專利名稱：高濃度煤水漿的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含分散于水中的碎煤的高濃度煤水漿的生產(chǎn)方法。
為了改進(jìn)煤的運(yùn)輸性能、貯存適應(yīng)性和容易處理，是將煤粉碎成細(xì)粉并分散于水中成為漿液形式。這種煤水漿是一種可自燃燃料，不用輔助燃料即可燃燒。并且由于燃燒效率之故需要它具有高濃度，也由于容易運(yùn)輸和處理的原因而需要它具有低粘度。為了滿足任何較高濃度和任何較低粘度這兩者之間在物理上相互矛盾的要求，至今已經(jīng)研究過各種方法。
作為高濃度煤水漿的濕法生產(chǎn)方法，已經(jīng)知道了一種高濃度粉碎方法，其中，相對(duì)大量的碎煤、相對(duì)小量的水和一種分散劑由一種球磨機(jī)所粉碎，然后進(jìn)行顆粒大小的分級(jí)處理以除去相對(duì)粗的顆粒，產(chǎn)生一種煤濃度超過60%(重量)的高濃煤水漿;也已知道了一種低濃度粉碎方法，其中，相對(duì)少量的碎煤和相對(duì)大量的水由一種球磨機(jī)所粉碎，產(chǎn)生一種煤濃度低于60%(重量)的低濃煤水漿，將該煤水漿脫水形成一種脫水煤餅，然后將脫水的煤餅分散于水中，產(chǎn)生一種高濃煤水漿。
過去，主要是使用低濃度粉碎方法，因?yàn)樗^容易用分級(jí)法除去粗的顆粒。例如，水和煤被供入第一球磨機(jī)中，產(chǎn)生一種低濃度煤水漿，用水將該漿液再稀釋并過篩除去粗顆粒，用脫水器脫水得到脫水的煤餅，再將煤餅和水及一種分散劑一起供入第二球磨機(jī)中，產(chǎn)生一種高濃度煤水漿(日本專利公告說明書63-15893/1988)，或用管磨機(jī)處理碎煤及水，產(chǎn)生一種低濃漿液，該漿被分成兩份，一份被分級(jí)除去粗顆粒，脫水得到細(xì)顆粒脫水煤餅，另一份用濕法超細(xì)磨碎機(jī)處理，然后與上述脫水煤餅混合，得到一種高濃煤水漿(日本專利公告說明書63-51493/1988)。然而，這些方法已有缺陷，該缺陷在于難于獲得滿意的高濃度和低粘度產(chǎn)品，它們涉及復(fù)雜的操作，以及脫水器等需要較大動(dòng)力。
借助于提供一種低能耗生產(chǎn)高濃、穩(wěn)定、低粘度、顆粒密集的煤水漿的有效方法，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)展了一種生產(chǎn)高濃煤水漿的生產(chǎn)方法(日本專利申請(qǐng)2-418028/1990)，該方法中，原煤由粉碎機(jī)粉碎，碎煤與水和分散劑混合，再由一粉碎機(jī)粉碎，得到一高濃煤水漿，部分高濃煤水漿由一塔式粉碎機(jī)粉碎，得到一超細(xì)高濃煤水漿，這種超細(xì)高濃煤水漿和上述其余的高濃煤水漿在一剪切力存在下混合，產(chǎn)生一具有減小了孔隙比的高濃煤水漿。
因?yàn)樵谏鲜龈邼饷核疂{的生產(chǎn)方法中，在塔式粉碎機(jī)中，超精細(xì)粉碎是在高濃度和高粘度下進(jìn)行，該方法在減小動(dòng)力消耗和容易處理生成的超精細(xì)顆粒漿液方面仍有不足之處。本發(fā)明的首要目的是通過改進(jìn)上法，使粉碎在低濃低粘度下進(jìn)行來提供一種以低能耗生產(chǎn)穩(wěn)定的、易處理的、高濃度、低粘度、顆粒密集的煤水漿的有效方法。
根據(jù)本發(fā)明，是提供一種高濃煤水漿的生產(chǎn)方法，包括用一粉碎機(jī)粉碎平均粒徑為300至800μm的碎煤和平均粒徑為3至15μm、濃度為40至65%的低濃細(xì)粉煤水漿，接著捏和。該低濃細(xì)粉煤水漿是由粉碎機(jī)粉碎得到的部分高濃煤水漿與水混合，再由精細(xì)粉碎機(jī)精細(xì)粉碎而得到的。
參考附圖，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。在

圖1中，序號(hào)1表示貯存碎煤的料斗，序號(hào)2表示用于粉碎高濃煤水漿的煤的粉碎機(jī)，序號(hào)3表示捏和用的捏和機(jī)，序號(hào)4表示粉碎低濃煤水漿的煤用的精細(xì)粉碎機(jī)，序號(hào)5表示貯存高濃煤水漿的產(chǎn)品桶。序號(hào)6和7分別表示粉碎期間待加入的水和分散劑，序號(hào)8和9分別表示精細(xì)粉碎期間待加入的水和分散劑。
首先，平均粒徑為300至800μm的碎煤從料斗1加到粉碎機(jī)2中。分別供給粉碎機(jī)2的物料還有低濃細(xì)粉煤水漿、水6和分散劑(如一種陰離子表面活性劑)7。低濃細(xì)粉煤水漿的煤粉粒的平均直徑為3至15μm。粉碎機(jī)是球磨機(jī)或棒磨機(jī)。通過粉碎機(jī)粉碎，可以獲得的高濃煤水漿中煤的平均粒徑為15至50μm，濃度為65-80%。得到的高濃煤水漿被分成兩部分，一部分由捏和機(jī)3捏和得到一種產(chǎn)品，該產(chǎn)品被貯存于產(chǎn)品桶6內(nèi)。該捏和機(jī)優(yōu)選能提供高剪切速率存在下的捏和的那種類型。
另一部分高濃煤水漿被轉(zhuǎn)移到精細(xì)粉碎機(jī)4中，在其中煤水漿與水8和分散劑9混合并被精細(xì)粉碎。對(duì)于該精細(xì)粉碎，優(yōu)選使用塔式粉碎機(jī)(例如商品為TOWERMILL的塔式粉碎機(jī))。在本發(fā)明中，粉細(xì)粉碎是在添加了水在低濃度情況下進(jìn)行的，因而降低了動(dòng)力要求。而且，得到的低濃細(xì)粉煤水漿具有的平均粒徑為3至15μm，但由于其濃度低而容易處理。該漿液被返回至粉碎機(jī)2中，用作高濃煤水漿的生產(chǎn)。
如上所述，在本發(fā)明中，低濃細(xì)粉煤水漿被加入碎煤的粉碎中。使用這種方法，與碎煤被單獨(dú)粉碎相比，煤粒的粉碎更為有效。因?yàn)榈蜐饧?xì)粉煤水漿的細(xì)粉煤粒進(jìn)入碎煤顆粒的間隙中，使粉碎能在由于減小了孔隙率引起的低粘度下進(jìn)行。
當(dāng)粗粒碎煤和粒徑更小的細(xì)粒粉煤在粉碎機(jī)中混合和粉碎時(shí)，粗粒碎煤和粒徑更小的細(xì)粒粉煤是各自獨(dú)立被粉碎的。因此，通過控制該粉碎機(jī)的入口處煤粒的顆粒大小分布，就能控制該粉碎機(jī)出口處高濃煤水漿的顆粒大小分布。在本發(fā)明中，在粉碎機(jī)入口處煤粒的顆粒大小分布可通過控制從塔式粉碎機(jī)供來的細(xì)粉煤水漿的量和顆粒直徑，靈活地加以調(diào)節(jié)。
如上所述，本發(fā)明具有粉碎機(jī)出口處的煤粒大小分布可被容易控制的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)這一優(yōu)點(diǎn)的方法是，使用一再循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中由粉碎機(jī)2粉碎的部分高濃煤水漿，由精細(xì)磨碎機(jī)4進(jìn)一步精細(xì)磨碎成細(xì)粉顆粒，并返回到粉碎機(jī)2中，若使用將系統(tǒng)中由粉碎機(jī)2粉碎的部分高濃煤水漿被簡單地返回粉碎機(jī)2這樣的再循環(huán)系統(tǒng)，將不能獲得這一效果。
而且，在本發(fā)明的碎煤粉碎中，可被粉碎的煤顆粒的狀態(tài)是低濃細(xì)粉煤水漿的細(xì)粉煤顆粒進(jìn)入碎煤顆粒的間隙中以減少間隙，即由于減小了孔隙比使較粉碎能在低粘度狀態(tài)下進(jìn)行，甚至也可在高濃度下進(jìn)行。因此，粉碎中待加入的水量可以減少，還可選擇在減少了水量的情況下進(jìn)行捏和。
圖2是方法的流程圖。加到粉碎機(jī)2中的水6量被減少，捏和時(shí)加入水10的量是該減少的水量。因此，由于捏和時(shí)加水，使粘度減小，得到的漿液可由很簡單的捏和而保持穩(wěn)定。例如，當(dāng)粉碎濃度為69%的漿液被用于獲得一種69%的煤水漿時(shí)，漿液必須被徹底捏和以獲得所需的粘度減小。另一方面，當(dāng)粉碎濃度為72%時(shí)，漿液可與3%的水混合，使?jié)舛冉禐?9%，而與此有關(guān)，其基本上不用捏和得到的粘度可降低到捏和以后的粘度值，因而便得到了穩(wěn)定的漿液。因此，使用這種方法，有時(shí)可以不用捏和，或者所用捏和動(dòng)力可以大為減小，就能獲得一種穩(wěn)定、低粘度、高濃度的煤水漿。
在本發(fā)明中，加入一種分散劑可強(qiáng)化和穩(wěn)定漿液的流動(dòng)性。最好在粉碎時(shí)加入分散劑，或在粉碎和精細(xì)粉碎二步均加分散劑。
圖1是本發(fā)明生產(chǎn)方法的一種實(shí)施方案的流程圖。
圖2是本發(fā)明生產(chǎn)方法的另一實(shí)施方案的流程圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方案1的結(jié)果的曲線圖。
現(xiàn)在描述本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案。
實(shí)施方案1
用粉碎機(jī)將原煤粉碎成平均顆粒直徑600μm。將69kg碎煤、26.5kg水和34.5kg按下列步驟制得的低濃細(xì)粉煤水漿供給一球磨機(jī)，進(jìn)行粉碎得到130kg煤濃度為69%的高濃煤水漿。用捏和機(jī)捏和該漿液100kg得到產(chǎn)品。該產(chǎn)品的粘度為920cp(在25℃)，穩(wěn)定性很好。
低濃細(xì)粉煤水漿的制法如下30kg上述余剩高濃煤水漿、4.5kg水和適量分散劑由塔式粉碎機(jī)進(jìn)行精細(xì)粉碎。結(jié)果，得到34.5kg粒徑為5μm、濃度為60%的低濃細(xì)粉煤水漿。該低濃細(xì)粉煤水漿被供給上述球磨機(jī)并被粉碎。
低濃細(xì)粉煤水漿的量與粉碎量的再循環(huán)比被改變，以研究再循環(huán)和達(dá)到的濃度(在粘度900cp時(shí)達(dá)到的濃度)之間的關(guān)系和產(chǎn)品的孔隙比。結(jié)果列于圖3。在再循環(huán)比為30%時(shí)，該產(chǎn)品達(dá)到的濃度是最高的，而孔隙比是最低的。
實(shí)施方案2用粉碎機(jī)將原煤粉碎成平均顆粒直徑為600μm。將69kg碎煤、21kg水和34.6kg用下述步驟得到的低濃細(xì)粉煤水漿供給一球磨機(jī)，進(jìn)行粉碎得到124.6kg高濃煤水漿，煤濃度為72%。取95.8kg該漿液與4.2kg水混合，用捏和機(jī)捏合，得到煤濃度為69%的高濃煤水漿。該產(chǎn)品的粘度為620cp(在25℃時(shí))。
低濃細(xì)粉煤水漿的制法如下將28.8kg上述余剩的高濃煤水漿、5.8kg水和適量分散劑供給塔式粉碎機(jī)進(jìn)行精細(xì)粉碎。結(jié)果，得到34.6kg平均粒徑為5μm、濃度為60%的一種低濃細(xì)粉煤水漿。該低濃細(xì)粉煤水漿被上述球磨機(jī)粉碎。
在實(shí)施方案2中，粉碎時(shí)水的量減少了。該減少的水量被加到捏和步驟中。捏和時(shí)加水對(duì)降低粘度的影響示于表1。
表1粉碎機(jī)出口的煤濃度(%)6972加水(%)03產(chǎn)品的煤濃度(%)6969捏和(5000 rpm,6 min)無捏和無捏和產(chǎn)品粘度(cp)1720920760620由加水引起的粘度降低(cp)-960由捏和引起的粘度降低(cp)800140粒徑(%)1μm5.66.910μm32.633.874μm84.581.4D(μm)21.521.1由表1可見，即使終產(chǎn)品濃度同為69%，當(dāng)粉碎機(jī)出口濃度為69%;捏和(每噸煤水漿約需10KWH的動(dòng)力)前后的粘度分別為1720cp和920cp。另一方面，當(dāng)粉碎機(jī)出口濃度為72%時(shí)，僅加3%的水，就可將粘度降到760cp。因此，當(dāng)粉碎時(shí)水量減小以增加粉碎機(jī)出口濃度到72%時(shí)，可以不進(jìn)行捏和，粘度可再減少160cp(920-760＝160)。
如上所述，在本發(fā)明中，碎煤和低濃細(xì)粉煤水漿被粉碎，以產(chǎn)生一高濃煤水漿，此煤水漿被分成兩份，一份漿液與水和分散劑由一精細(xì)粉碎機(jī)精細(xì)粉碎，并返回粉碎機(jī)。因此，在精細(xì)粉碎機(jī)中加入附加的水，可允許低濃低粘度下的精細(xì)粉碎，因而降低了精細(xì)粉碎時(shí)所需的動(dòng)力，并允許精細(xì)粉碎的煤水漿在精細(xì)粉碎機(jī)出口處容易處理。而且，將精細(xì)粉碎的漿液返回到粉碎機(jī)，調(diào)節(jié)作為產(chǎn)品的高濃煤水漿的顆粒大小分布就變得容易，煤水漿的孔隙比可以得到減小，因而使粉碎機(jī)由于減小了漿液的粘度而能提供更有效的粉碎。
進(jìn)而，由于將精細(xì)粉碎漿液返回粉碎機(jī)使粉碎時(shí)的粘度減小，粉碎時(shí)水的量可以減少，通過捏和時(shí)加入了所減少數(shù)量的水，不用捏和就能達(dá)到粘度的減小，因而減小了捏和的動(dòng)力消耗。因此，用本發(fā)明可以由簡單的方法和操作及較少的動(dòng)力消耗，生產(chǎn)出低粘度煤水漿。
權(quán)利要求
1.一種高濃度煤水漿的生產(chǎn)方法，包括用粉碎機(jī)粉碎平均粒徑為300至800μm的碎煤和平均粒徑為3至15μm、濃度為40至65%的低濃細(xì)粉煤水漿，接著捏和，所述低濃細(xì)粉煤水漿是由粉碎機(jī)粉碎得到的部分高濃度煤水漿與水混合，再由精細(xì)粉碎機(jī)精細(xì)粉碎而得到的。
2.權(quán)利要求1的生產(chǎn)方法，其中粉碎時(shí)加入的水量被減少，在捏和時(shí)再加水。
3.權(quán)利要求1或2的生產(chǎn)方法，其中在精細(xì)粉碎階段或在粉碎和精細(xì)粉碎兩階段加入一種分散劑。
全文摘要
一種以低能耗生產(chǎn)高濃、低粘度、顆粒密集的煤水漿的方法，其中包括將平均粒徑為300至800μm的碎煤和平均粒徑為3至15μm、濃度為40至65％的低濃細(xì)粉煤水漿粉碎，獲得一種高濃煤水漿，此煤水漿被分為2份，1份由捏和機(jī)捏和，產(chǎn)生一種產(chǎn)品，被貯存于產(chǎn)品桶內(nèi)。另1份高濃煤水漿與水和分散劑混合，再由精細(xì)粉碎機(jī)粉碎成低濃細(xì)粉煤水漿，該煤水漿又被返回到粉碎機(jī)中。
文檔編號(hào)C10L1/32GK1067914SQ92104258
公開日1993年1月13日 申請(qǐng)日期1992年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月20日
發(fā)明者都甲仁, 藤村英夫, 渡邊憲久, 中田?？? 大平正明 申請(qǐng)人:日本科姆株式會(huì)社