一種水煤漿及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于水煤漿制備領域，涉及一種水煤漿及其制備方法，尤其涉及一種利用多峰級配技術制備水煤漿的方法，特別涉及一種利用多峰級配技術由低階煤制備高濃度水煤漿的方法。
【背景技術】
[0002]我國能源結構具有富煤、貧油、少氣的特點，煤炭約占我國能源消費的70%，且在以后較長的時間內，煤炭作為我國主要能源仍將無法改變。雖然我國的煤炭儲量豐富，但以變質程度較低的低階煤為主，且集中分布在我國煤化工發展地區一一陜西、內蒙古、新疆等地。低階煤變質程度低，內部水分含量大，孔隙發達，含氧官能團多，熱值低，屬于難成漿煤。
[0003]難成漿煤的自身特點導致很難將其制備成符合煤化工和燃燒需要的水煤漿。水煤漿的質量濃度直接影響其著火性能和熱值，濃度越大，含水量越小，越容易點燃且熱值高，但流動性變差。從氣化和燃燒效率的角度來看，水煤漿的濃度應該越高越好，所以如何開發一種由難成漿性的低階煤制備得到高濃度水煤漿的方法在本領域是亟待解決的問題。
[0004]CN 104449916 A公開了一種褐煤中溫提質制備高濃度水煤漿方法，所述方法包括褐煤的深度干燥、中溫反應、提質煤冷卻和磨煤制漿過程，將深度干燥結合中溫熱解反應為褐煤提質。該發明雖然能夠得到高濃度水煤漿，但是該方法需要在600°C -750°C下在常壓和惰性氣體環境下進行中溫反應以達到對褐煤提質，所需溫度較高。
[0005]CN 104371779 A公開了低階煤制備高濃度水煤漿的方法及其系統，所述方法包括將低階煤進行深度干燥、熱解、半焦冷卻、磨煤和成漿等步驟。該方法需要在150°C -200°C下進行深度干燥，并且需要在400°C -650°C下進行熱解，所需溫度仍然較高，方法比較復雜O
[0006]在水煤漿制備領域，粒度級配是制備高濃度水煤漿的關鍵技術，尤其對于難制漿煤種更加重要。目前我國水煤漿制備工藝多以單磨機的制備工藝為主，煤漿的粒度呈現單峰正態分布，難成漿煤種無法制備出高濃度水煤漿。
[0007]因此，本領域亟需開發一種利用多峰級配技術將難成漿煤種制備成高濃度水煤漿的方法。
【發明內容】
[0008]針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種水煤漿及其制備方法，該方法利用多峰級配技術實現了由低階煤制備高濃度水煤漿，填充了煤顆粒堆積時的空隙，提高了堆積效率，從而提高了水煤漿的濃度。
[0009]為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案:
[0010]一方面，本發明提供一種水煤漿，所述水煤漿包含煤顆粒粒徑< 2.4mm的低階煤漿料A、煤顆粒粒徑< 0.5mm的低階煤漿料B以及煤顆粒粒徑< 0.3mm的低階煤漿料C，所述漿料A、漿料B和漿料C的質量比為5?8:1?3:1?2;
[0011]其中，所述漿料A中90%以上的煤顆粒的粒徑大于或等于75 μπι;所述漿料B中90%以上的煤顆粒的粒徑大于或等于25 μ m且小于或等于50 μ m ;所述漿料C中90%以上的煤顆粒的粒徑大于或等于5 μ m且小于或等于15 μ m0
[0012]本發明通過將粒徑范圍不同的漿料A、漿料B和漿料C混配在一起，從而可以實現粒度級配的多峰填充，減少了煤顆粒堆積時的空隙，提高了堆積效率，從而提高水煤漿的濃度。
[0013]在本發明所述水煤漿中，所述漿料A的煤顆粒粒徑< 2.4mm，例如漿料A的煤顆粒粒徑可以小于或等于2.4mm、小于或等于2mm、小于或等于1.8mm、小于或等于1.5mm、小于或等于1mm、小于或等于800 μm、小于或等于700 μπι、小于或等于600 μm、小于或等于500 μπι、小于或等于400 μπι、小于或等于300 μπι、小于或等于200 μπι、小于或等于100 μm等，優選地，所述楽料A的煤顆粒粒徑為I μ m?2.4mm，優選60 μ m?2.4mm，進一步優選75 μ m?2.4mm。漿料 A 中 90 % 以上例如 91 %、92 %、93 %、94 %、95 %、96 %、97 %、98 %、99 % 或100%的煤顆粒的粒徑可以為大于或等于80 μπι、大于或等于90 μπι、大于或等于ΙΟΟμπι、大于或等于120 μ m、大于或等于140 μ m、大于或等于150 μ m、大于或等于180 μ m、大于或等于200 μπι、大于或等于220 μπι、大于或等于260 μπι、大于或等于300 μπι、大于或等于400 μπι、大于或等于500 μ m、大于或等于600 μ m、大于或等于700 μ m、大于或等于800 μ m、大于或等于1000 μ m、大于或等于1300 μ m、大于或等于1500 μ m、大于或等于1800 μ m或者大于或等于 2000 μ m 等 D
[0014]在本發明所述水煤漿中，所述漿料B的煤顆粒粒徑< 0.5mm，例如漿料B的煤顆粒粒徑可以為小于或等于400 μπι、小于或等于35()μm、小于或等于3()()μm、小于或等于250 μ m、小于或等于200 μ m、小于或等于150 μ m、小于或等于100 μ m、小于或等于75 μ m或者小于或等于50 μπι，優選地，所述楽料B的煤顆粒粒徑為I μπι?0.5mm，優選25 μπι?0.5mm，進一步優選25 μ m?250 μ m，更進一步優選25 μ m?50 μ mD楽料B中90 %以上例如91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%的煤顆粒的粒徑可以為大于或等于25 Um且小于或等于50 μπι、大于或等于30 Um且小于或等于50 μπι、大于或等于35 μ m且小于或等于50 μ m、大于或等于40 μ m且小于或等于50 μ m、大于或等于45 μ m且小于或等于50 μ m、大于或等于25 μ m且小于或等于45 μ m、大于或等于25 μ m且小于或等于40 μ m 等。
[0015]在本發明所述水煤漿中，所述漿料C的煤顆粒粒徑< 0.3mm，例如漿料C的煤顆粒粒徑可以為小于或等于280 μπι、小于或等于25()μm、小于或等于2()()μm、小于或等于180 μ m、小于或等于150 μ m、小于或等于100 μ m、小于或等于75 μ m、小于或等于50 μ m或者小于或等于45 μ m，優選地，所述楽料C的煤顆粒粒徑為I μ m?0.3mm，優選I μ m?200 μ m，進一步優選I μ m?100 μ m，更進一步優選5 μ m?15 μ nu楽料C中90%以上例如91 %、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%的煤顆粒的粒徑可以為大于或等于5μπι且小于或等于15μπι、大于或等于7μπι且小于或等于15μπι、大于或等于8μπι且小于或等于15 μπι、大于或等于9 μπι且小于或等于15 μπι、大于或等于10 μπι且小于或等于15 μπι、大于或等于11 μπι且小于或等于15 μπι、大于或等于5 μπι且小于或等于14 μπι、大于或等于5 μ m且小于或等于13 μ m、大于或等于5 μ m且小于或等于12 μ m、大于或等于5 μ m且小于或等于11 μ m、大于或等于5 μπι且小于或等于10 μπι等。
[0016]在本發明中，漿料A、漿料B和漿料C的混合質量比可以為但不限于5:1:1、5:1:2、5:2:1、5:2:2、5:3:1、5:3:2、6:1:1、6:2:1、6:3:1、6:2:2、6:3:2、7:1:1、7:2:1、7:3:1、7:1:2、7:2:2、7:3:2、8:1:1、8:2:1、8:3:1、8:1:2、8:2:2 或 8:3:20
[0017]在本發明所述水煤漿中，所述低階煤選自褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤中的任意一種或至少兩種的組合，所述組合可以為但不限于褐煤與長焰煤的組合、褐煤與不粘煤的組合、褐煤與弱粘煤的組合、長焰煤與不粘煤的組合、長焰煤與弱粘煤的組合、不粘煤與弱粘煤的組合、褐煤與長焰煤以及不粘煤的組合、上述四種低階煤的組合等。
[0018]優選地，所述水煤漿的濃度為55 %以上，例如58 %、60 %、63 %、65 %、67 %、69 %、70%、72%、75%、78%、80%、83%、85%、88%、90%、93%、95%、98% 等，優選 60 ?75%。
[0019]另一方面，本發明提供了第一方面所述的水煤漿的制備方法，所述方法為:以低階煤為原料制備得到所述漿料Α、漿料B以及漿料C，將漿料Α、漿料B和漿料C按質量比5?8:1?3:1?2混合，而后經捏混、剪切處理后，即可得到水煤漿產品。
[0020]本發明采用多峰級配技術來制備水煤漿，將粒徑范圍不同的三種低階煤漿料Α、B和C混合來制得水煤漿，可以使得不同顆粒粒度之間充分填充堆積時的空隙，提高堆積密度，進而提高水煤漿的濃度，使得制備得到的水煤漿可滿足氣化和燃燒應用需求。
[0021]本發明所述水煤漿的制備方法包括如下步驟:
[0022](I)將原料低階煤破碎，而后與生產水按質量比3?5:5?7混合后進行粗磨，得到第一漿料；
[0023](2)將第一漿料進行脫水提質，固體含量控制在70?90 %的物料作為漿料Α，固體含量控制在5?25%的物料作為第二漿料；
[0024](3)將第二漿料濃縮脫水，固體含量控制在I?5%的物料作為第三漿料，固體含量控制在35?65%的物料作為第四漿料；
[0025](4)將第四漿料與生產水按照質量比I?1.5:0?I混合后進行細磨，將大于或等于50%且小于100%的細磨后物料作為漿料B，小于或等于50%的細磨后物料作為第五漿料；
[0026](5)將第五料漿進行超細磨，作為漿料C ;
[0027](6)將漿料Α、漿料B和漿料C按質量比5?8:1?3:1?2混合，經捏混、剪切處理后，即可得到水煤漿產品。
[0028]在本發明所述水煤漿的制備方法中，步驟(I)中將原料低階煤破碎至粒徑 1 3mm η
[0029]在步驟(I)中，將破碎后的原料與生產水按質量比3?5:5?7混合，例如可以按以下質量比混合:3:5、3:6、3:7、4:5、4:6(即 2:3)、4:7、5:5(即 1:1)、5:6 或 5:7。
[0030]優選地，步驟(I)所述第一漿料中煤顆粒粒徑< 2.4mm，且第一漿料中20%以上的煤顆粒的粒徑小于或等于75μπι。例如第一漿料中20%、22%、25%、28%、30%、32%、34%、36 %、38 %或40 %的煤顆粒粒徑小于或等于75 μ m、小于或等于65 μ m、小于或等于60 μ m、小于或等于55 μ m、小于或等于50 μ m、小于或等于45 μ m、小于或等于40 μ m、小于或等于35 μ m