一种利用废水制水煤浆的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种利用废水制水煤浆的方法，低阶煤经烘干工艺处理得到烘干后的低阶煤和废气，烘干工艺产生的废气经第一除尘工艺得到煤粉；所述烘干后的低阶煤通过气化还原工艺处理得到油气混合物，所述油气混合物依次第二除尘工艺和油气冷却工艺处理，得到废水；将所述废水、煤粉与水煤浆添加剂混合，得到所述水煤浆；所述气化还原工艺是在无氧或微氧条件下对烘干后的低阶煤进行加热的化学反应工艺。本发明专利技术中的方法和系统，有效地回收低阶煤中的水分和烘干过程中产生的煤粉用于制作水煤浆，有效解决了低阶煤中水利用率低和污染环境的问题；而且本发明专利技术中的系统设备简单，易操作，运行成本较低。

A Method and System for Coal Water Slurry Production from Wastewater

The invention provides a method for preparing coal-water slurry from waste water. The low-rank coal is dried to obtain the low-rank coal and waste gas after drying, and the waste gas generated by the drying process is obtained to coal powder by the first dust removal process; the low-rank coal after drying is treated by the gasification reduction process to obtain the oil-gas mixture, and the oil-gas mixture is treated by the second dust removal process and the oil-gas cooling process in turn. Wastewater is obtained; the wastewater, pulverized coal and coal water slurry additives are mixed to obtain the coal water slurry; the gasification and reduction process is a chemical reaction process for heating the low-rank coal after drying under the condition of no oxygen or micro-oxygen. The method and system of the invention can effectively recover moisture in low-rank coal and use pulverized coal produced during drying to produce coal water slurry, effectively solve the problems of low water utilization rate and environmental pollution in low-rank coal, and the system in the invention has simple equipment, easy operation and low operation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种利用废水制水煤浆的方法和系统
本专利技术涉及煤物质清洁利用
，尤其涉及一种利用废水制水煤浆的方法和系统。
技术介绍
在我国已探明的煤炭储量中一半以上为低阶煤，其中蕴藏的挥发分相当于1000亿吨的油气资源。低阶煤主要具有高水分、高挥发性的物质特性，在燃烧时火焰较长且有烟，煤化程度较低，典型煤种为褐煤和长焰煤。我国富煤少油缺气，如何高效利用低阶煤成为当今清洁煤技术的重大课题。然而无论是燃烧发电，还是现代煤化工利用，都因为其高水、高灰和低热值的三大特性使其综合利用的效率极低。干燥是低阶煤作为锅炉燃料、气化原料、直接液化原料、热解原料或其他深加工原料的第一步。干燥既是满足下游加工工艺要求的需要，也是降低整个项目能耗和下游装置投资的需要。干燥过程中产生的包含大量水蒸气和煤粉等废气等直接排入大气中，会加重环境污染，因此有效回收干燥过程中的产生的煤粉和水分具有重要的实际意义。低阶煤中的水分一般分为自由水和结合水，而干燥通常只能除去低阶煤中大部分的自由水，很难去除低阶煤中的结合水，通常干燥过程烘干去掉的大部分自由水容易被冷凝回收利用，但是通常低阶煤的高效转化利用方式为干燥后进行热解，热解后的高温气体中依然含有大量的水蒸气，这部分水的含量也不容小觑。然而，考虑到低阶煤中水含量较高，而且在富产低阶煤的地区水资源往往非常珍贵；若能同时有效回收地低阶煤中宝贵的水资源和烘干过程中的煤粉，废物利用，对解决现有低阶煤中水分回收不足和污染环境具有重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种利用废水制水煤浆的方法和系统，有效地回收低阶煤中的水分和烘干过程中产生的煤粉用于制作水煤浆，废物利用，节约资源，解决了现有低阶煤中水分回收不足和污染环境的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种利用废水制水煤浆的方法，低阶煤经烘干工艺处理得到烘干后的低阶煤和废气，烘干工艺产生的废气经第一除尘工艺得到煤粉；所述烘干后的低阶煤通过气化还原工艺处理得到油气混合物，所述油气混合物通过油气冷却工艺处理，得到废水；将所述废水、煤粉与水煤浆添加剂混合，得到所述水煤浆；所述气化还原工艺是在无氧或微氧条件下对烘干后的低阶煤进行加热的化学反应工艺。水煤浆是一种新型煤基流体洁净环保燃料，既保留了煤的燃烧特性，又具备了类似重油的液态燃烧应用特点，是目前我国一项现实的洁净煤技术。它由65-70％的煤、29-34％的水喝小于1％的化学添加剂，经过一定的加工工艺制成，其外观像油，流动性好，储存温度(一般3-6个月不沉淀)，运输方便，燃烧效率高，污染物(SO2、NOX)排放低，约2t水煤浆可以替代1t燃油，可在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等代油或煤、气燃用；也可通过气化技术制备CO和H2，是制备甲醇等的必备合成气。水煤浆添加剂主要包括降粘分散剂与稳定剂。其中分散剂最为重要，它直接影响水煤浆的质量和制备成本。1)分散剂：煤炭的表面具有强烈的疏水性，与水不能密切结合成为一种浆体，在较高浓度时只会形成一种湿的泥团。在制浆中加入少量的分散剂改变煤粒的表面性质，使煤粒表面紧紧地为添加剂分子和水化膜包围，让煤粒均匀地分散水中，并提高水煤浆的流动性，用量约为煤的1％。一般来说，分散剂是一种表面活性剂。常用的表面活性剂有磺酸盐型分离子表面活性剂(如木质素磺酸盐茶磺酸盐、烯基磺酸盐等)、聚氧乙烯刑非离了表面活性剂、水溶性高分子f聚合物以及阴离子表面活性列与非离子表面活性剂的复配物。2)稳定剂：水煤浆毕竟是一种由固、液两相粗分散体系，煤粒又很容易自发地彼此聚结。在重力或其他外加质量力作用下，发生沉淀是不可避免的。为防止发生硬沉淀，必需加入少量的稳定剂。稳定剂有两方面的作用，一方面使水煤浆具有剪切变稀的流变特性，即当水煤浆静止存放时有较高的粘度，开始流动后粘度又可迅速降下来；另一方面使沉淀物具有松软的结构，防止产生不可恢复的硬沉淀。本专利技术中优选采用粉状的低阶煤作为原料，便于提高烘干的效率，烘干一般只能除去低阶煤中大部分的自由水，而不能除掉低阶煤中的结合水，因此，低阶煤通过烘干工艺处理后得到烘干后的低阶煤和废气，所得烘干后的低阶煤依然含有一定量的水分，这部分剩余的水分可利用后续的气化还原工艺中气化变成水蒸气。在烘干的过程中同时会有一部分小粒度的低阶煤以煤粉的形式进入废气中，原料低阶煤的粒度越小，废气中的煤粉越多，废气直接排放不仅污染了环境，也浪费了煤资源，因此通过第一除尘工艺捕获回收烘干工艺后的废气中的煤粉具有重要的经济价值；经第一除尘工艺可回收废气中95％以上的煤粉；烘干后的低阶煤进入气化还原工艺发生反应得到高温的油气混合物；气化还原工艺采用的无氧或微氧环境主要分以下几种情况：(1)、原料低阶煤内部的空隙，物料与物料之间的空隙夹带的空气；(2)从气化还原工艺的进料口、出料口等泄露混入的少量空气；(3)、在爆炸极限值以下，气化还原工艺内可以稍微通入占煤炭质量百分比5％的O2或者(空气)，进一步优选通入占煤炭质量百分比3％的O2或者(空气)，有利于提高气化还原反应的温度、防止结焦等，而且同时保证了整个气化还原工艺反应的安全稳定性；优选烘干后的低阶煤在无氧环境进行气化还原反应，避免了烘干后的低阶煤在进入气化还原工艺反应过程中与氧气发生燃烧反应，生成大量不能燃烧的CO2，从而保证得到的高温的油气混合物中CO2等的体积百分较小，有利于后续制备高能量密度的合成气，而且工艺步骤少，简单易操作，以使得反应能够安全进行。烘干后的低阶煤中剩余的水分以水蒸气的形式进入高温的油气混合物，油气混合物中含有CO、H2、CO2、烃类、灰尘、水蒸气、煤焦油和含硫化合物等；油气混合物再通过油气冷却工艺处理使大量的水蒸气和煤焦油冷却变成液态油水混合物，油水不互溶，即可得到废水；将废水、水煤浆添加剂和煤粉混合制成可流动的溶液，即可得到水煤浆。优选的，所述煤粉的粒度小于1mm。煤浆制备首先要将煤粉进行细磨，由于本专利技术所采用的原料为烘干工艺过程中产生的废气中的煤粉，经第一除尘工艺可回收废气中95％以上的煤粉，煤粉粒度一般小于3mm,优选粒度小于1mm的煤粉作为后续制作水煤浆的原料，将煤粉，与废水，添加剂混合，不经研磨处理，即可得到水煤浆，节省工艺步骤，而且大大降低了磨煤机的成本，提高了磨煤机的使用寿命。再进一步优选，粉煤粒径≤50μm的煤粉。优选的，将所述废水、煤粉与水煤浆添加剂混合并通过研磨工艺处理后，得到所述水煤浆，由于在生产过程中，原料低阶煤中混入其它杂煤，导致制备的煤粉中含有杂煤煤粉，磨煤工艺将大粒径的煤粉研磨，保证了水煤浆的质量。优选的，所述烘干工艺采用水蒸汽间接烘干，所述水蒸汽的压力为0.3-1.5Mpa，所述水蒸汽的温度为105-250℃，所述烘干工艺的出口物料含水率不超过7wt％，所述烘干工艺的出口物料温度为50-150℃。若低阶煤中含有大量的水分，会导致气化还原反应过程中耗热量大。烘干工艺的烘干介质可为烟气或者水蒸气，烘干可分为直接烘干和间接烘干。当利用烟气作为烘干介质时，虽然烟气与低阶煤直接接触的烘干的效率是最高的，但是采用烟气进行烘干时要严格控制烘干工艺环境中氧气的体积百分比在爆炸极限以下，防止爆燃，烟气间接烘干的效率也并不理想，因此为了生产安全和烘干效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用废水制水煤浆的方法，其特征在于：低阶煤经烘干工艺处理得到烘干后的低阶煤和废气，烘干工艺产生的废气经第一除尘工艺得到煤粉；所述烘干后的低阶煤通过气化还原工艺处理得到油气混合物，所述油气混合物依次第二除尘工艺和油气冷却工艺处理，得到废水；将所述废水、煤粉与水煤浆添加剂混合，得到所述水煤浆；所述气化还原工艺是在无氧或微氧条件下对烘干后的低阶煤进行加热的化学反应工艺。

【技术特征摘要】
1.一种利用废水制水煤浆的方法，其特征在于：低阶煤经烘干工艺处理得到烘干后的低阶煤和废气，烘干工艺产生的废气经第一除尘工艺得到煤粉；所述烘干后的低阶煤通过气化还原工艺处理得到油气混合物，所述油气混合物依次第二除尘工艺和油气冷却工艺处理，得到废水；将所述废水、煤粉与水煤浆添加剂混合，得到所述水煤浆；所述气化还原工艺是在无氧或微氧条件下对烘干后的低阶煤进行加热的化学反应工艺。2.如权利要求1所述的一种利用废水制水煤浆的方法，其特征在于：所述煤粉的粒度小于1mm。3.如权利要求1所述的一种利用废水制水煤浆的方法，其特征在于：将所述废水、煤粉与水煤浆添加剂混合并通过研磨工艺处理后，得到所述水煤浆。4.如权利要求1所述的一种利用废水制水煤浆的方法，其特征在于：所述烘干工艺采用水蒸汽间接烘干，所述水蒸汽的压力为0.3-1.5Mpa，所述水蒸汽的温度为105-250℃，所述烘干工艺的出口物料含水率不超过7wt％，所述烘干工艺的出口物料温度为50-150℃。5.如权利要求1所述的一种利用废水制水煤浆的方法，其特征在于：所述气化还原工...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱一鑫，蒋贤武，许振岚，陈锋江，吕彬峰，
申请(专利权)人：浙江天禄环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33