[发明专利]高浓度水煤浆的制备方法

说明书

本发明涉及高浓度水煤浆及其制备方法。更确切地说，本发明涉及在贮存和输送期间具有极好稳定性的高浓度水煤浆及其制备方法。

近来，人们重新发现煤作为能源的重量性，但不利的是煤是固体物质，与油相比，煤的输送、贮存和加工都比较困难。

因此，人们做了很多试验以克服上述缺点，采用的方法是把煤料细粉碎，将得到的细煤粒分散在水介质中以制得可象液态物料那样贮存、输送和加工的水煤浆，并把该水煤浆作动力厂锅炉和其它工业用的燃料。例如，这样的试验发表在日本未审查专利公开（特许公开）58-38791、60-18585、61-57689和62-116691中。

对于水煤浆，增加其煤粒浓度，提高其在输送和贮存过程中的稳定性是必要的。高浓度水煤浆应含60～75%（重量）的细粉碎煤粒，和25～40%的含少量添加剂（例如分散剂）的水介质。该高浓度水煤浆可通过调节水煤浆中煤粒粒度使其达到合适的量和粒度分布，并添加适当添加剂来制得。

因此，人们试图获得一种可按最佳粒度分布公式来控制水煤浆中煤粒度分布的方法。然而，这些试验并不总是令人满意。此外，普通方法的缺点在于高浓度煤颗粒的水煤浆仅靠往水介质中添加一定量分散剂来实施。

本发明的目的是提供一种在输送、贮存期间具有极好稳定性的高浓度水煤浆及其制备方法。

本发明的高浓度水煤浆能实现上述目的，该水煤浆含粒度为500μm或小于500μm并分散在含分散添加剂的水介质中以煤粒粒度变化系数为0.3或大于0.3的粒度分布的煤粒，该粒度变化系数是按（Ⅰ）式：

C＝σ/M    （Ⅰ）

求得的，式中C表示煤粒粒度变化系数，M表示按式（Ⅱ）：

M＝∑（log₁₀Si）×Vi （Ⅱ）

求得的煤粒的总平均对数粒度，式中M如上定义，Si表示No.ⅰ粒度级的煤粒平均粒度（μm），No.ⅰ是按煤粒大小顺序分煤粒总量所得的许多粒度级之一，每个粒度级由预定粒度范围内的煤粒组成，Vi表示在No.ⅰ粒度级中的部分煤粒与煤粒总量的重量或体积之比，σ表示按式（Ⅲ）：

σ＝｛∑[（log₁₀Si-M）²×Vi]｝^0.5（Ⅲ）

求得的煤粒度的标准偏差，式中Si、M和Vi如上定义。

上述高浓度水煤浆可用本发明的方法制得，本发明的方法包括如下步骤：

用湿粉碎的方法将煤粒粉碎，并将得到的水煤浆脱水，制得含60%（重量）或大于60%（重量）的煤粒、煤粒粒度为500μm或小于500μm的脱水煤结块;

将脱水煤结块与水和分散剂，在捏和机中混合，制得含60%-80%（重量）煤粒的水煤浆（A）;

将水煤浆（A）的一部分（B）进一步细粉碎，以进一步细粉碎（B）部分中的煤粒;

将进一步细粉碎得到的（B）部分与水煤浆（A）的剩余部分（D）混合。

此外，上述高浓度水煤浆可用本发明的另一种方法制得，该方法包括如下步骤：

将含分散剂的水介质中的60～80%（重量）高浓度的煤料粉碎，制得一部分由含粒度为100μm或小于100μm煤料的高浓度水煤浆组成的水煤浆（E）;

将不含分散剂的水介质中的低浓度煤粒进行粉碎，并将得到的低浓度水煤浆进行脱水，可制得由含煤粒粒度为500μm或小于500μm的脱水煤结块组成的一部分煤结块（F）;

将该部分煤浆（E）与该部分煤结块（F）混合。

图1表明煤粒粒度变化系数C和粘度为1000CP的本发明水煤浆中煤粒浓度之间的关系;

图2表示煤粒度变化系数C和当水煤浆用离心加速器进行分散稳定性试验时水煤浆中煤粒沉淀百分数之间的关系;

图3表示水煤浆中煤粒度变化系数C和将预定煤粒浓度的水煤浆粘度调节到预定粘度值所需的最少分散剂量与煤粒总量之比之间的关系;

图4表示图1-3所示的三种不同类型水煤浆中的煤粒平均总对数粒度（μm）和具有相应或较小粒度的煤粒累计重量百分比之间的关系;

图5表示生产本发明高浓度水煤浆的工艺过程的流程图;

图6是生产本发明高浓度水煤浆的另一种工艺方法的流程图。

为了克服普通水煤浆的缺点，本发明的发明人进行了多方面的尝试。在进行这些试验期间，发明人对水煤浆中煤粒粒度分布和分散在水煤浆中的煤粒的稳定性之间的关系进行了研究，发现煤粒粒度分布宽、含大量足量的非常细的煤粒的水煤浆比煤粒粒度分布窄（仅有一个单峰）的其它水煤浆具有更高的稳定性。