本發(fā)明涉及一種水煤漿的制備方法，特別是一種固硫型水煤漿的制備方法。
背景技術(shù)：
：我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，燃煤煙氣也成了我國(guó)so2的主排放源，so2的總排放量已連接多年在萬(wàn)噸左右，當(dāng)排放到大氣中的二氧化硫受光合作用氧化為三氧化硫，與水汽和煙塵結(jié)合形成“酸雨”，燃煤排放的二氧化硫污染問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)目前急待解決的環(huán)境問(wèn)題之一。隨著制水煤漿原煤種類的不斷增加和環(huán)保要求的日益提高，單純的水煤漿燃燒已不再滿足煤炭潔凈利用的要求，在制水煤漿過(guò)程中加入少量固硫劑的方法來(lái)降低燃燒排煙中的so2，制成固硫型水煤漿，因此開發(fā)具有優(yōu)良效果的固硫型水煤漿技術(shù)，對(duì)改善我國(guó)現(xiàn)階段基礎(chǔ)上大氣污染問(wèn)題具有一定的意義。用鈣基固化劑抑制煤炭燃燒過(guò)程中含硫氣體的產(chǎn)生是目前最實(shí)用的方法之一。鈣基物質(zhì)的來(lái)源較廣，使用鈣含量高的廢棄物作為鈣基固硫劑的原料可以達(dá)到以廢治廢的目的，符合低碳綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)。含鈣廢棄物有油砂熱解殘?jiān)㈦娛?、雞蛋殼和鋼渣等，ca(oh)2、caco3或casio3等是這些固體廢棄物的主要鈣成分。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是要提供一種固硫型水煤漿的制備方法，解決鈣質(zhì)含量較高的油頁(yè)巖殘?jiān)鼜U棄物資源化利用現(xiàn)狀不足的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明方法選用高溫?zé)蟮挠蜕盁峤鈿堅(jiān)鳛殁}基主固硫劑，將鈣基主固硫劑和固硫助劑按照10:1～20:1的質(zhì)量配比混合得后，再與去離子水按照質(zhì)量比為1:1～4:1充分混合均勻得到復(fù)配固硫劑漿料；然后通過(guò)分步將難成漿干煤或者容易制漿煤破碎，將3‰～6‰的分散劑、25～35％蒸餾水、5％～15％的復(fù)配固硫劑及50％～70％煤樣混合后分部分進(jìn)行粗磨、篩分、細(xì)磨、超細(xì)磨制備成固硫型水煤漿；上述百分比配比均為質(zhì)量百分比含量。具體步驟如下：(1)固硫劑漿料的配制：①將油砂熱解殘?jiān)ㄟ^(guò)程序升溫充分煅燒，得到鈣基主固硫劑；②將上述鈣基主固硫劑和固硫助劑按照10:1～20:1的質(zhì)量配比混合得到復(fù)合固硫劑干粉，復(fù)合固硫劑干粉再與去離子水充分混合，經(jīng)研磨即制得固硫劑漿料；(2)固硫型水煤漿的制備：①將煤粉、固硫劑漿料和水與水煤漿分散劑充分均勻混合，得到第一漿料；②將第一漿料進(jìn)行粗磨制漿，得到第二漿料；③將第二漿料進(jìn)行篩分，剪切，得到第三漿料；④將第三漿料輸出，按照3：1分別進(jìn)行細(xì)磨和超細(xì)磨，全部混合均勻；⑤通入密封反應(yīng)容器中，先經(jīng)預(yù)混合器低速初步混合，再經(jīng)強(qiáng)混合器高速剪切混合攪拌10～30min，靜置片刻后取出，即可得到所述固硫型水煤漿產(chǎn)品。所述油砂熱解殘?jiān)某绦蛏郎貫椋涸谑覝叵乱?5℃/min的升溫速率升溫到400-550℃，并在此溫度下保持20-30min，繼續(xù)升溫到700-800℃，并在此溫度下充分煅燒1-2h，然后停止加熱，自然降溫。所述鈣基主固硫劑為高溫煅燒的油砂熱解殘?jiān)錃堅(jiān)难趸}含量不低于60％。所述的固硫助劑為氧化鎂與氧化鋅、氧化鋁、氧化鐵和氧化硅4種物質(zhì)中的至少一種所構(gòu)成的混合物；所述固硫助劑中氧化鎂質(zhì)量百分比不低于50～80％。復(fù)合固硫劑干粉與去離子水的質(zhì)量比為1:1～4:1，所述水溫為60～70℃。將鈣基主固硫劑、固硫助劑和去離子水加入球磨機(jī)研磨混合，要求球磨后固體顆粒粒徑為0.1～1mm。所述難成漿干煤的煤種包括褐煤、長(zhǎng)焰煤、氣煤中的任意一種或多種的組合；或者容易制漿煤的煤種如氣煤、焦煤、不粘煤或弱粘煤中的任意一種或多種的組合。所述研磨的裝置為臥式棒磨機(jī)、臥式球磨機(jī)、立式球磨機(jī)或立式攪拌磨機(jī)中的一種或兩種的組合。所述細(xì)磨所用的時(shí)間為3-10min，所述超細(xì)磨所用的時(shí)間為10-20min。所述水煤漿分散劑采用木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛縮合物中的至少一種。所述煤粉、固硫劑漿料和水質(zhì)量配比為55～75％，5％～15％和20～40％；所述水煤漿分散劑添加量占干煤粉總質(zhì)量的0.3‰～0.6‰。有益效果，由于采用了上述方案，本發(fā)明中的鈣基材料來(lái)源于油砂熱解殘?jiān)?，其具有良好的孔隙結(jié)構(gòu)，且化學(xué)成分與天然石灰石相似；經(jīng)高溫煅燒后孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，灰化學(xué)成分與普通工業(yè)用石灰石相差不大，且cao含量更高；因此，選用油砂熱解殘?jiān)鳛楦邷匚椒蛛xco2的鈣基吸附劑原料具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。(1)本發(fā)明制備復(fù)合固硫劑所用鈣基固硫主劑原料為油砂熱解殘?jiān)鼜U棄物，使用鈣含量高的廢棄物作為鈣基主固硫劑的原料可以達(dá)到以廢治廢的目的，符合低碳綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)。(2)本發(fā)明的鈣基主固硫劑固硫率達(dá)到35％-40％，大大減少了燃煤對(duì)環(huán)境污染。(3)本發(fā)明提供的固硫型水煤漿的制備方法采用破碎技術(shù)與篩分、剪切、整形、細(xì)磨技術(shù)相結(jié)合的方法有效填充堆積空隙，比傳統(tǒng)制漿工藝提高堆積效率6-12％，提高了水煤漿濃度5-8％，且制得固硫型水煤漿穩(wěn)定性良好，靜止48小時(shí)后吸水率小于10％。(4)本發(fā)明的鈣基主固硫劑適用于燃煤電廠、水煤漿制漿，使用方便。解決了現(xiàn)有技術(shù)中鈣質(zhì)含量較高的油頁(yè)巖殘?jiān)鼜U棄物資源化利用現(xiàn)狀不足的問(wèn)題，達(dá)到了本發(fā)明的目的。優(yōu)點(diǎn)：鈣基主固硫劑以廢棄物為原料，并且制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、環(huán)境友好，所得固硫劑對(duì)煤質(zhì)適用性廣，所述制備方法適用于不同性質(zhì)的煤原料，尤其適用于低階煤原料，能耗低，得到煤漿的濃度可達(dá)到58-70wt％，復(fù)配固硫劑的固硫率達(dá)到35％-40％，顯著降低了二氧化硫的排放，既能滿足制備氣化水煤漿的連續(xù)、穩(wěn)定、低耗的生產(chǎn)要求，可廣泛用于固硫型水煤漿制備，減少燃煤對(duì)環(huán)境的污染，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的效果，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了油砂熱解殘?jiān)鼜U棄物的資源化利用。具體實(shí)施方式本發(fā)明方法選用高溫?zé)蟮挠蜕盁峤鈿堅(jiān)鳛殁}基主固硫劑，將鈣基主固硫劑和固硫助劑按照10:1～20:1的質(zhì)量配比混合得后，再與去離子水按照質(zhì)量比為1:1～4:1充分混合均勻得到復(fù)配固硫劑漿料；然后通過(guò)分步將難成漿干煤或者容易制漿煤破碎，將3‰～6‰的分散劑、25～35％蒸餾水、5％～15％的復(fù)配固硫劑及50％～70％煤樣混合后分部分進(jìn)行粗磨、篩分、細(xì)磨、超細(xì)磨制備成固硫型水煤漿；上述百分比配比均為質(zhì)量百分比含量。具體步驟如下：(1)固硫劑漿料的配制：①將油砂熱解殘?jiān)ㄟ^(guò)程序升溫充分煅燒，得到鈣基主固硫劑；②將上述鈣基主固硫劑和固硫助劑按照10:1～20:1的質(zhì)量配比混合得到復(fù)合固硫劑干粉，再與去離子水按照質(zhì)量比為1:1～4:1充分混合，經(jīng)研磨即制得固硫劑漿料；(2)固硫型水煤漿的制備：①將煤粉、固硫劑漿料和水與水煤漿分散劑充分均勻混合，得到第一漿料；②將第一漿料進(jìn)行粗磨制漿，得到第二漿料；③將第二漿料進(jìn)行篩分，剪切，得到第三漿料；④將第三漿料輸出，按照3：1分別進(jìn)行細(xì)磨和超細(xì)磨，全部混合均勻；⑤通入密封反應(yīng)容器中，先經(jīng)預(yù)混合器低速初步混合，再經(jīng)強(qiáng)混合器高速剪切混合攪拌10～30min，靜置片刻后取出，即可得到所述固硫型水煤漿產(chǎn)品。所述油砂熱解殘?jiān)某绦蛏郎貫椋涸谑覝叵乱?5℃/min的升溫速率升溫到400-550℃，并在此溫度下保持20-30min，繼續(xù)升溫到700-800℃，并在此溫度下充分煅燒1-2h，然后停止加熱，自然降溫。所述鈣基主固硫劑為高溫煅燒的油砂熱解殘?jiān)錃堅(jiān)难趸}含量不低于60％。所述的固硫助劑為氧化鎂與氧化鋅、氧化鋁、氧化鐵和氧化硅4種物質(zhì)中的至少一種所構(gòu)成的混合物；所述固硫助劑中氧化鎂質(zhì)量百分比不低于50～80％。復(fù)合固硫劑干粉與去離子水的質(zhì)量比為1:1～4:1，所述水溫為60～70℃。將鈣基主固硫劑、固硫助劑和去離子水加入球磨機(jī)研磨混合，要求球磨后固體顆粒粒徑為0.1～1mm。所述難成漿干煤的煤種包括褐煤、長(zhǎng)焰煤、氣煤中的任意一種或多種的組合；或者容易制漿煤的煤種如氣煤、焦煤、不粘煤或弱粘煤中的任意一種或多種的組合。所述研磨的裝置為臥式棒磨機(jī)、臥式球磨機(jī)、立式球磨機(jī)或立式攪拌磨機(jī)中的一種或兩種的組合。所述細(xì)磨所用的時(shí)間為3-10min，所述超細(xì)磨所用的時(shí)間為10-20min。所述水煤漿分散劑采用木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛縮合物中的至少一種。所述煤粉、固硫劑漿料和水質(zhì)量配比為55～75％，5％～15％和20～40％；所述水煤漿分散劑添加量占干煤粉總質(zhì)量的0.3‰～0.6‰。為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合較佳的實(shí)例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，下面對(duì)本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1：對(duì)油砂熱解殘?jiān)?5℃/min的升溫速率升溫到450℃，中溫煅燒30min，繼續(xù)升溫到800℃，充分煅燒1.5h得到鈣基主固硫劑，助固硫劑由質(zhì)量含量10％氧化鋁，5％氧化鐵，10％氧化硅組成，混合均勻后，得到復(fù)配固硫劑1#。用樣品1#制固硫型水煤漿試驗(yàn)，試驗(yàn)步驟如下：(1)將原料煤破碎至粒徑小于13mm的煤粉，將質(zhì)量比為60：10：30的煤粉、復(fù)配固硫劑泥和水的混合后得到第一漿料；(2)將第一漿料輸入至粗磨機(jī)中進(jìn)行制漿工藝，得到第二漿料；(3)將步驟2)中第二漿料經(jīng)15目篩網(wǎng)除雜，之后在80r/s剪切力下剪切15min，得到第三漿料，將第三漿料按照質(zhì)量比為3：1分別進(jìn)行細(xì)磨和超細(xì)磨后混合輸出，得到所述固硫型水煤漿。實(shí)施例2：對(duì)油砂熱解殘?jiān)?5℃/min的升溫速率升溫到500℃，中溫煅燒20min，繼續(xù)升溫到800℃，充分煅燒1h得到鈣基主固硫劑，助固硫劑由質(zhì)量含量10％氧化鋅，5％氧化鋁，5％氧化硅組成，混合均勻后，得到復(fù)配固硫劑2#。用樣品2#制固硫型水煤漿試驗(yàn)，試驗(yàn)步驟如下：(1)將原料煤破碎至粒徑小于13mm的煤粉，將質(zhì)量比為60：10：30的煤粉、復(fù)配固硫劑泥和水混合后得到第一漿料；(2)將第一漿料輸入至粗磨機(jī)中進(jìn)行制漿工藝，得到第二漿料；(3)將步驟2)中第二漿料經(jīng)15目篩網(wǎng)除雜，之后在80r/s剪切力下剪切15min，得到第三漿料，將第三漿料按照質(zhì)量比為3：1分別進(jìn)行細(xì)磨和超細(xì)磨后混合輸出，得到所述固硫型水煤漿。實(shí)施例3：對(duì)油砂熱解殘?jiān)?5℃/min的升溫速率升溫到550℃，中溫煅燒20min，繼續(xù)升溫到750℃，充分煅燒2h得到鈣基主固硫劑，助固硫劑由質(zhì)量含量10％氧化鋁，5％氧化鎂，10％氧化鋅組成，混合均勻后，得到復(fù)配固硫劑3#。用樣品3#制固硫型水煤漿試驗(yàn)，試驗(yàn)步驟如下：(1)將原料煤破碎至粒徑小于13mm的煤粉，將質(zhì)量比為60：10：30的煤粉、復(fù)配固硫劑泥和水混合后得到第一漿料；(2)將第一漿料輸入至粗磨機(jī)中進(jìn)行制漿工藝，得到第二漿料；(3)將步驟2)中第二漿料經(jīng)15目篩網(wǎng)除雜，之后在80r/s剪切力下剪切15min，得到第三漿料，將第三漿料按照質(zhì)量比為3：1分別進(jìn)行細(xì)磨和超細(xì)磨后混合輸出，得到所述固硫型水煤漿。上述實(shí)施例與對(duì)比例的用煤，其煤質(zhì)情況見(jiàn)表1。表1煤質(zhì)情況本發(fā)明成漿性能及固硫效果見(jiàn)表2表2成漿性能及固硫效果序號(hào)添加劑量(％)濃度(％)流動(dòng)性穩(wěn)定性固硫率①(％)實(shí)施例10.563.85連續(xù)流動(dòng)無(wú)析水75實(shí)施例20.561.17連續(xù)流動(dòng)無(wú)析水69實(shí)施例30.562.70連續(xù)流動(dòng)無(wú)析水66所述的固硫率為：先用高氯酸將固體混合物溶解形成水溶液，然后以釷試劑為指示劑，用高氯酸鋇溶液滴定溶液中的微量硫酸根，并以鈣紅為指示劑滴定溶液中的鈣離子，從而可以計(jì)算出鈣基脫硫劑的固硫率。當(dāng)前第1頁(yè)12