熱半焦冷卻制備水煤漿的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱半焦冷卻制備水煤漿的方法，解決了現(xiàn)有半焦冷卻制備水煤漿存在的成漿濃度差的問題。技術(shù)方案包括由低階煤熱解后得到的500-700℃熱半焦，將500-700℃的熱半焦采用干熄焦方式快速冷卻到60℃以下，然后預(yù)破碎至10mm以下，再磨細(xì)至1mm以下后加水制備水煤漿。本發(fā)明以低階煤制備的熱半焦經(jīng)干熄焦降溫后得到高品質(zhì)半焦，干熄焦產(chǎn)品成漿性能優(yōu)于水熄焦，成漿濃度可提高5-7個百分點，具有工藝簡單，生產(chǎn)成本和運行成本低、成漿濃度高的優(yōu)點。
【專利說明】熱半焦冷卻制備水煤漿的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煤化工領(lǐng)域，具體的說是一種熱半焦冷卻制備水煤漿的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高變質(zhì)煤種越用越少，低階煤的高效清潔利用日顯重要?，F(xiàn)階段低階煤的處 方方法通常是將其熱解后形成熱半焦。截止2013年，低階煤提質(zhì)技術(shù)已超過二十種，其中 十三種熱解技術(shù)處于建設(shè)、試運行階段，低階煤熱解提質(zhì)固體產(chǎn)品的大規(guī)模高效利用是人 們面臨的一大課題。
[0003] 將低階段熱解后形成熱半焦，熱半焦需要冷卻后磨細(xì)可作為燃料使用，如直接作 為煤粉燃燒或者配制成水煤漿。
[0004] 長期以來，熱半焦的冷卻采用水熄焦。水熄焦的方法耗水量大，并且，當(dāng)熱半焦用 于制備水煤漿時，采用水熄焦方法會使熱半焦同水或水蒸氣接觸后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不僅會 產(chǎn)生含塵廢氣污染環(huán)境，而且這種與水接觸后的半焦結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生變化，品質(zhì)降低，同時 復(fù)吸作用導(dǎo)致半焦水分大幅增加，降低成漿濃度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種工藝簡單、水煤漿成漿濃度高、 有效提高熱半焦煤化程度的熱半焦冷卻制備水煤漿的方法。
[0006] 技術(shù)方案包括由低階煤熱解后得到的500-700°C熱半焦，將500-700°C的熱半焦 采用干熄焦方式快速冷卻到60°C以下，然后預(yù)破碎至IOmm以下，再磨細(xì)至Imm以下后加水 制備水煤漿。
[0007] 采用球磨機進(jìn)行細(xì)磨，鋼球的直徑配比為20mm、12mm和5mm，質(zhì)量配比對應(yīng)為 20% :50% :30%，球磨機轉(zhuǎn)速設(shè)定在150-200r/min，磨煤時間3-5min。
[0008] 加水后攪拌制備水煤漿，采用高速電動攪拌器進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速設(shè)置為l〇〇〇r/min， 攪拌時間控制在15-20min。
[0009] 所述制備水煤漿時還加入了水煤漿添加劑，所述水煤漿添加劑添加量為半焦質(zhì)量 的0. 3%。所述水煤漿添加劑以木質(zhì)素為主要原料，如常州中南化工有限公司生產(chǎn)的ZM-19 高效水煤漿添加劑。
[0010] 所述干熄焦方式為惰性干燥氣體同熱半焦直接或間接換熱，或液態(tài)低溫介質(zhì)同熱 半焦間接換熱。
[0011] 將粒度小于Imm的半焦以Imm?0. 071mm和小于0. 071mm的兩種粒度范圍，以質(zhì) 量比6 :4進(jìn)行級配，然后再加水制備水煤漿。
[0012] 干熄焦方法借助物理方式進(jìn)行熱冷介質(zhì)間的換熱，能夠有效提高半焦冷卻速度、 快速終止熱解反應(yīng)，同時增大了熱解氣在煤顆粒中逸出的推動力。該熄焦方式的選取不是 簡單的改進(jìn)，其避免了水熄焦或水氣熄焦對半焦性質(zhì)的改變，因為水熄焦或水氣熄焦同半 焦能夠發(fā)生輕微的氣化反應(yīng)，降低半焦的品質(zhì)、改變半焦的孔隙結(jié)構(gòu)并增加半焦的含水量。 干熄焦最大限度降低了半焦中的含水量，保持了半焦孔結(jié)構(gòu)的規(guī)律性，達(dá)到了提高煤化程 度的效果。這對于以低階煤為原料生產(chǎn)的熱半焦而言，在減少水煤漿添加劑的使用量，提高 成漿濃度是十分必要的。
[0013] 另一方面，采用干熄焦方法冷卻熱半焦，能保持熱解過程中半焦形成的相對規(guī)則 的微晶層片狀結(jié)構(gòu)，改善孔徑分布，使后續(xù)的半焦破碎和磨細(xì)變得更加容易，可磨性提高， 減少磨煤機的能耗。通過控制鋼球的直徑配比、質(zhì)量配比和球磨機轉(zhuǎn)速和磨煤時間，使半焦 能有效磨至Imm以下，保證成楽效果。
[0014] 發(fā)明人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，將磨細(xì)后的半焦進(jìn)行級配能夠進(jìn)一步提高成漿濃度，優(yōu)選將 粒度小于Imm的半焦以Imm?〇. 〇71mm和小于0. 071mm的兩種粒度范圍，以質(zhì)量比6 :4進(jìn) 行級配。
[0015] 有益效果：
[0016] 本發(fā)明以低階煤制備的熱半焦經(jīng)干熄焦降溫后得到高品質(zhì)半焦，干熄焦產(chǎn)品成漿 性能優(yōu)于水熄焦，成漿濃度可提高4-6個百分點，具有工藝簡單，生產(chǎn)成本和運行成本低、 成漿濃度高的優(yōu)點。

【具體實施方式】
[0017] 實施例：
[0018] 實施例1，初始溫度為500°C熱半焦同氮氣氣流直接換熱，快速冷卻到60°C以下。 冷卻的半焦預(yù)先破碎至IOmm以下，使用球磨機進(jìn)行磨煤，鋼球的直徑配比為20mm、12mm和 5mm，質(zhì)量配比為20% :50% :30%，球磨機轉(zhuǎn)速設(shè)定在170r/min，磨煤時間3min。半焦使 用Imm篩子進(jìn)行篩分，小于Imm煤粉加入水混合均勻，再使用轉(zhuǎn)速lOOOr/min的攪拌器攪拌 15-20min，最后制備成實施例水煤楽。結(jié)果見表1。
[0019] 實施例2,初始溫度為520°C熱半焦同氮氣氣流直接換熱，快速冷卻到60°C以下。 冷卻的半焦預(yù)先破碎至IOmm以下，使用球磨機進(jìn)行磨煤，鋼球的直徑配比為20mm、12mm和 5mm，質(zhì)量配比為20% :50% :30%，球磨機轉(zhuǎn)速設(shè)定在200r/min，磨煤時間5min。半焦使 用Imm篩子進(jìn)行篩分，小于Imm煤粉加入水和添加劑（ZM-19高效水煤漿添加劑，用量為半 焦的0. 3%，wt)并混合均勻，再使用轉(zhuǎn)速1000r/min的攪拌器攪拌15-20min，最后制備成 實施例水煤漿。結(jié)果見表1。
[0020] 實施例3,初始溫度為700°C熱半焦同氮氣氣流直接換熱，快速冷卻到60°C以下。 冷卻的半焦預(yù)先破碎至IOmm以下，使用球磨機進(jìn)行磨煤，鋼球的直徑配比為20mm、12mm和 5mm，質(zhì)量配比為20% :50% :30%，球磨機轉(zhuǎn)速設(shè)定在150r/min，磨煤時間4min，磨細(xì)后煤 粉使用Imm和〇· 〇71mm篩子進(jìn)行篩分，粒度Imm?0· 071mm (粗粒）和小于0· 071mm (細(xì)粒） 的煤按6 :4的質(zhì)量比進(jìn)行級配，然后加入水和添加劑（ZM-19高效水煤漿添加劑，用量為半 焦的0. 3% wt)并混合均勻再使用轉(zhuǎn)速1000r/min的攪拌器攪拌15-20min，最后制備成實 施例水煤漿。結(jié)果見表1。
[0021] 比較例1，初始溫度為520°C熱半焦在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)呈薄層均布，頂部設(shè)置的噴頭將水 霧化后對半焦進(jìn)行冷卻。出料口半焦溫度約l〇〇°C。冷卻的半焦預(yù)先破碎至IOmm以下，使用 球磨機進(jìn)行磨煤制樣，鋼球的直徑配比為20mm、12mm和5mm，質(zhì)量配比為20% :50% :30%， 球磨機轉(zhuǎn)速設(shè)定在17〇r/min，磨煤時間3min。煤樣使用Imm篩子進(jìn)行篩分，小于Imm煤樣 加入水混合均勻，再使用轉(zhuǎn)速lOOOr/min的攪拌器攪拌15-20min，最后制備成實施例水煤 漿樣品。結(jié)果見表1。
[0022] 實施例1-3和比較例1中所述熱半焦選用內(nèi)蒙古褐煤熱解所得熱半焦。
[0023] 表1水煤漿成漿性能
[0024]

【權(quán)利要求】
1. 一種熱半焦冷卻制備水煤漿的方法，包括由低階煤熱解后得到的500-700°C熱半 焦，其特征在于，將500-700°C的熱半焦采用干熄焦方式快速冷卻到60°C以下，然后預(yù)破碎 至10mm以下，再磨細(xì)至1mm以下后加水制備水煤楽。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱半焦冷卻制備水煤漿的方法，其特征在于，采用球磨機進(jìn)行 細(xì)磨，鋼球的直徑配比為20mm、12mm和5mm，質(zhì)量配比為20% :50% :30%，球磨機轉(zhuǎn)速設(shè)定 在 150-200r/min，磨煤時間 3_5min。
3. 如權(quán)利要求1所述的熱半焦冷卻制備水煤漿的方法，其特征在于，加水后攪拌 制備水煤漿，采用高速電動攪拌器進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速設(shè)置為l〇〇〇r/min，攪拌時間控制在 15_20min。
4. 如權(quán)利要求1所述的熱半焦冷卻制備水煤漿的方法，其特征在于，所述制備水煤漿 時還加入了水煤漿添加劑，所述水煤漿添加劑添加量為半焦質(zhì)量的0. 3%。
5. 如權(quán)利要求1-4任一項所述的熱半焦冷卻制備水煤漿的方法，其特征在于，所述干 熄焦方式為惰性干燥氣體同熱半焦直接或間接換熱，或液態(tài)低溫介質(zhì)同熱半焦間接換熱。
6. 如權(quán)利要求1所述的熱半焦冷卻制備水煤漿的方法，其特征在于，將粒度小于1mm的 半焦以1mm?0? 071mm和小于0? 071mm的兩種粒度范圍，以質(zhì)量比6 :4進(jìn)行級配，然后再加 水制備水煤漿。
【文檔編號】C10L1/32GK104388136SQ201410657099
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】曾凡虎, 陳鋼, 李澤海, 羅偉, 李清 申請人:中國五環(huán)工程有限公司