本發(fā)明涉及煤炭處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水熱處理提高低階煤水煤漿濃度的方法及裝置。

背景技術(shù)：

我國“富煤、貧油、少氣”的能源結(jié)構(gòu)決定了煤炭是我國能源生產(chǎn)利用的最主要來源，在未來較長一段時(shí)間里，中國以煤炭為主的一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)都很難改變。我國煤炭資源品種比較齊全，但優(yōu)質(zhì)資源較少，且數(shù)量分布極其不均勻。褐煤和長焰煤等低階煤數(shù)量較大，約占查明資源儲(chǔ)量的55％，主要分布在內(nèi)蒙古東部和云南等地，由于其發(fā)熱量低、長距離運(yùn)輸易燃等原因，導(dǎo)致就地利用低階煤資源，發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)成為行業(yè)焦點(diǎn)。

煤氣化技術(shù)是煤炭清潔轉(zhuǎn)化的核心技術(shù)之一，是煤化工產(chǎn)業(yè)的龍頭。在眾多的氣化技術(shù)中，水煤漿氣化技術(shù)是最成熟、運(yùn)行最穩(wěn)定的一種氣化技術(shù)，是眾多業(yè)主比較傾向選擇的一種氣化方式，也是煤炭清潔利用的重要途徑。但由于低階煤高內(nèi)水含量和多空隙的特點(diǎn)，導(dǎo)致其成漿濃度低，一般為30～50％，限制了其用于水煤漿氣化這種成熟穩(wěn)定的氣化方式。

目前，國內(nèi)外出現(xiàn)眾多提高低階煤成漿濃度的技術(shù)，但均存在一定的不足之處，例如處理成本高、能耗高、存在粉塵污染和燃爆等技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、提濃效果差、原料煤要求高等。

因此，目前還需尋找一種提濃效果好、技術(shù)可行、安全可靠的低階煤提濃技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是針對提高低階煤成漿濃度的技術(shù)局限性，提供一種技術(shù)可行、安全可靠、提濃效果好、能效高的水熱處理提高低階煤水煤漿濃度的方法及裝置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一方面，本發(fā)明提供了一種提高低階煤水煤漿濃度的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將待處理低階煤水煤漿送至包括多個(gè)串聯(lián)連接的乏汽預(yù)熱釜的多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)中進(jìn)行逐級(jí)乏汽預(yù)熱，將乏汽預(yù)熱后的待處理低階煤水煤漿加熱至水熱處理溫度，然后送入保溫停留裝置中進(jìn)行水熱處理，得到改質(zhì)水煤漿；

(2)將所述改質(zhì)水煤漿送至包括多個(gè)串聯(lián)連接的閃蒸罐的多級(jí)閃蒸系統(tǒng)中進(jìn)行逐級(jí)閃蒸，從而得到逐級(jí)降溫降壓后的改質(zhì)水煤漿，其中，所述多級(jí)閃蒸系統(tǒng)中閃蒸罐的數(shù)量與所述多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)中乏汽預(yù)熱釜的數(shù)量相同，并且將來自各閃蒸罐的閃蒸氣作為乏汽分別送入與該閃蒸罐逆流逐級(jí)對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜的熱源入口，通過與待處理低階煤水煤漿換熱進(jìn)行步驟(1)中的逐級(jí)乏汽預(yù)熱；

(3)將所述逐級(jí)降溫降壓后的改質(zhì)水煤漿送至過濾裝置進(jìn)行過濾以部分脫水，然后送入制漿裝置制成高濃度水煤漿。

本發(fā)明中使用的術(shù)語“逆流”一般是指與流體諸如水煤漿流動(dòng)或輸送方向相反的方向。

本發(fā)明中，由于在對水煤漿進(jìn)行水熱處理之后，將來自各閃蒸罐的閃蒸氣分別送入與該閃蒸罐逆流逐級(jí)相對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜中作為熱源來對各乏汽預(yù)熱釜中的待處理低階煤水煤漿進(jìn)行預(yù)熱，在提高水煤漿濃度的同時(shí)，提高了能量利用率，降低了能耗。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述低階煤選自褐煤、長焰煤、不粘煤和弱粘煤。在一些實(shí)施方案中，所述低階煤優(yōu)選為褐煤。

在一些實(shí)施方案中，所述待處理低階煤水煤漿是通過包括以下步驟的方法制備的：將原料煤進(jìn)行破碎，送入磨煤機(jī)中并加入水進(jìn)行研磨，從而制成待處理低階煤水煤漿。此外，所述待處理低階煤水煤漿也可以通過本領(lǐng)域中其它任何已知的方法如干磨濕配法來制備。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(1)中所述的待處理低階煤水煤漿的濃度為30～50％。

本發(fā)明中，水煤漿濃度是根據(jù)國標(biāo)GB/T18856.2-2008測定的。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(1)中以間接換熱方式或直接接觸換熱方式進(jìn)行乏汽預(yù)熱。

在一些實(shí)施方案中，步驟(1)中以間接換熱方式，特別是間接逆流接觸換熱方式進(jìn)行乏汽預(yù)熱，所述乏汽預(yù)熱釜設(shè)置有外部蒸汽夾套或內(nèi)部蒸汽管束，且所述多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)中的各乏汽預(yù)熱釜均連接有收集經(jīng)由該乏汽預(yù)熱釜換熱后的閃蒸氣冷凝液(如，冷凝水)的冷凝水罐；所述方法進(jìn)一步包括以下步驟：將來自除了最后一級(jí)冷凝水罐的各冷凝水罐底部的冷凝液(如，冷凝水)送到下一級(jí)冷凝水罐，以及可選地將來自各級(jí)冷凝水罐頂部的氣體與來自該級(jí)閃蒸罐的閃蒸氣混合后作為乏汽送入與該冷凝水罐相對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜的外部蒸汽夾套或所述內(nèi)部蒸汽管束，通過與待處理低階煤水煤漿換熱來進(jìn)行步驟(1)中的逐級(jí)乏汽預(yù)熱。

在一些具體實(shí)施方案中，在所述乏汽預(yù)熱釜內(nèi)還設(shè)置攪拌裝置。

在一些實(shí)施方案中，將來自除了最后一級(jí)冷凝水罐的各冷凝水罐底部的冷凝液送到下一級(jí)冷凝水罐的步驟是通過將來自除了最后一級(jí)冷凝水罐的各冷凝水罐底部的冷凝液閃蒸到下一級(jí)冷凝水罐來實(shí)現(xiàn)的。

在一些實(shí)施方案中，步驟(1)中以直接接觸換熱方式進(jìn)行乏汽預(yù)熱。在一些具體實(shí)施方案中，步驟(1)中，將來自各閃蒸罐的閃蒸氣作為乏汽分別送入與該閃蒸罐逆流逐級(jí)相對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜的底部，通過與待處理低階煤水煤漿直接接觸換熱來進(jìn)行步驟(1)中的逐級(jí)乏汽預(yù)熱。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述乏汽預(yù)熱釜的數(shù)量為4～8個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(1)中乏汽預(yù)熱后的待處理低階煤水煤漿的溫度為160～285℃。

本發(fā)明中，當(dāng)以間接換熱方式進(jìn)行乏汽預(yù)熱時(shí)，由于將高溫一級(jí)冷凝水閃蒸后的閃蒸氣繼續(xù)用作低溫一級(jí)乏汽預(yù)熱釜的熱源，對能量進(jìn)行逐級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)了能量的充分回收利用，并且水煤漿物料與乏汽逆流間接接觸(例如，水煤漿物料采用上進(jìn)下出，而乏汽采用下進(jìn)上出的進(jìn)出料方式)時(shí)，對流換熱增強(qiáng)了物料的傳熱效果；當(dāng)以直接接觸換熱方式進(jìn)行乏汽預(yù)熱時(shí)，由于乏汽的冷凝液留在水煤漿中，可調(diào)整水煤漿的濃度，因此可對濃度較高的待處理水煤漿進(jìn)行處理，減少了多余水分的能耗，節(jié)能高效。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，步驟(1)中所述加熱是在包括一個(gè)蒸汽預(yù)熱釜或多個(gè)串聯(lián)連接的蒸汽預(yù)熱釜的進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)中進(jìn)行的。在一些實(shí)施方案中，采用界外蒸汽如鍋爐蒸汽作為進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)中的蒸汽預(yù)熱釜的熱源。

在一些實(shí)施方案中，通過進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)以間接換熱方式或直接接觸換熱方式對乏汽預(yù)熱后的待處理低階煤水煤漿進(jìn)行加熱。

在一些具體實(shí)施方案中，采用進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)以間接換熱方式對乏汽預(yù)熱后的待處理低階煤水煤漿進(jìn)行加熱，所述蒸汽預(yù)熱釜還設(shè)置有外部蒸汽夾套或內(nèi)部蒸汽管束，將界外蒸汽如鍋爐蒸汽送至蒸汽預(yù)熱釜的外部蒸汽夾套或內(nèi)部蒸汽管束。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述乏汽預(yù)熱后的待處理低階煤水煤漿在蒸汽預(yù)熱釜中的進(jìn)出料方式為上進(jìn)下出，而界外蒸汽的進(jìn)出料方式為下進(jìn)上出。

在另一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述蒸汽預(yù)熱釜內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置。

在一些具體實(shí)施方案中，采用進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)以直接接觸換熱方式對乏汽預(yù)熱后的待處理低階煤水煤漿進(jìn)行加熱。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，將界外蒸汽如鍋爐蒸汽送入各蒸汽預(yù)熱釜底部來對乏汽預(yù)熱后的待處理低階煤水煤漿進(jìn)行加熱。

本發(fā)明中，以間接換熱方式對乏汽預(yù)熱后的待處理低階煤水煤漿進(jìn)行加熱時(shí)，水煤漿物料與界外蒸汽如鍋爐蒸汽逆流間接接觸(例如，水煤漿物料采用上進(jìn)下出，而界外蒸汽如鍋爐蒸汽采用下進(jìn)上出的進(jìn)出料方式)，這樣的對流換熱增強(qiáng)了物料的傳熱效果；當(dāng)以直接接觸換熱方式對乏汽預(yù)熱后的待處理低階煤水煤漿進(jìn)行加熱時(shí)，由于界外蒸汽如鍋爐蒸汽的冷凝液留在水煤漿中，可調(diào)整水煤漿的濃度，因此可對濃度較高的待處理水煤漿進(jìn)行處理，減少了多余水分的能耗，節(jié)能高效，界外蒸汽如鍋爐蒸汽的底部進(jìn)入也起到返混防止煤漿沉降的作用。

本發(fā)明中，進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)中蒸汽預(yù)熱釜的數(shù)量可以根據(jù)熱損或水熱處理的溫度確定。在一些具體實(shí)施方案中，所述蒸汽預(yù)熱釜的數(shù)量為1～4個(gè)。

在一些具體實(shí)施方案中，在所述蒸汽預(yù)熱釜內(nèi)設(shè)置攪拌裝置。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述保溫停留裝置包括1個(gè)反應(yīng)罐或2個(gè)以上串聯(lián)連接的反應(yīng)罐。在一些實(shí)施方案中，所述保溫停留裝置包括1個(gè)反應(yīng)罐，以及在另一些實(shí)施方案中，所述保溫停留裝置包括2～3個(gè)串聯(lián)連接的反應(yīng)罐。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，在所述反應(yīng)罐中，加熱后的低階煤水煤漿的進(jìn)出料方式為上進(jìn)下出或下進(jìn)上出。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，在所述反應(yīng)罐內(nèi)可設(shè)置攪拌裝置。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述水熱處理在如下條件下進(jìn)行：溫度為230～320℃，壓力為2.8～11.4MPa，水熱處理時(shí)間為20～90min。例如，在一些實(shí)施方案中，所述水熱處理在如下條件下進(jìn)行：溫度為250～300℃，壓力為3.8～8.7MPa，水熱處理時(shí)間為30～60min。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟：在步驟(3)中將部分脫水的水煤漿送入所述制漿裝置之前，向部分脫水的水煤漿中加入水煤漿添加劑。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述水煤漿添加劑為選自分散劑、穩(wěn)定劑、消泡劑、pH調(diào)整劑或殺菌劑中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述分散劑可以為陰離子型分散劑、陽離子型分散劑或兩性分散劑，優(yōu)選為陰離子型分散劑。在一些具體實(shí)施方案中，合適的陰離子分散劑的實(shí)例包括但不限于萘磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、磺化腐值酸鹽和聚羧酸系分散劑。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述穩(wěn)定劑可以為無機(jī)鹽或高分子化合物。在一些優(yōu)選實(shí)施方案中，合適的穩(wěn)定劑的實(shí)例包括但不限于常規(guī)的聚丙烯酰胺絮凝劑、羧甲基纖維素和有機(jī)膨潤土。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述消泡劑可以為醇類消泡劑、磷酸酯類消泡劑或萘磺酸甲醛縮合物。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，合適的pH調(diào)整劑的實(shí)例包括但不限于氨水、氫氧化鈉或氫氧化鈣。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，合適的殺菌劑的實(shí)例包括但不限于異噻唑啉酮。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述水煤漿添加劑的用量為干基煤重量的0.1-1％。在一些實(shí)施方案中，所述水煤漿添加劑的用量為干基煤重量的0.2-0.7％。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟：將來自最后一級(jí)冷凝水罐的冷凝液和/或來自所述過濾裝置的濾液回收用于制備所述待處理低階煤水煤漿。

根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中，所述高濃度水煤漿的濃度為56～67％。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種提高低階煤水煤漿濃度的裝置，所述裝置包括：

多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)，所述多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)包括多個(gè)串聯(lián)連接的乏汽預(yù)熱釜；

進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)，所述進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)包括一個(gè)蒸汽預(yù)熱釜或多個(gè)串聯(lián)連接的蒸汽預(yù)熱釜，所述進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)的水煤漿入口與所述多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)中最后一級(jí)乏汽預(yù)熱釜的水煤漿出口連接；

保溫停留裝置，所述保溫停留裝置的水煤漿入口與所述進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)的水煤漿出口連接；

多級(jí)閃蒸系統(tǒng)，所述多級(jí)閃蒸系統(tǒng)包括多個(gè)串聯(lián)連接的閃蒸罐，所述閃蒸罐的數(shù)量與所述乏汽預(yù)熱釜的數(shù)量相同，所述多級(jí)閃蒸系統(tǒng)中的第一級(jí)閃蒸罐的水煤漿入口與所述保溫停留裝置的水煤漿出口連接，并且各閃蒸罐的頂部均連接至與該閃蒸罐逆流逐級(jí)相對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜的熱源入口；

過濾裝置，所述過濾裝置配置成將來自最后一級(jí)閃蒸罐的逐級(jí)閃蒸后的水煤漿部分脫水；以及

制漿裝置，所述制漿裝置配置成將部分脫水后的水煤漿制成高濃度水煤漿。

根據(jù)本發(fā)明提供的用于提高低階煤水煤漿濃度的裝置，其中，所述乏汽預(yù)熱釜是間接換熱式的乏汽預(yù)熱釜或直接接觸換熱式的乏汽預(yù)熱釜。

在一些實(shí)施方案中，所述乏汽預(yù)熱釜是間接換熱的乏汽預(yù)熱釜，所述乏汽預(yù)熱釜還可以設(shè)置有外部蒸汽夾套或內(nèi)部蒸汽管束，所述裝置還包括：分別與所述多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)中的各級(jí)乏汽預(yù)熱釜連接的、配置成收集經(jīng)由該乏汽預(yù)熱釜換熱后的閃蒸氣冷凝液(如，冷凝水)的多個(gè)冷凝水罐，其中，除了最后一級(jí)冷凝水罐之外的各冷凝水罐的底部均與其下一級(jí)冷凝水罐連接，并且各冷凝水罐的頂部均連接至與該冷凝水罐相對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜的外部蒸汽夾套或內(nèi)部蒸汽管束。

在另一些實(shí)施方案中，所述乏汽預(yù)熱釜是直接接觸換熱式的乏汽預(yù)熱釜。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述乏汽預(yù)熱釜底部設(shè)有乏汽入口，而頂部設(shè)有水煤漿入口。

在一些實(shí)施方案中，所述蒸汽預(yù)熱釜是間接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜或直接接觸換熱式的蒸汽預(yù)熱釜。

在一些具體實(shí)施方案中，所述蒸汽預(yù)熱釜是間接換熱的蒸汽預(yù)熱釜，所述間接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜設(shè)置有外部蒸汽夾套或內(nèi)部蒸汽管束。

在另一些具體實(shí)施方案中，所述蒸汽預(yù)熱釜是直接接觸換熱式的蒸汽預(yù)熱釜。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述蒸汽預(yù)熱釜底部設(shè)有蒸汽入口，而頂部設(shè)有水煤漿入口。。在一些實(shí)施方案中，在直接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜可以不設(shè)置攪拌裝置。

根據(jù)本發(fā)明提供的用于提高低階煤水煤漿濃度的裝置，其中，所述制漿裝置為帶有攪拌裝置的制漿槽。

根據(jù)本發(fā)明提供的用于提高低階煤水煤漿濃度的裝置，其中，所述裝置還包括：

磨煤機(jī)，所述磨煤機(jī)配置成將煤顆粒進(jìn)行濕磨以制成待處理低階煤水煤漿；

煤漿槽，所述煤漿槽配置成儲(chǔ)存所述待處理低階煤水煤漿；和

煤漿泵，所述煤漿泵配置成將所述煤漿槽中的待處理低階煤水煤漿泵送至多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的用于提高低階煤水煤漿濃度的裝置，其中，所述裝置還包括設(shè)置在所述磨煤機(jī)上游的破碎機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明提供的用于提高低階煤水煤漿濃度的裝置，其中，最后一級(jí)冷凝水罐(如果存在)和過濾裝置與磨煤機(jī)連接，以便回收冷凝水和濾液。

本發(fā)明中使用的術(shù)語“第一級(jí)”一般是指在水煤漿流動(dòng)或輸送方向?yàn)轫樞虻牡谝患?jí)。相應(yīng)地，本發(fā)明中使用的術(shù)語“最后一級(jí)”一般是指在水煤漿流動(dòng)或輸送方向?yàn)轫樞虻淖詈笠患?jí)。

本發(fā)明提供的提高低階煤水煤漿濃度的方法及裝置具有以下有益技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明采用包括多個(gè)乏汽預(yù)熱釜的多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)對待處理低階煤水煤漿進(jìn)行逐級(jí)乏汽預(yù)熱，將后續(xù)逐級(jí)閃蒸處理得到的各級(jí)閃蒸氣作為各級(jí)乏汽預(yù)熱的熱源，再經(jīng)進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)加熱至水熱處理溫度，然后對待處理低階煤水煤漿進(jìn)行水熱處理，在提高低階煤水煤漿濃度的同時(shí)，提高了能量利用率，降低了能耗及處理成本。

(2)本發(fā)明中，乏汽預(yù)熱系統(tǒng)和/或進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)以間接換熱方式進(jìn)行乏汽預(yù)熱時(shí)，將高溫一級(jí)冷凝水閃蒸后的閃蒸氣繼續(xù)用于低溫一級(jí)乏汽預(yù)熱釜中水煤漿的預(yù)熱，對能量進(jìn)行逐級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)了能量的充分回收利用；并且水煤漿物料與乏汽或界外蒸汽逆流間接接觸(例如，水煤漿物料采用上進(jìn)下出，而乏汽采用下進(jìn)上出的進(jìn)出料方式)，這樣的對流換熱增強(qiáng)了物料的傳熱效果。

(3)本發(fā)明中，乏汽預(yù)熱系統(tǒng)和/或進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)以直接接觸換熱方式進(jìn)行預(yù)熱時(shí)，由于乏汽和/或界外蒸汽如鍋爐蒸汽的冷凝液留在水煤漿中，可調(diào)整水煤漿的濃度，因此可對濃度較高的待處理水煤漿進(jìn)行處理，減少了多余水分的能耗，節(jié)能高效。

(4)本發(fā)明中，采用釜式乏汽預(yù)熱系統(tǒng)、釜式的進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)和釜式保溫停留裝置對水煤漿進(jìn)行處理，占地面積小，流程簡單，便于檢修。

(5)本發(fā)明中，采用串聯(lián)連接的釜式預(yù)熱系統(tǒng)和釜式保溫停留裝置，工藝流程連續(xù)，處理量大。

(6)本發(fā)明的方法采用多級(jí)閃蒸系統(tǒng)對改質(zhì)水煤漿進(jìn)行逐級(jí)閃蒸，實(shí)現(xiàn)逐級(jí)降溫降壓，提高了高溫高壓條件下水熱處理反應(yīng)的安全性。

(7)本發(fā)明采用多級(jí)閃蒸過程對水熱反應(yīng)后高溫高壓的水煤漿進(jìn)行逐級(jí)降溫降壓，閃蒸過程不需要外部能量來源，降低了能耗；通過對高溫高壓水煤漿中的水分進(jìn)行閃蒸而對高溫高壓水煤漿的能量進(jìn)行回收利用，與直接對高溫高壓水煤漿進(jìn)行能量回收利用相比，本發(fā)明避免了利用管式換熱器對高溫高壓水煤漿的能量進(jìn)行回收利用時(shí)，使待加熱水煤漿流體流經(jīng)管式換熱器殼程而容易造成管路堵塞及不易清洗等問題、由于直接利用高壓流體而需要使用較厚的殼體材料造成的材料成本問題、以及使待加熱流體流經(jīng)殼程導(dǎo)致的散熱從而削弱加熱效果的問題。

(8)本發(fā)明的乏汽預(yù)熱系統(tǒng)以直接換熱方式進(jìn)行乏汽預(yù)熱時(shí)，解決了不能直接使用水熱處理后的高溫高壓水煤漿作為熱源與待處理水煤漿進(jìn)行直接接觸換熱的問題；以及本發(fā)明的乏汽預(yù)熱系統(tǒng)以間接換熱方式進(jìn)行乏汽預(yù)熱時(shí)，解決了直接使用水熱處理后的高溫高壓水煤漿作為熱源時(shí)，使其流經(jīng)外部蒸汽夾套或內(nèi)部蒸汽管束而容易造成堵塞及不易清洗等問題、由于直接利用高壓流體而需要使用較厚的夾套或管束材料造成的材料成本問題。

附圖說明

以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方案，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明方法一個(gè)實(shí)施方案的工藝流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明方法一個(gè)實(shí)施方案的工藝流程圖；

其中，A為破碎機(jī)，B為磨煤機(jī)，C為煤漿槽，D為煤漿泵，E為多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)，F(xiàn)為進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)，G為保溫停留裝置，H為多級(jí)閃蒸系統(tǒng)，I為冷凝水罐，J為過濾裝置，K為制漿裝置，1為原料煤，2為新熱源，3為冷凝液，4為濾液，5為鍋爐。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述，給出的實(shí)施例僅為了闡明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。

水煤漿濃度的測定

根據(jù)國標(biāo)GB/T18856.2-2008來測定水煤漿濃度。GB/T18856.2-2008中測定水煤漿濃度的方法概括如下：

1.試樣的采取與制備

水煤漿試樣的采取與制備按GB/T18856.1進(jìn)行。

2.方法A—干燥箱干燥法

2.1 方法提要

稱取一定量的水煤漿試樣，于105℃～110℃下干燥至質(zhì)量恒定，干燥后的試樣質(zhì)量占原樣質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為水煤漿濃度。

2.2 儀器設(shè)備

2.2.1 干燥箱：帶有自動(dòng)控溫裝置和鼓風(fēng)機(jī)，并能保持溫度105℃～110℃。

2.2.2 稱量瓶：直徑50mm，高30mm，并帶有嚴(yán)密的磨口蓋。

2.2.3 分析天平：感量0.0001g。

2.2.4 干燥器：內(nèi)樁變色硅膠或粒狀無水氯化鈣。

2.3 測定步驟

2.3.1 取充分?jǐn)嚢杈鶆虻乃簼{試樣(3.0±0.2)g置于預(yù)先干燥并稱量(稱準(zhǔn)至0.0002g)過的稱量瓶中，迅速加蓋，稱量(稱準(zhǔn)至0.0002g)，晃動(dòng)攤平。

2.3.2 打開瓶蓋，將稱量瓶和瓶蓋放入預(yù)先鼓風(fēng)并已加熱到105℃～110℃的干燥箱中，在鼓風(fēng)條件下，干燥1h。

2.3.3 從干燥箱中去除稱量瓶，立即蓋上蓋在空氣中冷卻約3min后放入干燥器中，冷卻至室溫(約20min)，稱量。

2.3.4 進(jìn)行檢查性干燥，每次30min，直到連續(xù)兩次干燥的試樣質(zhì)量的減少不超過0.003g或質(zhì)量增加為止。在后一種情況下，應(yīng)采用質(zhì)量增加前一次的質(zhì)量作為計(jì)算依據(jù)。

2.4 結(jié)果計(jì)算

水煤漿濃度按式(1)計(jì)算：

式中：

C—水煤漿濃度，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，％；

m₁—試樣干燥后的質(zhì)量，單位為克(g)；

m₀—試樣質(zhì)量，單位為克(g)。

水煤漿濃度測定結(jié)果修約至小數(shù)點(diǎn)后一位。

2.5 方法精密度

水煤漿濃度測定結(jié)果的重復(fù)性限為0.2％。

3.方法B—紅外干燥法

3.1 方法提要

稱取一定量的試樣置于紅外水分測定儀內(nèi)，試樣中的水分在紅外線的照射下，迅速蒸發(fā)，干燥至質(zhì)量恒定，干燥后的試樣質(zhì)量占原樣質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為水煤漿濃度。

3.2 紅外水分測定儀

凡符合以下條件的紅外水分測定儀都可使用：

a)紅外照射時(shí)間可調(diào)；

b)試樣放置區(qū)紅外照射均勻；

c)經(jīng)試驗(yàn)證明測定結(jié)果與方法A的測定結(jié)果一致。

3.3 測定步驟

3.3.1 按紅外干燥水分測定儀說明書要求，進(jìn)行準(zhǔn)備和狀態(tài)調(diào)節(jié)。

3.3.2 取攪拌均勻的水煤漿試樣(3.0±0.2)g置于預(yù)先干燥并稱量過的稱量瓶(或儀器自帶的稱量器皿)中，迅速加蓋，稱量(稱準(zhǔn)至0.0002g)，晃動(dòng)攤平。

3.3.3 打開瓶蓋，將稱量瓶(或儀器自帶的稱量器皿)和瓶蓋放入測定儀的規(guī)定區(qū)內(nèi)。

3.3.4 關(guān)上門，接通電源，儀器按預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行干燥。

3.3.5 進(jìn)行檢查性干燥，每次30min，直到連續(xù)兩次干燥的試樣質(zhì)量的減少不超過0.003g或質(zhì)量增加為止。在后一種情況下，應(yīng)采用質(zhì)量增加前一次的質(zhì)量作為計(jì)算依據(jù)。

3.4 結(jié)果計(jì)算

按2.4計(jì)算水煤漿濃度和數(shù)值。

實(shí)施例1

參照圖1，本實(shí)施例用于說明在提高低階煤水煤漿濃度的裝置，其包括：多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E、進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F、多個(gè)冷凝水罐I、保溫停留裝置G、多級(jí)閃蒸系統(tǒng)H、過濾裝置J和制漿裝置K。

其中，多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E包括多個(gè)串聯(lián)連接的間接換熱式的乏汽預(yù)熱釜，間接換熱式的乏汽預(yù)熱釜設(shè)置有外部蒸汽夾套或內(nèi)部蒸汽管束(未顯示)，并且可以在內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置(未顯示)。例如，多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E包括4個(gè)或8個(gè)串聯(lián)連接的間接換熱式的乏汽預(yù)熱釜，此時(shí)，多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E相應(yīng)地為4級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)或8級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)。

冷凝水罐I的數(shù)量與多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E中的間接換熱式的乏汽預(yù)熱釜數(shù)量相同，并且各冷凝水罐分別與各間接換熱式的乏汽預(yù)熱釜連接，以收集經(jīng)由該間接換熱式的乏汽預(yù)熱釜換熱后的閃蒸氣冷凝液(如，冷凝水)，其中，除了最后一級(jí)冷凝水罐之外的各冷凝水罐的底部均與其下一級(jí)冷凝水罐連接，并且各冷凝水罐的頂部均連接至與該冷凝水罐相對應(yīng)的間接換熱式的乏汽預(yù)熱釜的外部蒸汽夾套或內(nèi)部蒸汽管束。

進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F配置成將經(jīng)多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E預(yù)熱的待處理低階煤水煤漿加熱到水熱處理溫度。具體地，進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F的水煤漿入口與多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E中最后一級(jí)間接換熱式的乏汽預(yù)熱釜的水煤漿出口連接，間接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜設(shè)置有外部蒸汽夾套或內(nèi)部蒸汽管束(未顯示)，并且可以在內(nèi)部設(shè)置攪拌裝置(未顯示)。進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F中蒸汽預(yù)熱釜的熱源可以為鍋爐蒸汽，鍋爐蒸汽經(jīng)換熱后可以返回鍋爐。同樣地，進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F可以是單級(jí)或多級(jí)的。例如，進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F可以包括一個(gè)間接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜或多個(gè)(如2個(gè)、3個(gè)或4個(gè))串聯(lián)的間接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜，此時(shí)，進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F相應(yīng)地是1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)或4級(jí)的進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)。

保溫停留裝置G與進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F的水煤漿出口連接。待處理低階煤水煤漿在保溫停留裝置G進(jìn)行水熱處理。加熱后的待處理低階煤水煤漿在保溫停留裝置G的進(jìn)出料方式為上進(jìn)下出或下進(jìn)上出(未顯示)。保溫停留裝置G可以包括1個(gè)反應(yīng)罐或2個(gè)以上(如，2個(gè)或3個(gè))串聯(lián)連接的反應(yīng)罐。另外，反應(yīng)罐內(nèi)可以設(shè)置有攪拌裝置。

多級(jí)閃蒸系統(tǒng)H包括多個(gè)串聯(lián)連接的閃蒸罐，閃蒸罐的數(shù)量與乏汽預(yù)熱釜的數(shù)量相同，多級(jí)閃蒸系統(tǒng)H中的第一級(jí)閃蒸罐的水煤漿入口連接至保溫停留裝置G的水煤漿出口，并且各閃蒸罐的頂部均連接至與該閃蒸罐逆流逐級(jí)相對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜的熱源入口。例如，多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E為4級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)或8級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)，多級(jí)閃蒸系統(tǒng)H相應(yīng)地包括4個(gè)或8個(gè)串聯(lián)連接的閃蒸罐，此時(shí)，多級(jí)閃蒸系統(tǒng)H也相應(yīng)地為4級(jí)閃蒸系統(tǒng)或8級(jí)閃蒸系統(tǒng)。

過濾裝置J配置成將來自最后一級(jí)閃蒸罐的逐級(jí)閃蒸后的水煤漿進(jìn)行部分脫水。

制漿裝置K配置成將部分脫水后的水煤漿制成高濃度水煤漿。在該實(shí)施例中，制漿裝置K可以為帶有攪拌裝置的制漿槽。

實(shí)施例2

參照圖2，本實(shí)施例用于說明在以下實(shí)施例中具體使用的提高低階煤水煤漿濃度的另一裝置，其包括：多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E、進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F、保溫停留裝置G、多級(jí)閃蒸系統(tǒng)H、過濾裝置J和制漿裝置K。

其中，多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E包括多個(gè)串聯(lián)連接的直接換熱式的乏汽預(yù)熱釜，直接換熱式的乏汽預(yù)熱釜底部設(shè)有乏汽入口，而頂部設(shè)有水煤漿入口。例如，多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E包括4個(gè)或8個(gè)串聯(lián)連接的直接換熱式的乏汽預(yù)熱釜，此時(shí)，多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E相應(yīng)地為4級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)或8級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)。

進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F配置成將經(jīng)多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E預(yù)熱的待處理低階煤水煤漿加熱到水熱處理溫度。具體地，進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F的水煤漿入口與多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E中最后一級(jí)直接換熱式的乏汽預(yù)熱釜的水煤漿出口連接，直接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜底部設(shè)有蒸汽入口，頂部設(shè)有水煤漿入口。進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F中蒸汽預(yù)熱釜的熱源可以為鍋爐蒸汽。同樣地，進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F是單級(jí)或多級(jí)的。例如，進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F可以包括一個(gè)直接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜或多個(gè)(如2個(gè)、3個(gè)或4個(gè))串聯(lián)的直接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜，此時(shí)，進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F相應(yīng)地是1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)或4級(jí)的進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)。

保溫停留裝置G與進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F的水煤漿出口連接。待處理低階煤水煤漿在保溫停留裝置G進(jìn)行水熱處理。加熱后的待處理低階煤水煤漿在保溫停留裝置G的進(jìn)出料方式為上進(jìn)下出(未顯示)或下進(jìn)上出。保溫停留裝置G可以包括1個(gè)反應(yīng)罐或2個(gè)以上(如，2個(gè)或3個(gè))串聯(lián)連接的反應(yīng)罐。另外，在反應(yīng)罐內(nèi)可以設(shè)置有攪拌裝置。

多級(jí)閃蒸系統(tǒng)H包括多個(gè)串聯(lián)連接的閃蒸罐，閃蒸罐的數(shù)量與乏汽預(yù)熱釜的數(shù)量相同，多級(jí)閃蒸系統(tǒng)H中的第一級(jí)閃蒸罐的水煤漿入口連接至保溫停留裝置G的水煤漿出口，并且各閃蒸罐的頂部均連接至與該閃蒸罐逆流逐級(jí)相對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜的熱源入口。例如，多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E為4級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)或8級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)，多級(jí)閃蒸系統(tǒng)H相應(yīng)地包括4個(gè)或8個(gè)串聯(lián)連接的閃蒸罐，此時(shí)，多級(jí)閃蒸系統(tǒng)H也相應(yīng)地為4級(jí)閃蒸系統(tǒng)或8級(jí)閃蒸系統(tǒng)。

過濾裝置J配置成將來自最后一級(jí)閃蒸罐的逐級(jí)閃蒸后的水煤漿進(jìn)行部分脫水。

制漿裝置K配置成將部分脫水后的水煤漿制成高濃度水煤漿。在該實(shí)施例中，制漿裝置K可以為帶有攪拌裝置的制漿槽。

此外，如圖1和2所顯示的，提高低階煤水煤漿濃度的裝置還可以包括破碎機(jī)A、磨煤機(jī)B、煤漿槽C和煤漿泵D。其中，破碎機(jī)A配置成將原料煤1破碎成煤顆粒，磨煤機(jī)B配置成將煤顆粒進(jìn)行濕磨以制成待處理低階煤水煤漿，煤漿槽C配置成儲(chǔ)存待處理低階煤水煤漿，以及煤漿泵D配置成將所述煤漿槽中的待處理低階煤水煤漿泵送至多級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E。進(jìn)一步地，如圖1和2所顯示的，最后一級(jí)冷凝水罐(如果存在)和過濾裝置K均與磨煤機(jī)B連接，以便回收冷凝液(冷凝水)3和濾液4，將其用于制備待處理低階煤水煤漿。

實(shí)施例3

本實(shí)施例用于說明水熱處理提高低階煤水煤漿濃度的方法。參照圖1，所述方法包括以下步驟：

(1)用破碎機(jī)A將內(nèi)蒙古東明褐煤(即原料煤1)破碎成≤6mm的煤顆粒，然后送入磨煤機(jī)B中，加水進(jìn)行濕磨，制成質(zhì)量濃度為30％的待處理水煤漿，送入煤漿槽C中；

(2)用煤漿泵D將待處理水煤漿加壓至3.2MPa，送至包括4個(gè)串聯(lián)連接的間接換熱式的乏汽預(yù)熱釜的4級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E中，逐級(jí)乏汽預(yù)熱至160℃；

(3)然后將乏汽預(yù)熱后的水煤漿送入1個(gè)間接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜F中，經(jīng)溫度為250℃的鍋爐蒸汽2加熱至水熱處理溫度230℃，水煤漿的壓力保持在2.8MPa，換熱后的鍋爐蒸汽返回鍋爐5；

(4)將加熱至水熱處理溫度的水煤漿送入包括3個(gè)反應(yīng)罐的保溫停留裝置G中水熱處理60min，得到改質(zhì)水煤漿；

(5)將改質(zhì)水煤漿送入包括4個(gè)閃蒸罐的4級(jí)閃蒸系統(tǒng)H中進(jìn)行逐級(jí)閃蒸，得到逐級(jí)降溫降壓后的改質(zhì)水煤漿，將來自各閃蒸罐的閃蒸氣作為乏汽分別送至與該閃蒸罐逆流逐級(jí)相對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜的熱源入口，通過與待處理水煤漿換熱來對其進(jìn)行逐級(jí)乏汽預(yù)熱，將來自除了最后一級(jí)冷凝水罐之外的各級(jí)冷凝水罐底部的冷凝液送到下一級(jí)冷凝水罐，以及將來自各級(jí)冷凝水罐頂部的氣體送回與該冷凝水罐對應(yīng)連接的乏汽預(yù)熱釜，通過與待處理水煤漿換熱來對其進(jìn)行逐級(jí)乏汽預(yù)熱，將來自最后一級(jí)冷凝水罐的冷凝液(冷凝水)3送入磨煤機(jī)B中，用于制備待處理水煤漿；

(6)將降溫降壓后的改質(zhì)水煤漿送至過濾裝置J中，過濾掉部分水分后，送入帶有攪拌裝置的制漿罐K中，并加入干基煤重量0.6％的萘磺酸鈉添加劑，攪拌制得濃度為56％的水煤漿，并將來自過濾裝置J的濾液4送入磨煤機(jī)B中，用于制備待處理水煤漿。

內(nèi)蒙古東明褐煤的傳統(tǒng)成漿濃度為49％，而本實(shí)施例制得的水煤漿濃度提高至56％，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的方法提高了低階煤水煤漿濃度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了能量的充分回收利用。

實(shí)施例4

本實(shí)施例用于說明水熱處理提高低階煤水煤漿濃度的方法。參照圖2，所述方法包括以下步驟：

(1)用破碎機(jī)A將內(nèi)蒙古東明褐煤(即原料煤1)破碎成≤6mm的煤顆粒，然后送入磨煤機(jī)B中，加水進(jìn)行濕磨，制成質(zhì)量濃度為49％的待處理水煤漿，送入煤漿槽C中；

(2)用煤漿泵D將待處理水煤漿加壓至9.5MPa，送至包括8個(gè)串聯(lián)連接的直接換熱式的乏汽預(yù)熱釜的8級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E中，逐級(jí)乏汽預(yù)熱至275℃；

(3)然后將乏汽預(yù)熱后的水煤漿送入包括4個(gè)直接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜的進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F中，經(jīng)溫度為320℃的鍋爐蒸汽2加熱至水熱處理溫度300℃，水煤漿的壓力保持在8.7MPa；

(4)將加熱至水熱處理溫度的水煤漿送入包括2個(gè)反應(yīng)罐的保溫停留裝置G中水熱處理40min，得到改質(zhì)水煤漿；

(5)將改質(zhì)水煤漿送入包括8個(gè)閃蒸罐的8級(jí)閃蒸系統(tǒng)H中進(jìn)行逐級(jí)閃蒸，得到逐級(jí)降溫降壓后的改質(zhì)水煤漿，將來自各閃蒸罐的閃蒸氣作為乏汽分別直接送入與該閃蒸罐逆流逐級(jí)相對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜內(nèi)，通過與待處理水煤漿直接接觸換熱來對其進(jìn)行逐級(jí)乏汽預(yù)熱；

(6)將降溫降壓后的改質(zhì)水煤漿送至過濾裝置J中，過濾掉部分水分后，送入帶有攪拌裝置的制漿罐K中，并加入干基煤重量0.5％的木質(zhì)素磺酸鈉添加劑，攪拌制得濃度為61％的水煤漿，并將來自過濾裝置J的濾液4送入磨煤機(jī)B中，用于制備待處理水煤漿。

內(nèi)蒙古東明褐煤的傳統(tǒng)成漿濃度為49％，而本實(shí)施例制得的水煤漿濃度提高至61％，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的方法提高了低階煤水煤漿濃度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了能量的充分回收利用。

實(shí)施例5

本實(shí)施例用于說明水熱處理提高低階煤水煤漿濃度的方法。參照圖1，所述方法包括以下步驟：

(1)用破碎機(jī)A將內(nèi)蒙古東勝利褐煤(即原料煤1)破碎成≤6mm的煤顆粒，然后送入磨煤機(jī)B中，加水進(jìn)行濕磨，制成質(zhì)量濃度為48％的待處理水煤漿，送入煤漿槽C中；

(2)用煤漿泵D將待處理水煤漿加壓至12.5MPa，送至包括8個(gè)串聯(lián)連接的間接換熱式的乏汽預(yù)熱釜的8級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E中，逐級(jí)乏汽預(yù)熱至285℃；

(3)然后將乏汽預(yù)熱后的水煤漿送入2個(gè)間接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜F中，經(jīng)溫度為340℃的鍋爐蒸汽2加熱至水熱處理溫度320℃，水煤漿的壓力保持在11.4MPa；換熱后的鍋爐蒸汽返回鍋爐5；

(4)將加熱至水熱處理溫度的水煤漿送入包括1個(gè)反應(yīng)罐的保溫停留專職G中水熱處理20min，得到改質(zhì)水煤漿；

(5)將改質(zhì)水煤漿送入包括8個(gè)閃蒸罐的8級(jí)閃蒸系統(tǒng)H中進(jìn)行逐級(jí)閃蒸，得到逐級(jí)降溫降壓后的改質(zhì)水煤漿，將來自各閃蒸罐的閃蒸氣作為乏汽分別送至與該閃蒸罐逆流逐級(jí)相對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜的熱源入口，通過與待處理水煤漿換熱來對其進(jìn)行逐級(jí)乏汽預(yù)熱，將來自除了最后一級(jí)冷凝水罐之外的各級(jí)冷凝水罐底部的冷凝液送到下一級(jí)冷凝水罐，以及將來自各級(jí)冷凝水罐頂部的氣體送回與該冷凝水罐對應(yīng)連接的乏汽預(yù)熱釜，通過與待處理水煤漿換熱來對其進(jìn)行逐級(jí)乏汽預(yù)熱，將來自最后一級(jí)冷凝水罐的冷凝液(冷凝水)3送入磨煤機(jī)B中，用于制備待處理水煤漿；

(6)將降溫降壓后的改質(zhì)水煤漿送至過濾裝置J中，過濾掉部分水分后，送入帶有攪拌裝置的制漿罐K中，并加入干基煤重量1.0％的萘磺酸鈉添加劑，攪拌制得水煤漿濃度為67％的水煤漿，并將來自過濾裝置J的濾液4送入磨煤機(jī)B中，用于制備待處理水煤漿。

內(nèi)蒙古東勝利褐煤的傳統(tǒng)成漿濃度為48％，而本實(shí)施例制得的水煤漿濃度提高至67％，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的方法提高了低階煤水煤漿濃度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了能量的充分回收利用。

實(shí)施例6

本實(shí)施例用于說明水熱處理提高低階煤水煤漿濃度的方法。參照圖2，所述方法包括以下步驟：

(1)用破碎機(jī)A將內(nèi)蒙古東勝利褐煤(即原料煤1)破碎成≤6mm的煤顆粒，然后送入磨煤機(jī)B中，加水進(jìn)行濕磨，制成質(zhì)量濃度為48％的待處理水煤漿，送入煤漿槽C中；

(2)用煤漿泵D將待處理水煤漿加壓至9.5MPa，送至包括4個(gè)串聯(lián)連接的直接換熱式的乏汽預(yù)熱釜的4級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E中，逐級(jí)乏汽預(yù)熱至285℃；

(3)然后將乏汽預(yù)熱后的水煤漿送入包括4個(gè)直接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜的進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F中，經(jīng)溫度為320℃的鍋爐蒸汽2加熱至水熱處理溫度300℃，水煤漿的壓力保持在8.7MPa；

(4)將改質(zhì)水煤漿送入包括2個(gè)反應(yīng)罐的保溫停留裝置G中水熱處理40min，得到改質(zhì)水煤漿；

(5)將改質(zhì)水煤漿送入包括4個(gè)閃蒸罐的4級(jí)閃蒸系統(tǒng)H中進(jìn)行逐級(jí)閃蒸，得到逐級(jí)降溫降壓后的改質(zhì)水煤漿，將來自各閃蒸罐的閃蒸氣作為乏汽分別直接送入與該閃蒸罐逆流逐級(jí)相對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜內(nèi)，通過與待處理水煤漿直接接觸換熱來對其進(jìn)行逐級(jí)乏汽預(yù)熱；

(6)將降溫降壓后的改質(zhì)水煤漿送至過濾裝置J中，過濾掉部分水分后，送入帶有攪拌裝置的制漿罐K中，并加入干基煤重量0.5％的磺化腐植酸鉀添加劑，攪拌制得濃度為59％的水煤漿，并將來自過濾裝置J的濾液4送入磨煤機(jī)B中，用于制備待處理水煤漿。

內(nèi)蒙古東勝利褐煤的傳統(tǒng)成漿濃度為48％，而本實(shí)施例制得的水煤漿濃度提高至59％，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的方法提高了低階煤水煤漿濃度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了能量的充分回收利用。

實(shí)施例7

本實(shí)施例用于說明水熱處理提高低階煤水煤漿濃度的方法。參照圖2，所述方法包括以下步驟：

(1)用破碎機(jī)A將內(nèi)蒙古東明褐煤(即原料煤1)破碎成≤6mm的煤顆粒，然后送入磨煤機(jī)B中，加水進(jìn)行濕磨，制成質(zhì)量濃度為49％的待處理水煤漿，送入煤漿槽C中；

(2)用煤漿泵D將待處理水煤漿加壓至12.5MPa，送至包括8個(gè)串聯(lián)連接的直接換熱式的乏汽預(yù)熱釜的8級(jí)乏汽預(yù)熱系統(tǒng)E中，逐級(jí)乏汽預(yù)熱至295℃，水煤漿的壓力保持在11.4MPa；

(3)將乏汽預(yù)熱后的水煤漿送入包括4個(gè)直接換熱式的蒸汽預(yù)熱釜的進(jìn)一步預(yù)熱系統(tǒng)F中，經(jīng)溫度為320℃的鍋爐蒸汽2加熱至水熱處理溫度300℃，水煤漿的壓力保持在8.7MPa；

(4)將加熱至水熱處理溫度的水煤漿送入1個(gè)反應(yīng)罐的保溫停留罐G中水熱處理20min，得到改質(zhì)水煤漿；

(5)將改質(zhì)水煤漿送入包括8個(gè)閃蒸罐的8級(jí)閃蒸系統(tǒng)H中進(jìn)行逐級(jí)閃蒸，得到逐級(jí)降溫降壓后的改質(zhì)水煤漿，將來自各閃蒸罐的閃蒸氣分別送至與該閃蒸罐逆流逐級(jí)相對應(yīng)的乏汽預(yù)熱釜中，通過與待處理水煤漿換熱來對其進(jìn)行逐級(jí)乏汽預(yù)熱；

(6)將降溫降壓后的改質(zhì)水煤漿送至過濾裝置J中，過濾掉部分水分后，送入帶有攪拌裝置的制漿罐K中，并加入干基煤重量1.0％的萘磺酸鈉分散劑，攪拌制得濃度為57％的水煤漿，并將來自過濾裝置J的濾液4送入磨煤機(jī)B中，用于制備待處理水煤漿。

內(nèi)蒙古東明褐煤的傳統(tǒng)成漿濃度為49％，而本實(shí)施例制得的水煤漿濃度提高至57％，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的方法提高了低階煤水煤漿濃度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了能量的充分回收利用。