一種干燥煤粉與半焦配合制備氣化水煤漿的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種干燥煤粉與半焦配合制備氣化水煤漿的方法，屬于煤的高值化、清潔利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]褐煤熱提質(zhì)包括干燥和熱解。通過干燥可降低褐煤水分；通過熱解可降低褐煤揮發(fā)分，使褐煤的熱值和穩(wěn)定性提高。褐煤經(jīng)干燥后成漿性有所提高，但不能滿足氣化水煤漿的濃度要求；褐煤經(jīng)熱解后成漿性提高較大，但褐煤熱解需要原料具有一定的塊度。由于褐煤自身煤質(zhì)的特殊性，褐煤在干燥、熱提質(zhì)過程中會發(fā)生較嚴(yán)重的碎裂、粉化現(xiàn)象，使干燥和熱解產(chǎn)物中存在大量的粉化產(chǎn)物。干燥過程通常作為熱解工藝的預(yù)處理階段，干燥產(chǎn)物則作為熱解加工的中間體，大量的干燥煤粉使后續(xù)的熱解加工過程難以進(jìn)行；若將干燥煤粉作為產(chǎn)品，由于不易儲存和運輸，易燃易爆，嚴(yán)重影響了褐煤提質(zhì)工藝的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
[0003]水煤漿技術(shù)“以煤代油”的潔凈煤技術(shù)之一。隨著我國以煤氣化為龍頭的煤化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對氣化水煤漿的需求增加。水煤漿原料中要求粒度小于200目的粒度組分占一定比例，形成合理的粗-細(xì)粉配比。褐煤干燥后的產(chǎn)物中碎裂或粉化的細(xì)顆粒較多。干燥褐煤經(jīng)篩分后可得到高達(dá)50%的碎裂和粉化產(chǎn)物(粒度<6_，簡稱干燥粉)。大量的干燥粉儲運困難，使熱提質(zhì)工藝過程難于順利運行。干燥褐煤的成漿性較差，一般干燥褐煤的水煤漿濃度為53?56%，直接制漿不能滿足氣化水煤漿濃度要求。褐煤經(jīng)熱解后成漿性可大幅提高，一般大于60%。將干燥過程產(chǎn)生的干燥煤粉與半焦產(chǎn)物進(jìn)行合理級配后，可顯著提高褐煤的整體成漿濃度，制得符合氣流床氣化要求的高品質(zhì)水煤漿。另一方面，褐煤熱提質(zhì)過程會產(chǎn)生大量廢水，其氨氮含量高，凈化處理成本大，使褐煤熱提質(zhì)工藝的經(jīng)濟(jì)性降低。利用褐煤干燥粉化產(chǎn)物和半焦并添加廢水共同制漿，不僅提高褐煤整體成漿濃度，還可以效解決污水處理成本高，水排放污染問題，并避免干燥粉對熱提質(zhì)工藝過程的不利影響及儲運過程的危險性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提高褐煤的整體成漿濃度，充分利用熱解過程產(chǎn)生的廢水，解決干燥煤粉難于加工利用及儲運的安全性問題。對于褐煤熱提質(zhì)過程中產(chǎn)生的兩種主要產(chǎn)品:干燥褐煤和半焦進(jìn)行分級合理配置，并利用提質(zhì)過程產(chǎn)生的廢水制備氣化水煤漿。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明利用干燥煤粉與半焦配合制備氣化水煤漿的方法解決方案是:
[0006]褐煤的熱提質(zhì)過程分為干燥和熱解兩個階段。干燥階段所得的干燥產(chǎn)物經(jīng)篩分后，分離出干燥粉(粒度小于6_);將干燥塊煤(粒度大于6_)的篩分產(chǎn)物加入反應(yīng)器繼續(xù)進(jìn)行熱解并獲得半焦。以褐煤干燥粉及半焦為原料制備氣化水煤漿，其中干燥粉作為制漿原料的粗粉組分:褐煤干燥粉保留了原煤高的反應(yīng)活性，較大顆粒的干燥粉可有效提高成漿濃度，而不影響水煤漿的氣化活性。半焦作為制漿原料的細(xì)粉組分:較小顆粒的半焦與干燥煤粗粉組分形成良好級配，且半焦活性略低于干燥煤，混配后獲得的粗、細(xì)顆粒在氣流床中的氣化時間相近，有利于反應(yīng)完全，而減少碳損失率。另一方面，半焦的可磨性良好，更易于制成細(xì)粉，降低磨礦能耗，提高經(jīng)濟(jì)性；干燥煤粉的反應(yīng)性良好，作為大大顆粒的粗組分可有效提高水煤漿濃度而不影響反應(yīng)性。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明干燥煤粉與半焦配合制備氣化水煤漿示意流程圖。
【具體實施方式】
[0008]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0009]實施例1
[0010]取100?200°C干燥后的褐煤進(jìn)行篩分，獲得小于6mm的干燥粉。將小于6mm的干燥粉干煤粉進(jìn)一步破碎研磨至其中小于0.075mm的粒級占34.9%，其空氣干燥基水分為9.2%,作為制漿粗粉原料。將大于6mm的干燥煤塊繼續(xù)在500?600°C條件下熱解，獲得半焦。將半焦進(jìn)一步破碎研磨至小于0.075mm的粒級占74.0%，其空氣干燥基水分為3.5%，作為制漿細(xì)粉原料。按照質(zhì)量比取上述粗粉60%和上述細(xì)粉40%，添加占干燥基粗、細(xì)煤粉總質(zhì)量1.0 %的萘系分散劑，加入占水煤漿總質(zhì)量32 %的熱解工藝廢水，攪拌均勻，制得濃度為62.3%的水煤漿，表觀粘度為1205mPa.S。水煤漿氣化后無殘?zhí)肌?br>[0011]實施例2
[0012]取180?280°C干燥后的褐煤進(jìn)行篩分，獲得小于3mm的干燥粉。將小于3mm的干煤粉進(jìn)一步破碎、研磨至其中小于0.075mm的粒級占30.2%，其空氣干燥基水分為6.1%，作為制漿粗粉原料。將大于3mm的干燥煤塊繼續(xù)在500?700°C條件下熱解，獲得半焦。將半焦進(jìn)一步破碎、研磨至其中小于0.075mm的粒級占84.8%，其空氣干燥基水分為4.5%，作為制漿細(xì)粉原料。按照質(zhì)量比取上述粗粉50%和上述細(xì)粉50%，添加占干燥基粗、細(xì)煤粉總質(zhì)量1.2 %的萘系分散劑，加入占水煤漿總質(zhì)量37 %的熱解工藝廢水，攪拌均勻，制得濃度為59%的水煤漿，表觀粘度為1146mPa.S。水煤漿氣化后無殘?zhí)肌?br>[0013]實施例3
[0014]將褐煤在120?200°C干燥后進(jìn)行篩分，獲得小于6mm的干燥粉。將小于6mm的干燥粉進(jìn)一步破碎、研磨至其中小于0.075mm的粒級占45.1%，其空氣干燥基水分為12.2%,作為制漿粗粉原料。將大于6mm的干燥煤繼續(xù)在500?700°C條件下熱解，獲得半焦。將半焦進(jìn)一步破碎、研磨，使其中小于0.075mm的粒級占88.3%，其空氣干燥基水分為1.0%，作為制漿細(xì)粉原料。按照質(zhì)量比取上述粗粉55%和上述細(xì)粉45%，添加占干燥基粗、細(xì)煤粉總質(zhì)量1.2%的萘系分散劑，加入占水煤漿總質(zhì)量35%的新水，攪拌均勻，制得濃度為59.2%的水煤漿，表觀粘度為1158mPa.S。水煤漿氣化后無殘?zhí)肌?br>[0015]實施例4
[0016]將褐煤在100?280°C干燥后進(jìn)行篩分，獲得小于3mm的干燥粉。將小于3mm的干燥粉進(jìn)一步破碎研磨，其中小于0.075mm的粒級占42.4%，其空氣干燥基水分為14.8%，作為制漿粗粉原料。將大于3mm的干燥煤繼續(xù)在500?700°C條件下熱解，獲得半焦。將半焦進(jìn)一步破碎、研磨，其中小于0.075_的粒級占60.0%，其空氣干燥基水分為4.9%，作為制漿細(xì)粉原料。按照質(zhì)量比取上述粗粉70%和上述細(xì)粉30%，添加占干燥基粗、細(xì)煤粉總質(zhì)量1.2%的萘系分散劑，加入占水煤漿總質(zhì)量29%的新水，攪拌均勻，制得濃度為61.4%的水煤漿，表觀粘度為1108mPa.S。水煤漿氣化后無殘?zhí)肌?br>[0017]如上所述，對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.褐煤原煤經(jīng)過干燥后篩分得到小于6_的篩下物，篩下物為干燥煤粉，占全部干燥產(chǎn)物的30?50%。經(jīng)篩分后還得到大于6mm的篩上物，篩上物為干燥塊煤。將大于6mm的篩上物繼續(xù)投入熱解爐熱解，得到半焦，并收集干燥和熱解過程的剩余水(廢水)。將所獲得的干燥煤粉(< 6mm)研磨制備成水煤漿用的粗粉原料；再將半焦研磨制備成水煤漿用的細(xì)粉原料。利用剩余水(或外加新水)、粗粉和細(xì)粉原料配制成氣化水煤漿。2.根據(jù)權(quán)利要求1所描述的一種干燥煤粉與半焦配合制備氣化水煤漿的方法，其特征是干燥煤粉被進(jìn)一步破碎、研磨，制備成水煤楽粗粉原料，其中小于0.075mm的粒級占30?45%;半焦經(jīng)過破碎、研磨，制備成水煤漿細(xì)粉原料，其中小于0.075mm的粒級占60?85%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所描述一種干燥煤粉與半焦配合制備氣化水煤漿的方法，其特征是按照不同質(zhì)量比將制漿粗粉原料與制漿細(xì)粉原料混合，混合物中制漿粗粉原料配入的比例為50?70%，制漿細(xì)粉原料配入50?30%。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所描述的一種干燥煤粉與半焦配合制備氣化水煤漿的方法，制漿粗粉原料的空氣干燥基水分為6.1?14.8%。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所描述的一種干燥煤粉與半焦配合制備氣化水煤漿的方法，制漿細(xì)粉原料的空氣干燥基水分為1.0?5.0%。6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所描述的一種干燥煤粉與半焦配合制備氣化水煤漿的方法，制漿粗粉和細(xì)粉原料混合物中加入一定量的熱解過程所產(chǎn)生的廢水，并加入一定量的萘系、腐殖酸系或木質(zhì)素系分散劑，攪拌均勻，制得水煤漿濃度為59?65%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種干燥煤粉與半焦配合制備氣化水煤漿的方法，適用于采用褐煤干燥和熱解加工提高褐煤水煤漿濃度的工藝過程。本方法以制備高濃度褐煤水煤漿為目標(biāo)，將干燥產(chǎn)物和熱解產(chǎn)物分級優(yōu)化配制成漿，水煤漿濃度達(dá)到59～65％。獲得高濃度褐煤水煤漿的原理在于：干燥煤粉的可磨性較差而活性較高，適于作為制漿原料的粗粉組分，可有效提高水煤漿濃度；半焦的成漿性已得到較大改善且可磨性良好，但反應(yīng)性稍差，適于作為制漿原料的細(xì)粉組分。干燥褐煤粉作為制漿粗粉組分可避免干燥褐煤成漿性較差的缺陷，降低了磨礦能耗，且由于反應(yīng)性良好，無需因粒度增加而延長氣化反應(yīng)時間。同時，水煤漿中粗、細(xì)顆粒在氣流床中的氣化時間相近，碳損失率低。
【IPC分類】C10L1/32, C10L1/192, C10L1/18, C10L1/16
【公開號】CN105062583
【申請?zhí)枴緾N201510405439
【發(fā)明人】初茉, 趙曼, 曲洋
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月10日