以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法

1.本发明属于浆体制备技术领域，特别涉及一种以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法。


背景技术：

2.随着浆体在许多领域的广泛应用，如何制备高稳定性、高浓度浆体已经越来越引起人们的重视。湿法磨矿是制备浆体较常用和简捷的方法。为了提高浆体的浓度和稳定性，通常采取调整磨机的长径比、磨机筒体隔仓、调整磨介（如调整球磨机钢球尺寸的大小和比例、使用钢段替代部分钢球等）或调整磨机的给料粒度等方法来实现。但这些措施都存在仅仅改变了磨机的一个或几个工艺参数尚不能从根本上解决提高浆体的浓度和稳定性的问题。中国专利申请87101648提出了一种制备稳定化水煤浆的方法。该方法是在成品煤水浆中加入能与钙、镁离子生成不溶于水的碱金属硅酸盐或碳酸盐，通过连续或断续的检测溶解在浆体上层液中钙、镁离子的浓度来控制其加入量，保证其加入量足以把这些离子转化成不溶于水的化合物，从而使煤浆在贮存期内稳定而不变质。这种方法虽然对提高煤浆稳定性有一定效果，但由于浆体中固体粒子的级配状况尚未根本改变，所以不能同时提高浆体浓度。中国专利申请85100543，提出使用草炭、风化煤或褐煤所产生的腐植酸盐或其磺酸盐衍生物，可以作为制备固体含量为55wt%以上的水煤浆添加剂，使用或与其他添加剂混合使用均可获得一定的降低粘度和稳定效果。这种方法虽然对提高浆体浓度有一定的效果，但由于添加剂的加入导致浆体中粒子之间接触点相应减少，所以无法解决浆体的稳定性的问题。
3.以上技术方案虽然分别在提高浆体的浓度和稳定性方面取得了一些进展，但目前尚无同时解决浆体的高浓度和高稳定性的方法，如何克服现有技术存在的问题，已成为当今浆体领域中亟待解决的难题之一。


技术实现要素：

4.本发明提供一种以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法，以解决现有技术中的问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法，将预碎后的固体原料、水和分散剂置于第一台磨机中研磨，将固体总量10wt%至35wt%浆体稀释后注入第二台磨机中，经细磨得到平均粒径为20-45μm的水煤浆，再将水煤浆注入第一台磨机。
7.一种以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法，包括以下步骤：
8.s1、首先将预碎后的煤、水和分散剂置于第一台磨机中磨矿，得到粗煤浆；
9.s2、将粗煤浆注入至第二台磨机中，加水，获得水煤浆i；
10.s3、将水煤浆i再次注入第一台磨机中，并加入水和分散剂，得到水煤浆ii；
11.s4、将水煤浆ii再次注入第二台磨机中，加水，得到粒径为20-45μm的水煤浆iii；
12.s5、将水煤浆iii再次注入第一台磨机中，并加入水和分散剂，得到细粒径水煤浆。
13.进一步的，所述分散剂为萘系分散剂。
14.进一步的，所述第一台磨机为棒磨机。
15.进一步的，所述第二台磨机为球磨机、胶体磨或搅拌磨机。
16.一种以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法，包括以下步骤：棒磨机中投入煤、水和萘系分散剂，生产1-3h得到粗煤浆，粗煤浆打入1#中间罐中，再将1#中间罐中的粗煤浆以泵再次输入球磨机中，并加入水，得到细粒径水煤浆，将细粒径水煤浆再次打入2#中间罐中，将2#中间罐中的细粒径水煤浆再次打入棒磨机中，加入水和萘系分散剂，棒磨机中的产物再次打入球磨机，并补加水，得到粒径更细的水煤浆，将粒径更细的水煤浆再次打入棒磨机中，加入水、萘系分散剂连续运行，得到最终产物。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18.（1）可以利用球磨机进行中浓度磨矿，弥补棒磨机细磨能力的不足和细颗粒的缺乏，浆体具有更好的粒径分布，颗粒堆积效率提高，达到同时制备高浓度和高稳定性浆体的目的；
19.（2）与以往单台球磨机制浆相比，具有更高的细磨效率，且不需要进行过滤等工艺，简化了工艺流程；
20.（3）本发明工艺简单、易于操作、效果显著，具有广泛的推广应用价值。
附图说明
21.图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
22.下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
23.实施例1
24.一种调整入料粒径分布制备高性能王家塔煤气化用水煤浆的方法：第一台ф3500
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5000型棒磨机的投煤量为98.8t/h（含水量为15%），投水量为38.4/h，质量分数10%的萘系分散剂量为2.8 t/h，获得粗煤浆140t/h，生产2-3h后，获得粗煤浆280-420t，产物进入1#中间罐中，1#中间罐中的产物以泵输入第二台ф3000
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13000球磨机中，输入量为35t/h，并加入17.5 t/h水，获得平均粒径为28μm，浓度为40wt%的水煤浆，细粒径水煤浆打入2#中间罐中，将2#中间罐中的水煤浆按52.5t/h的流量打入棒磨机中，保持投煤量为98.8t/h，补加水12.33t/h，加入3.0 t/h的分散剂，棒磨机产物33t/h的产量打入球磨机并补加18.975t/h的水量，获得平均粒径为25μm的浓度为40wt%的水煤浆，将获得水煤浆打入棒磨机中，并保持投煤量、水量、分散剂量不变（保持投煤量为98.8t/h，补加水12.33t/h，加入3.0 t/h的分散剂），连续运行，获得品质稳定的，浓度为63%的水煤浆。分析水煤浆的浓度、粘度及24小时稳定性，并与单台棒磨机制备的产品进行对比，结果见表1。
25.实施例2
26.一种调整入料粒径分布制备高性能红柳林煤气化用水煤浆的方法：第一台ф3500
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5000型棒磨机的投煤量为80t/h（含水量为12%），投水量为31.5t/h，10%的萘系分散剂量为2.0 t/h，获得粗煤浆113.5t/h，生产1h后，获得粗煤浆113.5t，产物进入1#中间罐中，将1#中间罐中的产物以泵输入第二台ф3000
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13000球磨机中，输入量为23t/h，并加入13.25 t/h水，获得平均粒径为23μm，浓度为40wt%的水煤浆，细粒径水煤浆打入2#中间罐中，将2#中间罐中的水煤浆按36.25t/h的流量打入棒磨机中，保持投煤量为80t/h，补加水8.47t/h，加入2.0 t/h的分散剂，棒磨机产物26.27t/h的产量打入球磨机并补加17.73t/h的水量，获得平均粒径为20μm的浓度为40wt%的水煤浆，将获得水煤浆打入棒磨机中，并保持投煤量、水量、分散剂量不变（保持投煤量为80t/h，补加水8.47t/h，加入2.0 t/h的分散剂），连续运行，获得品质稳定的，浓度为63%的水煤浆。分析水煤浆的浓度、粘度及24小时稳定性，并与单台棒磨机制备的产品进行对比，结果见表2。
27.实施例3一种调整入料粒径分布制备准东煤气化用水煤浆的方法：第一台ф3500
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5000型棒磨机的投煤量为80t/h（含水量为10%），投水量为42.0t/h，10%的萘系分散剂量为2.14 t/h，获得粗煤浆120.14t/h，生产1h后，获得粗煤浆120.14t，产物进入1#中间罐中，将1#中间罐中产物以泵输入第二台ф3000
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13000球磨机中，输入量为27.6t/h，并加入13.4 t/h水，获得平均粒径为30μm，浓度为40wt%的水煤浆，细水煤浆打入2#中间罐中，将2#中间罐中的水煤浆按40t/h的流量打入棒磨机中，保持投煤量为80t/h，补加水19.93t/h，加入2.0 t/h的分散剂，棒磨机产物27.6t/h的产量打入球磨机并补加13.4t/h的水量，获得平均粒径为27μm的浓度为40wt%的水煤浆，将获得水煤浆打入棒磨机中，并保持投煤量、水量、分散剂量不变（保持投煤量为80t/h，补加水19.93t/h，加入2.0 t/h的分散剂，），连续运行，获得品质稳定的，浓度为62%的水煤浆。分析水煤浆的浓度、粘度及24小时稳定性，并与单台棒磨机制备的产品进行对比，结果见表3。
28.本发明的原理：通过两台磨机的组合，以第一台棒磨机的部分出料稀释后作为第二台细磨机（可以为球磨机、胶体磨或搅拌磨机）的入料，使第二台磨机的物料充分细磨后，再将细浆（或细粉）返回到第一台磨机中从而使第一台磨机的效率提高，粒径分布更加合理，以达到提高浆体中颗粒的堆积效率，提高浆体浓度和稳定性的效果。
29.本发明利用浆体中粗、细两种颗粒级配的原理来实现其目的，第一台棒磨机产量较大，产品较粗，混合、粗磨效率较高但细磨效率较低；第二台磨机可以高效产生细颗粒。粗细颗粒以一定比例在棒磨机中进行混合，使浆体中颗粒具有更好的堆积效率，从而提高气化用水煤浆的稳定性。
30.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法，其特征在于，将预碎后的固体原料、水和分散剂置于第一台磨机中研磨，将固体总量10wt%至35wt%浆体稀释后注入第二台磨机中，经细磨得到平均粒径为20-45μm的水煤浆，再将水煤浆注入第一台磨机。2.根据权利要求1所述的以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、首先将预碎后的煤、水和分散剂置于第一台磨机中磨矿，得到粗煤浆；s2、将粗煤浆注入至第二台磨机中，加水，获得水煤浆i；s3、将水煤浆i再次注入第一台磨机中，并加入水和分散剂，得到水煤浆ii；s4、将水煤浆ii再次注入第二台磨机中，加水，得到粒径为20-45μm的水煤浆iii；s5、将水煤浆iii再次注入第一台磨机中，并加入水和分散剂，得到细粒径水煤浆。3.根据权利要求2所述的以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法，其特征在于，所述分散剂为萘系分散剂。4.根据权利要求2所述的以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法，其特征在于，所述第一台磨机为棒磨机。5.根据权利要求2所述的以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法，其特征在于，所述第二台磨机为球磨机、胶体磨或搅拌磨机。6.一种以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法，其特征在于，包括以下步骤：棒磨机中投入煤、水和萘系分散剂，得到粗煤浆，粗煤浆打入1#中间罐中，再将1#中间罐中的粗煤浆以泵再次输入球磨机中，并加入水，得到细粒径水煤浆，将细粒径水煤浆再次打入2#中间罐中，将2#中间罐中的细粒径水煤浆再次打入棒磨机中，加入水和萘系分散剂，棒磨机中的产物再次打入球磨机，并补加水，得到粒径更细的水煤浆，将粒径更细的水煤浆再次打入棒磨机中，加入水、萘系分散剂连续运行，得到最终产物。

技术总结
本发明公开了一种以调整入料粒径分布制备高性能气化用水煤浆的方法，将预碎后的固体原料、水和分散剂置于第一台磨机中研磨，将固体总量10wt%至35wt%浆体稀释后注入第二台磨机中，经细磨得到平均粒径为20-45μm的水煤浆，再将水煤浆注入第一台磨机；本发明利用浆体中粗、细两种颗粒级配的原理来实现其目的，第一台棒磨机产量较大，产品较粗，混合、粗磨效率较高但细磨效率较低；第二台磨机可以高效产生细颗粒。生细颗粒。生细颗粒。


技术研发人员：胡柏星 何其慧 孙冬闻 谢雨航 王鑫 许仁富
受保护的技术使用者：南京大学
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/9/6