制備水煤漿的裝置與方法
【專利摘要】一種制備水煤漿的裝置，其包括：用于提供粗水煤漿的第一單元；用于提供細(xì)水煤漿的第二單元；用于提供干燥的粗煤顆粒的第三單元；和用來(lái)混合粗水煤漿、細(xì)水煤漿與干燥的粗煤顆粒的混合單元。本發(fā)明也涉及相關(guān)方法。
【專利說(shuō)明】制備水煤漿的裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制備水煤漿的裝置與方法。
【背景技術(shù)】[0002]水煤漿目前被廣泛應(yīng)用于如氣化工業(yè)中。通常，具有可接受粘度的水煤漿中煤的濃度越高，越理想。但是，當(dāng)前可獲得的裝置與方法不能提供令人滿意的水煤漿，尤其是采用低階煤作為原料時(shí)。
[0003]因此，需要新的、改進(jìn)的裝置與方法來(lái)制備水煤漿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種新的、改進(jìn)的制備水煤漿的裝置與方法。
[0005]一方面，本發(fā)明涉及一種制備水煤漿的裝置，其包括:用于提供粗水煤漿的第一單元；用于提供細(xì)水煤漿的第二單元；用于提供干燥的粗煤顆粒的第三單元；和用來(lái)混合粗水煤漿、細(xì)水煤漿與干燥的粗煤顆粒的混合單元。
[0006]另一方面，本發(fā)明涉及一種制備水煤漿的方法，其包括:制備粗水煤漿；制備細(xì)水煤漿；制備干燥的粗煤顆粒；并混合粗水煤漿、細(xì)水煤漿與干燥的粗煤顆粒。
[0007]附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0008]通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的制備水煤漿的裝置的示意圖；
[0010]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的制備水煤漿的裝置的示意圖；
[0011]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的制備水煤漿的裝置的示意圖；和
[0012]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的制備水煤漿的裝置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]說(shuō)明書中的近似用語(yǔ)用來(lái)修飾數(shù)量，表示本發(fā)明并不限定于該具體數(shù)量，還包括與該數(shù)量接近的可接受的而不會(huì)導(dǎo)致相關(guān)基本功能的改變的修正的部分。相應(yīng)的，用“大約”、“約”等修飾一個(gè)數(shù)值，意為本發(fā)明不限于該精確數(shù)值。在某些例子中，近似用語(yǔ)可能對(duì)應(yīng)于測(cè)量數(shù)值的儀器的精度。
[0014]在以下的說(shuō)明書和權(quán)利要求中，除非清楚地另外指出，單復(fù)數(shù)不加以限制。本發(fā)明專利申請(qǐng)說(shuō)明書以及權(quán)利要求書中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及類似的詞語(yǔ)并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來(lái)區(qū)分不同的組成部分。
[0015]本申請(qǐng)所提及的“可”、“可能”和“可為”表示在一定環(huán)境下發(fā)生的可能性；具有指定的性質(zhì)，特征或者功能的可能性；和/或通過(guò)顯示一個(gè)或者多個(gè)能力、性能而適合于另一種動(dòng)作，或者與該適合的動(dòng)作相關(guān)的可能性。因此，用于“可”、“可能”和“可為”表示修飾的術(shù)語(yǔ)顯然適合、能夠或者適于所表示的能力，功能，或者用途，同時(shí)考慮在一些情況下，所修飾的術(shù)語(yǔ)可能有時(shí)不適合、不能或者不合適。例如，在一些情況下，事件或者能力可能是所期望的，而在其它情況下，該事件或者能力不能發(fā)生。這種區(qū)別通過(guò)術(shù)語(yǔ)“可”、“可能”和“可為”涵蓋。。
[0016]本發(fā)明中所提及的數(shù)值包括從低到高一個(gè)單元一個(gè)單元增加的所有數(shù)值，此處假設(shè)任何較低值與較高值之間間隔至少兩個(gè)單元。舉例來(lái)說(shuō)，如果說(shuō)了一個(gè)組分的數(shù)量或一個(gè)工藝參數(shù)的值，比如，溫度，壓力，時(shí)間等等，是從I到90，或20到80，或30到70，是想表達(dá)15到85，22到68，43到51，30到32等數(shù)值都已經(jīng)明白的列舉在此說(shuō)明書中。對(duì)于小于I的數(shù)值，0.0001，0.001，0.01或者0.1被認(rèn)為是比較適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)單元。前述只是想要表達(dá)的特別示例，所有在列舉的最低到最高值之間的數(shù)值組合均被視為以類似方式清楚地列在本說(shuō)明書中。
[0017]本發(fā)明中提及“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”等等，表示所述與本發(fā)明相關(guān)的一種特定要素(例如特征、結(jié)構(gòu)和/或特點(diǎn))被包含在本說(shuō)明書所述的至少一個(gè)實(shí)施例中，可能或可能不出現(xiàn)于其他實(shí)施例中。另外，需要理解的是，所述發(fā)明特征可與各種實(shí)施例和結(jié)構(gòu)以任何適合的方式結(jié)合。
[0018]在下文中，將根據(jù)【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式，將不會(huì)詳細(xì)描述眾所周知的功能和結(jié)構(gòu)，以避免因不必要的細(xì)節(jié)而使本發(fā)明變得令人費(fèi)解。
[0019]圖1-4所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制備水煤漿11-41的裝置10-40的示意圖。裝置10、20、30、40包含第一單元12、22、32、42，用來(lái)提供粗水煤漿13、23、33、43 ;第二單元
14、24、34、44，用來(lái)提供細(xì)水煤漿15、25、35、45;第三單元16、26、36、46，用來(lái)提供干燥的粗煤顆粒17、27、37、47 ;和混合單元18、28、38、48，用來(lái)混合粗水煤漿13、23、33、43，細(xì)水煤漿
15、25、35、45與干燥的粗煤顆粒17、27、37、47。
[0020]在第一單元12、22、32、42 中，煤 120、220、320、420 與水 121、221、321、421 被加入濕磨機(jī)如濕棒磨機(jī)中，以制備粗水煤漿13、23、33、43。將添加劑122、222注入第一單元12、22中，可以制備含有添加劑122、222的粗水煤漿13、23。在一些實(shí)施例中，粗水煤漿13包含最大粒徑小于大約1500微米、且平均粒徑(D50)大于大約100微米的煤顆粒。
[0021]在第二單元14、24、34、44 中，煤 140、240、340、440 與水 141、241、341、441 被加入濕磨機(jī)中，以制備細(xì)水煤漿15、25、35、45。將添加劑142、342注入第二單元14、34中，可以制備含有添加劑142、342的細(xì)水煤漿15、35。在非限制性例子中，第二單元14、24、34、44可包含一臺(tái)細(xì)磨機(jī)，包括一臺(tái)振動(dòng)磨機(jī)或輥式研磨機(jī)。在一例子中，第二單元14、24、34、44包含一臺(tái)萊歇磨機(jī)。在一些實(shí)施例中，細(xì)水煤漿15、25、35、45包含平均粒徑小于大約20微米的煤顆粒。
[0022]在第三單元16、26、36、46中，煤160、260、360、460被加入干磨機(jī)例如球磨機(jī)或干式破碎機(jī)中，以制備干燥的粗煤顆粒17、27、37、47。在一些實(shí)施例中，干燥的粗煤顆粒17、27、37、47包含最大粒徑小于大約1500微米、且平均粒徑大于大約100微米的煤顆粒。
[0023]在一些應(yīng)用中，一臺(tái)或多臺(tái)磨機(jī)或破碎機(jī)可被分別用在第一單元12、22、32、42，第二單元14、24、34、44以及第三單元16、26、36、46中。
[0024]在一些應(yīng)用中，煤120、140、160、220、240、260、320、340、360、420、440、460 可包含一種或多種高階煤，諸如煙煤與無(wú)煙煤，以及低階煤，諸如次煙煤與褐煤。在一些例子中，煤120、140、160、220、240、260、320、340、360、420、440、460 可包含低階煤顆粒與高階煤顆粒的混合物。在一非限制性例子中，煤 120、140、160、220、240、260、320、340、360、420、440、460包含低階煤顆粒，諸如次煙煤與褐煤。因?yàn)榈碗A煤的成本較低，所以在一些例子中使用低階煤生產(chǎn)煤濃度較高的水煤漿可符合成本效益。在其他例子中，煤120、140、160、220、240、260、320、340、360、420、440、460 包含高階煤顆粒。
[0025]煤120、140、160、220、240、260、320、340、360、420、440、460 的粒徑可小于大約 3 毫米?；蛘?，煤 120、140、160、220、240、260、320、340、360、420、440、460 的粒徑可彼此不同，且大于大約3毫米。一種或多種煤供給源(未圖示)可被用于提供每一煤120、140、160、220、240、260、320、340、360、420、440、460。
[0026]在某些應(yīng)用中，一種或多種煤120、140、160、220、240、260、320、340、360、420、440與460可包含一種或兩種低階煤與高階煤，且煤120、140、160、220、240、260、320、340、360、420,440與460可彼此相同或不同。在一非限制性例子中，煤120、140、160、220、240、260、320、340、360、420、440 與 460 包含相同的低階煤?；蛘?，煤 120、140、160、220、240、260、320、340、360、420、440與460包含相同的高階煤。[0027]粗水煤漿13、23、33、43，細(xì)水煤漿15、25、35、45與干燥的粗煤顆粒17、27、37、47以合適的比例在混合單元18、28、38、48中混合，以制備水煤漿11、21、31、41。在一些實(shí)施例中，粗水煤漿13、23、33、43中的煤多于水煤漿11、21、31、41中煤的大約30wt%。在一些實(shí)施例中，細(xì)水煤漿15、25、35、45中的煤少于水煤漿11、21、31、41中煤的大約30wt%。
[0028]在一些例子中，在被注入混合單元18、28、38、48之前，粗水煤漿13、23、33、43，細(xì)水煤漿15、25、35、45以及干燥的粗煤顆粒17、27、37、47中的粒徑分布可通過(guò)例如激光粒徑分布分析儀分析，以確定來(lái)源于第一單元12、22、32、42的粗水煤漿13、23、33、43，來(lái)源于第二單元14、24、34、44的細(xì)水煤漿15、25、35、45，以及來(lái)源于第三單元16、26、36、46的干燥的粗煤顆粒17、27、37、47的數(shù)量。
[0029]在一些實(shí)施例中，在混合過(guò)程中，混合器(未圖示)可被用于在混合單元18、28、38、48中混合粗水煤漿13、23、33、43，細(xì)水煤漿15、25、35、45與干燥的粗煤顆粒17、27、37、47，并且可控制向混合單元18、28、38、48中注入粗水煤漿13、23、33、43，細(xì)水煤漿15、25、35、45與干燥的粗煤顆粒17、27、37、47的速率，以保證粗水煤漿13、23、33、43與細(xì)水煤漿15、25、35,45中的水和干燥的粗煤顆粒17、27、37、47接觸，并且相對(duì)較小的煤顆粒分散在相對(duì)較大的煤顆粒之間。
[0030]本發(fā)明中提及的“水煤漿”可為特定數(shù)量的煤、水及選擇性添加的添加劑的混合物，用來(lái)生產(chǎn)在發(fā)電、發(fā)熱、支持流程與制造過(guò)程中使用的能源。
[0031]通常，水煤漿11、21、31、41可包含大約55wt%至大約70wt%的煤顆粒、大約30wt%至大約45wt%的水與一定數(shù)量(如少于大約lwt%)的選擇性添加的添加劑。應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)于水煤漿不限定任何特定種類與數(shù)量的煤或添加劑。添加劑122、142、222、280、342、380、480的非限制性例子包括烷基萘磺酸鹽與聚氧乙烯烷基醚。
[0032]在一些實(shí)施例中，水煤漿11、21、31、41具有下述粒徑分布:第一煤顆粒占水煤漿
11、21、31、41中煤的大約20wt%至大約50wt%、且粒徑小于44微米，第二煤顆粒占水煤漿
11、21、31、41中煤的大約20wt%至大約70wt%、且粒徑的范圍是從大約44微米至大約420微米，第三煤顆粒占水煤漿11、21、31、41中煤的10wt%至大約40wt%、且粒徑的范圍是從大約420微米至大約1000微米。本發(fā)明中使用的wt%表示重量百分比。[0033]在一些實(shí)施例中，第一煤顆粒占水煤漿11、21、31、41中煤重量的范圍可從大約25wt%至大約45wt%。第二煤顆粒占水煤漿11、21、31、41中煤重量的范圍可從大約30wt%至大約60wt%。第三煤顆粒占水煤漿11、21、31、41中煤重量的范圍可從大約20wt%至大約30wt%。在某些應(yīng)用中，第一煤顆粒占水煤漿11、21、31、41中煤重量的范圍可從大約30wt%至大約40wt%。第二煤顆粒的粒徑范圍可從大約75微米至大約250微米。第三煤顆粒的粒徑范圍可從大約600微米至大約850微米。此外，第二煤顆粒的粒徑范圍可從大約150微米至大約250微米。
[0034]在一些實(shí)施例中，裝置10、20、30、40在混合單元18、28、38、48之后，選擇性地包含過(guò)濾單元19、29、39、49，用來(lái)在將水煤漿11、21、31、41送入燃燒單元101、201、301、401，例如氣化爐，之前，除去水煤漿11、21、31、41中的雜質(zhì)，如石塊。
[0035]在一些應(yīng)用中，為了在碾磨過(guò)程中節(jié)省碾磨煤顆粒的能源，部分粗水煤漿13、23、33,43被注入第二單元14、24、34、44，以充當(dāng)產(chǎn)生至少部分細(xì)水煤漿15、25、35、45的原料。 [0036]混合后，粒徑相對(duì)較小的煤顆?？煞稚⒃诹较鄬?duì)較大的煤顆粒之間，以增加制得的水煤漿11、21、31、41的煤濃度。另外，干燥的粗煤顆粒17、27、37、47可吸收粗水煤漿
13、23、33、43與細(xì)水煤漿15、25、35、45中多余的水，進(jìn)一步提高水煤漿11、21、31、41的煤濃度。另一方面，細(xì)水煤漿15、25、35、45中的煤顆粒通過(guò)濕磨法制得，因此節(jié)省了在研磨與處理超細(xì)且干燥的煤顆粒過(guò)程中的防爆成本，并且消除了超細(xì)顆粒在與水混合的過(guò)程中聚結(jié)的問(wèn)題。
[0037]此外，低階煤可被用于生產(chǎn)符合成本效益的水煤漿。在某些應(yīng)用中，其他合適的碳質(zhì)材料也可被使用。
[0038]示例
[0039]下述示例為本【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)的技術(shù)人員實(shí)施本發(fā)明提供進(jìn)一步的指導(dǎo)。示例并不限定權(quán)利要求書中界定的本發(fā)明的范圍。
[0040]哈式指數(shù)為106的一種煤的屬性如下列表1與表2中所示。通過(guò)使用一種傳統(tǒng)的濕棒磨機(jī)，這種煤制得的水煤漿的最高濃度是54.63wt%,粘度為565.33厘泊，并具有如表3所示的粒徑分布。
[0041]表1最終分析(wt%,干基)
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種制備水煤漿的裝置，其包括: 用于提供粗水煤漿的第一單元； 用于提供細(xì)水煤漿的第二單元； 用于提供干燥的粗煤顆粒的第三單元；和 用來(lái)混合粗水煤漿、細(xì)水煤漿與干燥的粗煤顆粒的混合單元。
2.如權(quán)利要求1所述的制備水煤漿的裝置，其中第一單元包含濕磨機(jī)，第二單元包含濕磨機(jī)，第三單元包含干磨機(jī)或干式破碎機(jī)。
3.如權(quán)利要求1至2中任一權(quán)利要求所述的制備水煤漿的裝置，其包含位于混合單元之后的過(guò)濾單元。
4.一種制備水煤漿的方法，其包括: 制備粗水煤漿； 制備細(xì)水煤漿； 制備干燥的粗煤顆粒；和 混合粗水煤漿、細(xì)水煤漿與干燥的粗煤顆粒。
5.如權(quán)利要求4所述的制備水煤漿的方法，其中粗水煤漿包含添加劑。
6.如權(quán)利 要求4所述的制備水煤漿的方法，其中細(xì)水煤漿包含添加劑。
7.如權(quán)利要求4所述的制備水煤漿的方法，其包括:在混合粗水煤漿、細(xì)水煤漿與干燥的粗煤顆粒的過(guò)程中，加入添加劑。
8.如權(quán)利要求4所述的制備水煤漿的方法，其包括:過(guò)濾粗水煤漿、細(xì)水煤漿與干燥的粗煤顆粒的混合物。
9.如權(quán)利要求4至8中任一權(quán)利要求所述的制備水煤漿的方法，其中粗水煤漿包含最大粒徑小于大約1500微米，且平均粒徑大于大約100微米的煤顆粒。
10.如權(quán)利要求4至8中任一權(quán)利要求所述的制備水煤漿的方法，其中細(xì)水煤漿包含平均粒徑小于大約20微米的煤顆粒。
11.如權(quán)利要求4至8中任一權(quán)利要求所述的制備水煤漿的方法，其中干燥的粗煤顆粒包含最大顆粒直徑小于1500微米，且平均粒徑大于大約100微米的煤顆粒。
12.如權(quán)利要求4至8中任一權(quán)利要求所述的制備水煤漿的方法，其中粗水煤漿中的煤多于水煤漿中煤的大約30wt%。
13.如權(quán)利要求4至8中任一權(quán)利要求所述的制備水煤漿的方法，其中細(xì)水煤漿中的煤少于水煤漿中煤的大約30wt%。
【文檔編號(hào)】C10L1/32GK103849440SQ201210506847
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月30日
【發(fā)明者】畢喜婧, 薛俊利, 汪德家 申請(qǐng)人:通用電氣公司