CN111269737B - 一种微粉化超净煤燃液的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微粉化超净煤燃液的生产方法，包括：搅拌混匀超净煤和去离子水，并加入氨水溶液调节得到PH值为6‑7的混合浆料；研磨混合浆料至平均粒度为10‑20微米，得到研磨浆料；搅拌混匀研磨浆料，并加入氨水溶液调节得到PH值为6‑7的研磨浆料；压滤研磨浆料，得到浓度为45‑70％的滤饼；在滤饼中加入分散剂、杀菌防腐剂和去离子水，分散剂与滤饼的质量比为0.1‑0.6％，杀菌防腐剂与滤饼的质量比为0.1％‑0.2％，并剪切混匀以得到在剪切速率为0.1/s测试粘度时、粘度大于20000mPa·s的剪切煤液；过滤剪切煤液，得到浓度为46‑48％的微粉化超净化煤燃液。微粉化超净化煤燃液可用于直喷式柴油发动机，以降低燃料成本。

Description

一种微粉化超净煤燃液的生产方法

技术领域

本发明涉及超净煤燃液技术领域，更具体地说，涉及一种微粉化超净煤燃液的生产方法。

背景技术

超净煤是灰分不超1％的洁净煤，微粉化超净煤燃液是超净煤与去离子水和药剂等按比例加工成的浆体。根据我国能源富煤、缺油、少气的现状，开发的微粉化超净煤燃液的生产方法，为燃液的大规模应用提供了一种新途径，是提高我国能源利用效率、减少环境污染的重要途径之一。

目前关于精细及超细水煤浆的生产技术中，多采用粗磨、脱水、细磨、超细磨等步骤生产煤浆，主要是提高了煤浆中煤颗粒的堆积效率，以此来提高煤浆浓度。其中，煤浆制备方法主要为将捏混、整形、筛分剪切与超细磨和整形细磨相结合，从而提高煤浆浓度。或将破碎的原煤与水、添加剂按一定比例混合，并经过湿法整形细磨，经筛网除杂得到超细煤浆。

现有技术主要针对灰分含量大于1％的煤种，通过调节煤浆煤粉粒度分布，来提高煤浆浓度，应用领域主要在气化煤浆及燃料煤浆。但是，采用上述煤浆制备方法所生产的煤液，由于其粒度与粘度无法满足直喷式柴油发动机的使用条件，因此无法应用于直喷式柴油发动机。

如何提供一种能够应用于直喷式柴油发动机的煤液的生产方法，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够应用于直喷式柴油发动机的煤液的生产方法，以代替柴油，降低燃料成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微粉化超净煤燃液的生产方法，包括：

S1、搅拌混匀超净煤和去离子水，并加入氨水溶液调节得到PH值为6-7的混合浆料；

S2、研磨所述混合浆料至平均粒度为10-20微米，得到研磨浆料；

S3、搅拌混匀所述研磨浆料，并加入氨水溶液，以将所述研磨浆料的PH值调节为6-7；

S4、压滤所述研磨浆料，得到浓度为45-70％的滤饼；

S5、在所述滤饼中加入分散剂、杀菌防腐剂和去离子水，所述分散剂与所述滤饼的质量比为0.1-0.6％，所述杀菌防腐剂与所述滤饼的质量比为0.1％-0.2％，并剪切混匀以得到在剪切速率为0.1/s测试粘度时、粘度大于20000mPa·s的剪切煤液；

S6、过滤所述剪切煤液，得到浓度为46-48％的微粉化超净化煤燃液。

优选的，S1包括：采用液压升降分散机搅拌混匀超净煤和去离子水。

优选的，S2包括：采用砂磨机研磨所述混合浆料，所述砂磨机研磨的线速度为10-15m/s，所述砂磨机的研磨温度为小于60℃。

优选的，S3包括：采用搅拌釜搅拌混匀所述研磨浆料。

优选的，S4包括：采用板框压滤机压滤所述研磨浆料。

优选的，S6包括：采用动态过滤器过滤所述剪切煤液，所述动态过滤器的目数为250目。

优选的，S1包括：超净煤与去离子水的质量比为20％-30％，氨水溶液的浓度为25％。

优选的，所述分散剂为聚苯乙烯硫酸钠，所述聚苯乙烯硫酸钠的分子量为2-3万。

本发明所提供的微粉化超净煤燃液的生产方法，将灰分含量小于1％的超净煤、去离子水搅拌混匀并调整得到PH值为6-7的混合浆料，然后将混合浆料在研磨装置中研磨至平均粒度为10-20微米，以得到研磨浆液并将其PH值调至6-7，研磨浆料经压滤装置压滤成浓度45％-70％的滤饼，然后在滤饼中加入分散剂、杀菌防腐剂和去离子水，并在高强剪切设备中充分搅拌，得到剪切浆料，最后过滤得到微粉化超净煤燃液。该方法生产的微粉化超净煤燃液的平均粒度在10-20微米之间，燃液浓度在46％-48％之间，且在燃液剪切速率0.1/s的条件下，其粘度值大于20000mPa·s，燃液剪切速率大于100/s条件下，其粘度值小于500mPa·s，具有良好的稳定性及特定的流变特性，可应用于直喷式柴油发动机。以实现代替柴油、降低燃料成本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供微粉化超净煤燃液的生产方法具体实施例的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种能够应用于直喷式柴油发动机的煤液的生产方法，以代替柴油，降低燃料成本。

请参考图1，图1为本发明所提供微粉化超净煤燃液的生产方法具体实施例的流程图。

本发明所提供的微粉化超净煤燃液的生产方法，包括：

步骤S1、搅拌混匀超净煤和去离子水，并加入氨水溶液调节得到PH值为6-7的混合浆料；

步骤S2、研磨混合浆料至平均粒度为10-20微米，得到研磨浆料；

步骤S3、搅拌混匀研磨浆料，并加入氨水溶液，并将研磨浆料的PH值调节为6-7；

步骤S4、压滤研磨浆料，得到浓度为45-70％的滤饼；

步骤S5、在滤饼中加入分散剂、杀菌防腐剂和去离子水，分散剂与滤饼的质量比为0.1-0.6％，杀菌防腐剂与滤饼的质量比为0.1％-0.2％，并剪切混匀以得到在剪切速率为0.1/s测试粘度时、粘度大于20000mPa·s的剪切煤液；

步骤S6、过滤剪切煤液，得到浓度为46-48％的微粉化超净化煤燃液。

其中，以灰分含量小于1％的超净煤、去离子水为主要原料，一定质量的超净煤和去离子水可在搅拌设备中充分搅拌并加入质量比的氨水溶液，将其pH值调整到6-7之间，得到混合好的混合浆料。然后将混合浆料可通过给料泵送入研磨设备进行研磨，研磨过程中混合浆料可在给料泵的作用下，通过返料管多次循环输入研磨设备进行研磨，直至将混合浆料研磨至平均粒度为10-20微米，以得到研磨浆料。具体的，去离子水的水质应当符合实验室用水规格，即二级水。

磨制完成的研磨料浆可被送入搅拌装置进行再次搅拌混匀，并重新测量PH值，如果pH值低于6，则添加少量氨水溶液将其酸碱值调整在6-7之间。然后将粒度合格的研磨浆料送入压滤装置进行压滤，以使实现煤和水的分离，并或者浓度为45-70％的滤饼。然后将滤饼被送入下一工序，且滤液可通过滤液输送泵送入废液桶，并作为压滤设备的清洗废水使用。

将一定质量的滤饼、分散剂、杀菌防霉剂和一定质量去离子水可放入高强剪切设备中充分剪切搅拌混匀，且分散剂和杀菌防霉剂加量分别为超净煤干基的0.1％～0.6％和0.1％～0.2％。其中，高强剪切设备的剪切搅拌时间可为40-60min，以得到剪切煤液，且该剪切煤液应当满足在剪切速率0.1/s条件下测试燃液粘度时，其粘度高于20000mPa·s，说明燃液静态稳定性能好。另外，当燃液剪切速率大于100/s条件时，其粘度值应当小于500mPa·s，则说明动态搅拌条件下具有较好的流动性。以满足直喷式发动机的使用要求。具体的，高强剪切设备转速可为700-1000rpm/min，搅拌时间为40-60min。

最后对经过高强剪切设备剪切搅拌后的剪切煤液进行过滤，以过滤掉大颗粒，并得到浓度46％-48％的微粉化超净煤燃液，且由于微粉化超净煤燃液的平均粒度为10-20微米，在剪切速率0.1/s条件下测试燃液粘度时，其粘度高于20000mPa·s，具有较好的稳定性与流动性，且以灰分含量小于1％的超净煤为原料，能够满足直喷式柴油发动机的使用条件，以代替柴油，降低成本。最后，还可将微粉化超净煤燃液送入成品桶进行存放，以便后续使用。

因此，本发明所提供的微粉化超净煤燃液的生产方法，将灰分含量小于1％的超净煤、去离子水搅拌混匀并调整得到PH值为6-7的混合浆料，然后将混合浆料在研磨装置中研磨至平均粒度为10-20微米，以得到研磨浆液并将其PH值调至6-7，研磨浆料经压滤装置压滤成浓度45％-70％的滤饼，然后在滤饼中加入分散剂、杀菌防腐剂和去离子水，并在高强剪切设备中充分搅拌，得到剪切浆料，最后过滤得到微粉化超净煤燃液。该方法生产的微粉化超净煤燃液平均粒度在10-20微米之间，燃液浓度在46％-48％之间，且在燃液剪切速率0.1/s的条件下，其粘度值大于20000mPa·s，燃液剪切速率大于100/s条件下，其粘度值小于500mPa·s，具有良好的稳定性及特定的流变特性，可应用于直喷式柴油发动机。以实现代替柴油、降低燃料成本的目的。

在上述实施例的基础之上，考虑到将超净煤与去离子水混匀的具体方式，作为一种优选，步骤S1包括：采用液压升降分散机搅拌混匀超净煤和去离子水。即本实施例中，采用液压升降分散机对超净煤与去离子水进行搅拌混匀，以保证超净煤与去离子水搅拌混匀的充分性。另外，考虑到氨水溶液的浓度的具体选择，优选的，氨水溶液可为浓度为25％的稀氨水溶液。

在上述实施例的基础之上，考虑到研磨混合浆料的具体设备的选择，作为一种优选，步骤S2包括：采用砂磨机研磨混合浆料，砂磨机研磨的线速度为10-15m/s，砂磨机的研磨温度为小于60℃。即本实施例中，采用磨砂机对混合浆料进行研磨，且砂磨机研磨的线速度为10-15m/s，砂磨机的研磨温度为小于60℃，且磨砂机在研磨过程中，混合浆料可在给料泵的作用下，通过返料管多次循环输入磨砂机进行研磨，直至将混合浆料研磨至平均粒度为10-20微米，以得到研磨浆料。

在上述实施例的基础之上，考虑到对研磨浆料进行搅拌的搅拌装置的具体选择，作为一种优选，步骤S3包括：采用搅拌釜搅拌混匀研磨浆料。即本实施例中，采用搅拌釜对研磨浆料进行搅拌混匀，并重新测量PH值，如果pH值低于6，则添加少量氨水溶液将其酸碱值调整在6-7之间。具体的，此处添加的氨水溶液也可为浓度为25％的稀氨水溶液。

在上述实施例的基础之上，考虑到压滤装置的具体选择，作为一种优选，步骤S4包括：采用板框压滤机压滤研磨浆料。即本实施例中，采用板框压滤机对研磨浆料进行压滤，板框压滤机是最先应用于化工脱水的机械，板框压滤机具有过滤推动力大、滤饼的含固率高、滤液清澈、固体回收率高以及调理药品消耗量少等优点。

在上述实施例的基础之上，考虑到对剪切煤液进行过滤的过滤装置的具体选择，作为一种优选，步骤S6包括：采用动态过滤器过滤剪切煤液，动态过滤器的目数为250目。即本实施例中，采用目数为250目的动态过滤器对剪切煤液进行过滤，以用于消除剪切煤液中的大颗粒物质。动态过滤器具有维护清洗方便的优点，当需要清洗时，只要将可拆卸的滤筒取出，处理后重新装入即可，因此，使用维护极为方便。

在上述任意实施例的基础之上，考虑到超净煤与去离子水的具体配比，作为一种优选，步骤S1包括：超净煤与去离子水的质量比为20％-30％，氨水溶液的浓度为25％。即本实施例中，步骤S1中超净煤与去离子水质量比为20％-30％。具体的，物料加入质量比为0.8％-1.2％的浓度为25％稀氨水溶液，确保研磨后物料的PH值在6-7之间。考虑到分散剂的具体选择，优选的，分散剂为聚苯乙烯硫酸钠，且聚苯乙烯硫酸钠的分子量在2-3万之间。

综上所述，本发明涉及的微粉化超净煤燃液的生产方法，为针对灰分小于1％的超净煤，通过砂磨机研磨至特定的粒度，然后粒度合格的物料与特定分子量的药剂，经高强剪切设备在特定的转速区间强力搅拌，过滤后为微粉化超净煤燃液，具有良好的稳定性及特定的流变特性，具备在直喷式柴油发动机应用的性能条件。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供微粉化超净煤燃液的生产方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种微粉化超净煤燃液的生产方法，其特征在于，包括：

S1、搅拌混匀灰分含量小于1%的超净煤和去离子水，并加入氨水溶液调节得到PH值为6-7的混合浆料；

S2、研磨所述混合浆料至平均粒度为10-20微米，得到研磨浆料；

S3、搅拌混匀所述研磨浆料，并加入氨水溶液，以将所述研磨浆料的PH值调节为6-7；

S4、压滤所述研磨浆料，得到浓度为45-70%的滤饼；

S5、在所述滤饼中加入分散剂、杀菌防腐剂和去离子水，所述分散剂与所述滤饼的质量比为0.1-0.6%，所述杀菌防腐剂与所述滤饼的质量比为0.1%-0.2%，并剪切混匀以得到在剪切速率为0.1/s测试粘度时、粘度大于20000mPa·s的剪切煤液，剪切速率大于100/s测试粘度时、粘度小于500mPa·s；

S6、过滤所述剪切煤液，得到浓度为46-48%的微粉化超净化煤燃液；S1包括：超净煤与去离子水的质量比为20%-30%，氨水溶液的浓度为25%。

2.根据权利要求1所述的微粉化超净煤燃液的生产方法，其特征在于，S1包括：采用液压升降分散机搅拌混匀超净煤和去离子水。

3.根据权利要求2所述的微粉化超净煤燃液的生产方法，其特征在于，S2包括：采用砂磨机研磨所述混合浆料，所述砂磨机研磨的线速度为10-15m/s，所述砂磨机的研磨温度为小于60℃。

4.根据权利要求3所述的微粉化超净煤燃液的生产方法，其特征在于，S3包括：采用搅拌釜搅拌混匀所述研磨浆料。

5.根据权利要求4所述的微粉化超净煤燃液的生产方法，其特征在于，S4包括：采用板框压滤机压滤所述研磨浆料。

6.根据权利要求5所述的微粉化超净煤燃液的生产方法，其特征在于，S6包括：采用动态过滤器过滤所述剪切煤液，所述动态过滤器的目数为250目。

7.根据权利要求1至6任一项所述的微粉化超净煤燃液的生产方法，其特征在于，所述分散剂为聚苯乙烯硫酸钠，所述聚苯乙烯硫酸钠的分子量为2-3万。

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