纳米煤粉原浆、纳米碳氢燃料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种纳米煤粉原浆、纳米碳氢燃料及其制备方法。其中，上述纳米煤粉原浆的制备方法包括：对原料煤进行初破碎，获得粗煤粉，粗煤粉的粒径分布范围D50为325目

【技术实现步骤摘要】
纳米煤粉原浆、纳米碳氢燃料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米碳氢燃料制备领域，具体而言，涉及一种纳米煤粉原浆、纳米碳氢燃料及其制备方法。

技术介绍

[0002]现有传统煤燃烧能效低，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]水煤浆的应用近几年得到了长足的发展，对进行煤炭进行超细粉碎的技术方案也有所出现。但现有技术中的粉碎方法难以将煤粉粉碎至1μm及以下的纳米化尺度，且现有技术中的粉碎方法会引起废水处理、浆料干燥等一系列的后处理工序，粉碎过程复杂，制造成本高。
[0004]为此，寻求一种工艺简单、资源消耗少的纳米化煤粉的制备方法，对于煤炭的应用领域十分有利的，也是制备纳米碳氢燃料的关键技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种纳米煤粉原浆、纳米碳氢燃料及其制备方法，以解决现有技术中难以获得纳米化的煤粉的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的第一个方面，提供了一种纳米煤粉原浆的制备方法，该制备方法包括：对原料煤进行初破碎，获得粗煤粉，粗煤粉的粒径分布范围D50为325目
‑
800目；粗煤粉中小于300目的粉体＜8％，大于40目的粉体＜5％，大于30目的粉体为0；利用气流磨对粗煤粉进行再粉碎，获得细煤粉，细煤粉的粒径分布范围D50为2
‑
3μm；利用湿法球磨机对细煤粉进行纳米化粉碎，获得含有纳米化煤粉的纳米煤粉原浆，纳米化煤粉的粒径分布范围D50为0.2
‑
1.0μm。
[0007]进一步地，气流磨包括负压气流磨；优选地，利用负压气流磨进行的细粉碎的参数包括：分级轮转速8000
‑
18000r/min，研磨压力0.7
‑
0.8MPa，耗气量10
‑
20m3/min，喷嘴速度1.25
‑
1.95马赫，基础流化态供料量：20
‑
60公斤；优选地，利用雷蒙磨对原料煤进行初破碎。
[0008]进一步地，纳米化粉碎包括：将细煤粉和水加入湿法球磨机中，细煤粉与水混合形成浆料，进行纳米化粉碎，获得纳米煤粉原浆。
[0009]进一步地，浆料中细煤粉的质量含量为35％
‑
55％；浆料和钢球的总体积与湿法球磨机的腔体总体积的比例40％
‑
80％；钢球与浆料质量比为2:1
‑
1:1；湿法球磨机的转速为15
‑
80r/min；湿法球磨机的研磨时长为1
‑
6小时；
[0010]进一步地，钢球的直径包括20mm、10mm、8mm、6mm、4mm、3mm、2mm、1mm和0.5mm；优选地，20mm钢球的质量占比5
‑
15％；10mm钢球的质量占比5
‑
8％；8mm钢球的质量占比5
‑
8％；6mm钢球的质量占比5
‑
8％；4mm钢球的质量占比5
‑
8％；3mm钢球的质量占比5
‑
8％；2mm钢球的质量占比10
‑
15％；1mm钢球的质量占比10
‑
25％；0.5mm钢球的质量占比10
‑
25％。
[0011]进一步地，在进行纳米化粉碎前，细煤粉、水和分散剂混合形成浆料；优选地，分散剂包括萘磺酸盐缩聚物NSF、1
‑
十四烷基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐和聚乙烯亚胺L
‑
PEI；优选地，以纳米碳氢燃料的固体干重为基准，萘磺酸盐缩聚物NSF的添加量为1.6％
‑
2.4％，1
‑
十四烷基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐的添加量为0.8
‰‑
1.2
‰
，聚乙烯亚胺L
‑
PEI的添加量为0.2
‰‑
0.5
‰
。
[0012]为了实现上述目的，根据本专利技术的第二个方面，提供了一种纳米碳氢燃料的制备方法，该制备方法包括：将氢气通入利用上述纳米煤粉原浆的制备方法制备获得的纳米煤粉原浆中进行附氢赋能处理，得到纳米碳氢燃料。
[0013]进一步地，以室温条件、0.5
‑
0.7MPa的氢气压力计量，每吨纳米煤粉原浆的干基所需的氢气为5.0
‑
6.0m3；优选地，氢气的浓度＞90％。
[0014]进一步地，附氢赋能处理包括微气泡法，微气泡法包括：将氢气降压至0.05
‑
0.2MPa，再将降压后的氢气导入设置在纳米煤粉原浆最低端的微孔装置中，微孔装置的微孔间隙为0.5
‑
20μm，使氢气以微气泡形式通过纳米煤粉原浆，纳米煤粉原浆中的纳米化煤粉吸附氢气；优选地，对纳米煤粉原浆上方的区域进行负压处理，排空溢出的氢气。
[0015]为了实现上述目的，根据本专利技术的第三个方面，提供了一种纳米碳氢燃料，该纳米碳氢燃料包括利用上述的制备方法制备获得的纳米碳氢燃料。
[0016]应用本专利技术的技术方案，首先对原料煤进行粗粉碎，获得粒径适宜后续气流磨的粗煤粉后，再利用气流磨对粗煤粉进行再粉碎，获得细煤粉。再利用湿法球磨机对细煤粉进行纳米化粉碎，获得含有纳米化煤粉的纳米煤粉原浆。利用分级粉碎的方法，能够充分发挥不同粉碎方法的优势，分级粉碎效率更高，并降低对于单一工艺的工艺要求，便于控制生产成本，提高生产效率。
附图说明
[0017]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：
[0018]图1示出了根据本专利技术实施例1中附氢赋能处理所用的装置的示意图。
[0019]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0020]1、氢气输入通道；2、微孔装置；3、微气泡形式的氢气；4、浆料；5、负压装置；6、氢气溢出通道。
具体实施方式
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0022]术语解释：
[0023]纳米化煤粉，在本申请中包括D50≤1μm的煤炭颗粒。
[0024]如
技术介绍
所提到的，难以将煤炭粉碎为D50≤1μm的纳米化煤粉。在本申请中专利技术人尝试开发一种纳米化煤粉的制备方法，因而提出了本申请的一系列保护方案。
[0025]在本申请第一种典型的实施方式中，提供了一种纳米煤粉原浆的制备方法，该制备方法包括：对原料煤进行初破碎，获得粗煤粉，粗煤粉的粒径分布范围D50为325目
‑
800...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米煤粉原浆的制备方法，所述制备方法包括：对原料煤进行初破碎，获得粗煤粉，所述粗煤粉的粒径分布范围D50为325目
‑
800目；所述粗煤粉中小于300目的粉体＜8％，大于40目的粉体＜5％，大于30目的粉体为0；利用气流磨对所述粗煤粉进行再粉碎，获得细煤粉，所述细煤粉的粒径分布范围D50为2
‑
3μm；利用湿法球磨机对所述细煤粉进行纳米化粉碎，获得含有纳米化煤粉的所述纳米煤粉原浆，所述纳米化煤粉的粒径分布范围D50为0.2
‑
1.0μm。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述气流磨包括负压气流磨；优选地，利用所述负压气流磨进行的所述细粉碎的参数包括：分级轮转速8000
‑
18000r/min，研磨压力0.7
‑
0.8MPa，耗气量10
‑
20m3/min，喷嘴速度1.25
‑
1.95马赫，基础流化态供料量：20
‑
60公斤；优选地，利用雷蒙磨对所述原料煤进行所述初破碎。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米化粉碎包括：将所述细煤粉和水加入所述湿法球磨机中，所述细煤粉与所述水混合形成浆料，进行所述纳米化粉碎，获得所述纳米煤粉原浆。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述浆料中所述细煤粉的质量含量为35％
‑
55％；所述浆料和钢球的总体积与所述湿法球磨机的腔体总体积的比例40％
‑
80％；所述钢球与所述浆料质量比为2:1
‑
1:1；所述湿法球磨机的转速为15
‑
80r/min；所述湿法球磨机的研磨时长为1
‑
6小时。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钢球的直径包括20mm、10mm、8mm、6mm、4mm、3mm、2mm、1mm和0.5mm；优选地，20mm钢球的质量占比5
‑
15％；10mm钢球的质量占比5
‑
8％；8mm钢球的质量占比5
‑
8％；6mm钢球的质量占比5
‑
8％；4mm钢球的质量占比5
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜善周，周永利，董晖，黄涌波，叶涛，张志，李雪，甄鹏，白晓伟，
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：