式正压气流磨；优选地，利用雷蒙磨对原料煤进行初破碎。

进一步地，利用流化床对撞式正压气流磨进行的纳米化粉碎的参数包括：分级轮转速8000-20000r/min，研磨压力0.7-0.8MPa，耗气量10-20m³/min，喷嘴速度1.25-1.95马赫，基础流化态供料量：20-60公斤。

为了实现上述目的，根据本发明的第二个方面，提供了一种纳米碳氢燃料的制备方法，该纳米碳氢燃料的制备方法包括：将利用上述一种纳米化煤粉的制备方法制备获得的纳米化煤粉分散在水中，得到纳米原浆；将氢气通入纳米原浆中进行附氢赋能处理，得到纳米碳氢燃料。

进一步地，分散包括：根据预设的纳米碳氢燃料的浓度计算所需的纳米化煤粉的总质量；将纳米化煤粉的总质量的45％-55％及分散剂的总质量的45％-55％同时加入水中，进行第一搅拌；继续将剩余的纳米化煤粉和剩余的分散剂加入第一搅拌的产物中，进行第二搅拌，获得初分散浆料；对初分散浆料进行第三搅拌，获得纳米原浆。

进一步地，第一搅拌的转速为30-60r/min，第一搅拌的时长为25-30分钟。

进一步地，第二搅拌的转速为30-60r/min，第一搅拌的时长为25-30分钟；优选地，第三搅拌的转速为80-150r/min，第二搅拌的时长35-45分钟。

进一步地，分散剂包括萘磺酸盐缩聚物、聚乙烯亚胺和二(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠；优选地，以纳米碳氢燃料的固体干重为基准，萘磺酸盐缩聚物的添加量为1.7％-2.3％，聚乙烯亚胺的添加量为0.8‰-1.2‰，二(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠的添加量为0.2‰-0.5‰。