一种焦水煤气化料浆的制备方法及工艺

摘要

一种煤、石油焦、添加剂和水组成的气化料浆,其制备方法及工艺为将煤、石油焦、水及添加剂同时加入研磨设备制备料浆。即一次湿磨制浆工艺,制备料浆煤的粒度100%小于0.9mm,30～80%小于0.76mm,石油焦的粒度100%小于0.6mm,50～90%小于0.076mm。该制备方法兼顾煤、石油焦不同的粒度要求,同时克服煤和石油焦分磨制浆工艺设备投资大、操作复杂、产品质量难以控制的缺点。可直接在现有水煤浆制备装置上生产焦水煤气化料浆,可在合成氨和合成甲醇等原料气制备中应用。

说明书

本发明涉及一种焦水煤气化料浆的制备方法及工艺。

水煤浆技术是实现以煤代油和煤炭综合利用的重要技术举措，水煤浆已工业化，应用于水煤浆加压气化(Texaco气化制合成气)和锅炉燃烧等行业，特别是在水煤浆加压气化应用方面较为成熟，在国内外得到较快的发展。从目前Texaco气化运行情况来看，普遍存在料浆有效组成发热量低、气化氧耗、煤耗较高。通过在水煤浆中加入部分石油焦，该方法既提高了料浆有效组成，又解决了石油加工过程中的废弃物。

目前国内外制备水煤浆的工艺路线主要有两种，一种为二次湿磨制浆工艺；另一种为一次湿磨制浆工艺。燃用水煤浆制备大多采用二次湿磨制浆。对于焦水煤浆的制备工艺路线已有专利报导，如日本公开特许公报昭59-15486阐述了一种焦水煤浆制备工艺，采用二次湿磨制浆，第一步低灰含量的固体燃料(石油焦)磨制成浓度为30～60wt％的焦水浆，所用的分散剂为众所周知的萘磺酸盐、石油磺酸盐、木质素磺酸盐等，用量为0.01～3wt％，稳定剂为多糖类及天然增粘剂，用量在2％以下。第二步是，第一步所制得的混合料浆与高灰份固体燃料(煤)共混湿式粉碎制浆，这样就获得了低粘度、高浓度的固体燃料—水混合浆。但该工艺流程复杂、设备多、投资大、操作繁琐。同时，目前国内外运转的Texaco气化水煤浆制备系统，均采用一次湿磨制浆工艺，(如美国专利US430457固体燃料-水浆状物的制备)。因此，焦水煤料浆技术不能直接在现有Texaco料浆制备系统应用，限制了推广使用。

为了克服焦水煤二次湿磨制浆工艺的不足，达到在现有Texaco气化水煤浆制备系统应用焦水煤浆的目的。提出本发明的任务：开发焦水煤一次湿磨制浆工艺及制备方法，制备的焦水煤具有较高的含固量，流动性和稳定性优良，且煤和石油焦的粒度符合气化要求，保证气化过程中获得预期的碳转化率，并易于在现在运行的Texaco气化水煤浆制备系统中应用。

本发明所述的是一种焦水煤气化料浆的制备方法及工艺，其主要内容包括：煤、石油焦、水和添加剂同时加入研磨设备中磨制料浆，通过调整进料粒度、研磨体级配和工艺条件，使其料浆中煤的粒度100％小于0.9mm，30～80％小于0.076mm；石油焦的粒度100％小于0.6mm，50～90％小于0.076mm，该制备方法及工艺兼顾制浆、气化过程所需的煤和石油焦不同的粒度范围及分布要求。

实现本发明具体的制备过程是这样的：

A.将煤和石油焦预破碎，煤粉碎至100％小于10mm，石油焦破碎至5mm。

B.将破碎好的煤和石油焦同时加入研磨设备，或将石油焦和煤按一定比例混合后加入研磨设备，在加入煤和石油焦的同时，加入水和添加剂。

C.煤、石油焦、添加剂和水在研磨设备中制成焦水煤浆。

D.制备的焦水煤浆用泵送入贮槽，以供后序气化工序使用。

用于实现本发明的技术措施是在料浆制备过程中，选用了添加剂，添加剂选用非离子型表面活性剂，也可选用离子型表面活性剂，或选用它们的混合体。

用于实现本发明的主要研磨设备为球磨机，或棒磨机，或胶体磨。

用于实现本发明的使用的主体原料为煤和石油焦。煤可是烟煤、无烟煤、褐煤，其粒度规格为：100％小于0.9mm，30～80％小于0.076mm；石油焦为生焦，(可磨指数HGI≥80)，料浆中石油焦的粒度规格为：100％小于0.6mm，50～90％小于0.076。

焦水煤浆制备过程采用一次湿式磨浆工艺。

以下结合实施例，对本发明作进一步的说明，但本发明不局限于本实施例。

             实施例一

本实验选用煤种为神府煤，焦种为安庆石油焦，水为本地自来水，添加剂选用西北化工研究院自主开发的乳化分散剂XB-1。投煤量为80kg/h，投焦量为16kg/h，水的流量控制在51kg/h，添加剂的加量保持为0.398kg/h。制备的焦水煤浆的流量为144kg/h，测定浆体的浓度为65.27％，浆体的性能表观为：流变性呈屈服假塑性，24hr静态折水率为0.4％，静置七天无明显沉淀，表观粘度为1678mpa.s(D＝10S-1)，流动性38S。

              实施例二

本实验选用煤种为神府煤，焦种为安庆石油焦，水为本地自来水，添加剂为XB-1乳化分散剂。投煤量为70kg/h，投焦量为23kg/h，水的流量控制在50kg/h，添加剂的加量保持为0.372kg/h。焦水煤浆的流量为144kg/h，浆体的浓度测定为64.37％，浆体的性能表观为：流变性呈屈服假塑性，24hr静态折水率为0.6％，静置七天无明显沉淀，表观粘度为1524mpa.s(D＝10S-1)，流动性33.7S。

              实施例三

本实验选用煤种为神府煤，焦种为安庆石油焦，水为本地自来水，添加剂为XB-1乳化分散剂。投煤量为48kg/h，投焦量为48kg/h，水的流量控制在47kg/h，添加剂量控制在0.264kg/h。焦水煤浆的流量约为144kg/h，浆体的浓度测定为66.83％，浆体的性能表观为：流变性呈屈服假塑性，24hr静态折水率为0.2％，静置七天无明显沉淀，表观粘度为1696mpa.s(D＝10S-1)，流动性67.4S。

              实施例四

本实验选用煤种为神府煤，焦种为镇海低硫石油焦，水为本地自来水，添加剂为XB-1乳化分散剂。投煤量为48kg/h，投焦量为48kg/h，水的流量控制在49kg/h，添加剂量保持为0.264kg/h。焦水煤浆的流量约为145kg/h，焦水煤焦的浓度测定为65.39％，浆体的性能表观为：流变性呈屈服假塑性，24hr静态折水率为0.4％，静置七天无明显沉淀，表观粘度为1378mpa.s(D＝10S-1)，流动性59.8S。

              实施例五

本实验选用煤种为神府煤，焦种为镇海高硫石油焦，水为本地自来水，添加剂为XB-1乳化分散剂。投煤量为48kg/h，投焦量为48kg/h，水的流量控制在49kg/h，添加剂量保持为0.264kg/h。焦水煤浆的流量约为145kg/h，焦水煤浆的浓度测定为65.72％，浆体的特性表观为：流变性呈屈服假塑性，24hr静态折水率为0.2％，静置七天无明显沉淀，表观粘度为1414mpa.s(D＝10S-1)，流动性62S。