纳米碳氢燃料的生产系统及工艺技术方案

本发明专利技术提供了一种纳米碳氢燃料的生产系统及工艺。本申请提供的生产系统包括顺次连接的粗粉碎单元、匀质制浆单元、纳米粉碎单元和活化处理单元。本申请提供的纳米碳氢燃料生产系统，将原煤煤粉先破碎成D50为100～120目的细煤粉，再匀质制浆成煤粉颗粒稳定悬浮的煤浆，然后再通过纳米粉碎成煤粉颗粒D50为0.2～1.0μm的纳米原浆，最后对纳米原浆进行附氢赋能处理，得到纳米碳氢燃料，实现了原煤煤粉的一站式粉碎，不仅提高了粉碎生产能力，降低了粉碎生产成本以及降低了设备能耗，而且占地面积少，工艺流程短，无粉尘污染，在降低生产成本的同时显著提高了纳米碳氢燃料的质量以及改善了环境条件，适宜进行规模化推广应用。适宜进行规模化推广应用。适宜进行规模化推广应用。

【技术实现步骤摘要】
纳米碳氢燃料的生产系统及工艺


[0001]本专利技术涉及纳米碳氢燃料
，具体而言，涉及一种纳米碳氢燃料的生产系统及工艺。

技术介绍

[0002]煤炭是我国的基础能源和工业原料，长期一来气为经济社会发展和国家能源安全稳定供应提供了有利保障。传统煤燃烧能效低，发热量低，碳排放问题突出，且燃烧过程中会产生大量飞灰颗粒物、二氧化硫、氮化合物等大气污染物。近年来，随着我国能源消费特别是煤炭消费强劲增长，清洁高效发展更为迫切，低成本、高燃值的新型燃料研发成为必然。
[0003]纳米碳氢燃料是通过对原料煤进行前置处理与精细化、纳米化及附氢赋能处理后，制备的一种基本颗粒粒度为微纳米级，具有较高比表面积和表面活性的煤基流体燃料，其形态类似于水煤浆，是一种新型、高效、清洁的新型环保燃料，具有燃烧效率高、污染物排放低等特点。
[0004]纳米碳氢燃料制备工艺流程中，需要将煤粉粉碎至纳米级，现有国内外煤粉粉碎要达到微纳米级效果，常用方法为气流磨法或气流磨+湿法球磨分段式粉碎方法，上述方法粉碎成本高，所采用设备结构比较复杂，质量重，安装、维护费用较大，噪音大、粉尘多，污染环境较严重，其配套设备多，占地面积大，因此影响其推广应用。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种纳米碳氢燃料的生产系统及工艺，以解决现有国内外煤粉粉碎达到纳米级，常用方法为气流磨法或气流磨+湿法球磨分段式粉碎方法，存在粉碎成本高，所采用设备结构比较复杂，质量重，安装、维护费用较大，噪音大、粉尘多，污染环境且配套设备多，占地面积大的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种纳米碳氢染料的生产系统，该生产系统包括：粗粉碎单元、匀质制浆单元、纳米粉碎单元和活化处理单元，该粗粉碎单元包括原煤破碎设备，该原煤破碎设备用于将原煤没分破碎成D50为100～120目的细煤粉；匀质制浆单元包括匀质机，匀质机与原煤破碎设备连接，用于将细煤粉与水以及助磨剂混合进行匀质制浆，得到煤粉颗粒稳定悬浮的煤浆；纳米粉碎单元，该纳米粉碎单元包括纳米粉碎机，纳米粉碎机与匀质机连接，用于将煤浆进行纳米粉碎处理，得到纳米原浆，且纳米原浆中煤粉颗粒D50为0.2～1.0μm；活化处理单元，该活化处理单元包括纳米活化机，纳米活化机与纳米粉碎机连接，用于将纳米原浆与氢气以及分散剂混合进行附氢附能处理，得到纳米碳氢燃料。
[0008]进一步地，粗粉碎单元还包括原煤储存装置，该原煤储存装置与原煤粉碎设备连接，用于向原煤破碎设备提供原煤煤粉；匀质制浆单元还包括储水罐和助磨剂储罐，储水罐
与匀质机连接，用于向匀质机提供水，助磨剂储罐也与匀质机连接，用于向匀质机提供助磨剂；活化处理单元还包括氢气储罐和分散剂储罐，氢气储罐与纳米活化机连接，用于向纳米活化机提供氢气，分散剂储罐也与纳米活化机连接，用于向纳米活化机提供分散剂。
[0009]进一步地，原煤破碎设备包括顺次连接的第一破碎机和第二破碎机，第一破碎机用于将原煤煤粉粉碎成D50为20～30目的粗煤粉，第二破碎用于将粗煤粉破碎成细煤粉。
[0010]进一步地，生产系统还包括纳米碳氢燃料储罐，该纳米碳氢燃料储罐与纳米活化机连接，用于储存纳米碳氢染料。
[0011]根据本申请的第二个方面，本申请还提供了一种纳米碳氢燃料的生产工艺，该生产工艺包括：步骤S1，将原煤煤粉破碎成D50为100～120目的细煤粉；步骤S2，将细煤粉与水以及助磨剂混合进行匀质制浆，得到煤粉颗粒稳定悬浮的煤浆，且煤浆中的煤粉颗粒D50为10～100μm；步骤S3，将煤浆进行纳米粉碎，得到纳米原浆，且纳米原浆中煤粉颗粒D50为0.2～1.0μm；步骤S4，将纳米原浆与氢气以及分散剂混合进行附氢赋能处理，得到纳米碳氢燃料。
[0012]进一步地，步骤S1，原煤破碎包括：先将原煤煤粉破碎成D50为20～30目的粗煤粉，再将粗煤粉破碎成细煤粉。
[0013]进一步地，步骤S2，助磨剂的用量为细煤粉质量的0.5～5
‰
；以质量百分比计，优选助磨剂包括六偏磷酸钠20～50％，硝酸钙10～30％和脂肪酸30～60％。
[0014]进一步地，匀质制浆在匀质机中进行，匀质机的转速为1500～8000r/min，水的用量为3.5～7吨/小时，细煤粉的用量为4.5～5.5吨/小时。
[0015]进一步地，步骤S2，煤浆的质量浓度为45～55％。
[0016]进一步地，步骤S3，纳米粉碎在纳米粉碎机中进行，优选纳米粉碎机的频率为15～48.5Hz，煤浆加压至0.2～0.45MPa再加入纳米粉碎机中；
[0017]进一步地，煤浆的用量为5～12吨/小时。
[0018]进一步地，纳米原浆的质量浓度为45～55％。
[0019]进一步地，步骤S4，分散剂包括萘磺酸甲醛缩合物、1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐和柠檬酸钠。
[0020]进一步地，以纳米原浆的固体干重为基准计，萘磺酸甲醛缩合物的添加量为3.6～4.5％，1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐的添加量为0.5～0.8
‰
，柠檬酸钠的添加量为0.3～0.6
‰
；
[0021]进一步地，以纳米原浆的固体干重为基准计，氢气的用量为5.0～6.0m3/吨，且氢气的浓度＞90％；
[0022]进一步地，附氢赋能处理在纳米活化机中进行，纳米原浆的用量为1.5～2.5吨/小时，氢气加压至0.5～0.7MPa再输送至纳米活化机中；
[0023]进一步地，纳米原浆与氢气以及分散剂混合的压力为0.1～0.25MPa。
[0024]进一步地，原煤煤粉包括低灰煤煤粉或褐煤煤粉中的至少一种。
[0025]应用本申请的技术方案，本申请提供的纳米碳氢燃料生产系统通过依次连接的粗粉碎单元、匀质制浆单元、纳米粉碎单元和活化处理单元，将原煤煤粉先破碎成D50为100～120目的细煤粉，再匀质制浆成煤粉颗粒稳定悬浮的煤浆，然后再通过纳米粉碎成煤粉颗粒D50为0.2～1.0μm的纳米原浆，最后对纳米原浆进行附氢赋能处理，得到纳米碳氢燃料，实
现了原煤煤粉的一站式粉碎，不仅提高了粉碎生产能力，降低了粉碎生产成本以及降低了设备能耗，而且占地面积少，工艺流程短，无粉尘污染，在降低生产成本的同时显著提高了纳米碳氢燃料的质量以及改善了环境条件，适宜进行规模化推广应用。
附图说明
[0026]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0027]图1示出了根据本专利技术的1提供的纳米碳氢燃料的生产系统的流程示意图；
[0028]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0029]10、原煤煤粉储存装置；11、第一破碎机；12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米碳氢燃料的生产系统，其特征在于，所述生产系统包括：粗粉碎单元，所述粗粉碎单元包括原煤破碎设备，所述原煤破碎设备用于将原煤煤粉破碎成D50为100～120目的细煤粉；匀质制浆单元，所述匀质制浆单元包括均质机(21)，所述匀质机(21)与所述原煤破碎设备连接，用于将所述细煤粉与水以及助磨剂混合进行匀质制浆，得到煤浆；纳米粉碎单元，所述纳米粉碎单元包括纳米粉碎机(31)，所述纳米粉碎机(31)与所述匀质机(21)连接，用于将所述煤浆进行纳米粉碎处理，得到纳米原浆，且所述纳米原浆中煤粉颗粒D50为0.2～1.0μm；活化处理单元，所述活化处理单元包括纳米活化机(41)，所述纳米活化机(41)与所述纳米粉碎机(31)连接，用于将所述纳米原浆与氢气以及分散剂混合进行附氢赋能处理，得到纳米碳氢燃料。2.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述粗粉碎单元还包括原煤煤粉储存装置(10)，所述原煤煤粉储存装置(10)与所述原煤粉碎设备连接，用于向所述原煤破碎设备提供原煤煤粉；所述匀质制浆单元还包括储水罐(22)和助磨剂储罐(23)，所述储水罐(22)与所述匀质机(21)连接，用于向所述匀质机(21)提供水；所述助磨剂储罐(23)也与所述匀质机(21)连接，用于向所述匀质机(21)提供助磨剂；所述活化处理单元还包括氢气储罐(42)和分散剂储罐(43)，所述氢气储罐(42)与所述纳米活化机(41)连接，用于向所述纳米活化机(41)提供氢气；所述分散剂储罐(43)也与所述纳米活化机(41)连接，用于向所述纳米活化机(41)提供分散剂。3.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述原煤破碎设备包括顺次连接的第一破碎机(11)和第二破碎机(12)，所述第一破碎机(11)用于将原煤煤粉破碎成D50为20～30目的粗煤粉，所述第二破碎机(12)用于将所述粗煤粉破碎成所述细煤粉。4.根据权利要求1至3中任一项所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括纳米碳氢燃料储罐(50)，所述纳米碳氢燃料储罐(50)与所述纳米活化机(41)连接，用于储存所述纳米碳氢燃料。5.一种纳米碳氢燃料的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺包括：步骤S1，将原煤煤粉破碎成D50为100～120目的细煤粉；步骤S2，将所述细煤粉与水以及助磨剂混合进行匀质制浆，得到煤粉颗粒稳定悬浮的煤浆；步骤S3，将所述煤浆进行纳米粉碎，得到纳米原浆，且纳米原浆中煤粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晖，杜善周，黄涌波，叶涛，李雪，马越，张志，徐靓，高进，
申请(专利权)人：三易康养海南科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：