Способ подготовки угля к гидротранспорту Советский патент 1984 года по МПК B65G53/30 

00 ьо | to

00

Изобретение относится к гидротранспорту и может быть использовано для подготовки угля к гидротранспорту.

Известен способ подготовки угля к гидротранспорту, включающий измельчение угля и смешение его с рабочей жидкостью 1.

Основным недостатком известного способа является ухудшение качества угля в процессе гидротранспортирования путем окисления его поверхности, подвергающейся длительному контакту с водой при одновременном механическом воздействии. Окисление угля ухудшает его коксуемость, усложняет и удорожает обезвоживание. Недостатком являются и существенные потери напора при гидротранспортировании, так как на стадии подготовки гидросмеси к транспортированию в трубопроводе не может быть значительно снижена вязкость угольной гидросмеси.

Цель изобретения - повышение качества угля путем предотвращения окисления его поверхности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу подготовки угля к гидротранспорту, включающему измельчение угля и смещение его с рабочей жидкостью, в качестве рабочей жидкости используют водную эмульсию углеводородной жидкости.

Количество эмульсии выбирают равным 80-110% от массы угля.

Эмульсия содержит по весу 10-35% углеводородной жидкости и 1-3% поверхностно-активного вещества.

60-90% общего количества эмульсии вводят в смесь на стадии измельчения угля, после чего в полученную смесь вводят 1 - 1,5 ч. воды по весу от общего количества эмульсии и остальную эмульсию и перемешивают эту смесь в турбулентном режиме в течение 1 -10 мин.

Полученную после церемешивания смесь перед подачей в трубопровод обезвоживают до содержания в ней воды не менее 45% от веса смеси.

Способ реализуют следующим образом.

В лабораторных условиях осуществляется гидротранспорт угля по циклической схеме. На стадии подготовки угля к гидротранспорту исходный уголь марки Г крупностью 7 мм измельчается в молотковой дробилке до крупности 3 мм, в стержневой мельнице до крупности 0,1 мм. Предварительно подготавливается водная эмульсия углеводородной жидкости такого состава по весу, %: мазут М-100 20; сульфитспиртовая барда ССБ 2; вода 78. Общее количество эмульсии составляет 100% от массы угля. 75% общего количества эмульсии подается в стержневую мельницу вместе с исходным углем. Время измельчения угля в мельнице составляет 5 мин. Затем продукт измельчеиия смешивается с 1,5 ч. воды по объему и оставшимися 25% эмульсии в смесителе, представляющем цилиндрическую емкость с крестовидной мешалкой. Скорость враще ния мещалки составляет 1000 об/мин, что обеспечивает турбулентный режим перемешивания. Время перемешивания 5 мин. Продукт перемещивания подается на дуговое сито, на котором осуществляется сброс воды до содержания ее в продукте не менее 45% по весу. После сброса воды продукт подается на напорный насос макета гидротранспортной установки, .работающей в циргкуляционном режиме. Время циркуляции продукта в гидротранспортной установке принято постоянным и соответствует дальности транспортирования 50 км.

Далее для определения степени окисленности угля за время транспортирования продукт помещается в емкость с водой, нагретой до 150°С, и выдерживается 5 мин. Это позволяет освободить уголь от пленки углеводородной жидкости. Степень окисленности поверхности угля определяется методом инфракрасной (ИК) спектроскопии.

Для сравнения известного способа с предлагаемым измельченный уголь того же гранулометрического состава подается в смеситель с водой до содержания последней не менее 45% по весу и подвергается гидротранспорту в указанной гидротранспортной установке на расстояние 50 км. После этого он нагревается в воде до 150°С на протяжении 5 мин, после чего снимаются ИКспектры поверхности угля.

Кроме того, снимаются ИК-спектры угля, взятого до гидротранспорта.

Опыты показали, что ИК-спектры поверхности угля, обработанного при подготовке к транспортированию водной эмульсией углеводородной жидкости с получением углемасляных гранул, соответствуют ИКспектрам углей до их гидротранспорта. Это свидетельствует о практическом отсутствии окисления поверхности угля, подготовленного предл.агаемым способом; при гидротранспорте.

ИК-спектры поверхности угля, не обработанного при подготовке к транспортированию эмульсией углеводородной жидкости, свидетельствуют о значительной окисЛениости поверхности угля (появляется ряд новых пиков и областей, характеризующих наличие гидроксил, карбоксил и карбонилсодержащих групп, обусловливающих интенсивность протекания окислительных процессов).

Для поиска оптимальных границ параметров, характеризующих эмульсию и режим перемешивания, они варьируются в пределах, указанных в таблице.

Общее количество эмульсии в % от массы угля

Содержание углеводородной жидкости .в эмульсии, % по весу

Содержание поверхностно-активного вещества в эмульсии % по весу

Количество эмульсии, смешиваемое с углем на стадии его измельчения, % к общему количеству эмульсии

Количество эмульсии, смешиваемое на последующей стадии с измельченньм продуктом, % к общему количеству эмульсии

Количество частей воды (по весу), смешиваемой с продуктом измельчения

Время перемешивания компонентов, мин

Режим перемешивания

При варьировании параметров установлено, что характер ИК-спектров поверхности угля после его гидротранспортирования находится в прямой зависимости от ; арактера продукта, полученного при смешении угля с водной эмульсией углеводородной жидкости. А именно, окисленность поверхности угля после его гидротранспорта тем меньше, чем качественней на этапе смешения угля с эмульсией произошло окомкование (гранулирование) угля с углеводородНой жидкостью. Чем больше окатанность, прочность, равномерность по крупности углемасляных гранул после смешения угля с эмульсией, чем больше количество угля сгранулировано, тем меньше, в конечном итоге, окисляется его поверхность при гидротранспорте.

Из. этих соображений определены как оптимальные такие значения испытанных

40-150

80-110

5-60

10-35

0,1-5

1-3

0-100

60-90

10-40

1-1,5

1-10 Турбулентный

параметров, при которых получен максимальный выход гранулированного продукта, гранулы получены равномерной крупности, прочные и хорошо окатанные. Найденные экспериментально оптимальные границы исследованных параметров указаны в таблице.

Содержание воды в продукте, подаваемом в трубопровод, варьируется в пределах 30-50% по весу. Установлено, что гранулированный продукт транспортируется без сушественных нарушений его структуры (без разрушения гранул) при содержании воды в этом продукте не менее 45% по весу.

Смешение угля с водной эмульсией углеводородной жидкости обеспечивает покрытие поверхности угольных частиц этой жидкостью, вытесняюшей гидратную плерку и.

в результате этого, предотвращение окисления угля при его гидротранспорте.

Изобретение способствует наиболее полному покрытию поверхности угля пленкой углеводородной жидкости, обеспечивает образование механически устойчивых при гидротранспорте углемасляных агломератов, угольная фаза которых непосредственно не контактирует с водой и поэтому не подвержена окислению. При образовании углемасляных агломератов жидкая фаза практически полностью осветляется, что максимально приближает ее вязкость к вязкости чистой воды. Таким образом достигается уменьшение вязкости гидросмеси и за счет этого обеспечение интенсификации процесса гидротранспортирования вследствие уменьшения потерь напора.

1. СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГЛЯ К ГИДРОТРАНСПОРТУ, включающий измельчение угля и смешение его с рабочей жидкостью, отличающийся тем, что, с целью повышения качества угля путем предотврашения окисления его поверхности, в качестве рабочей жидкости используют водную эмульсию углеводородной жидкости. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество эмульсии выбирают равным 80-110% от массы угля. 3 . Способ по п. 1, отличающийся тем, что эмульсия содержит по весу 10-35% углеводородной жидкости и 1-3% поверхностно-активного вещества. 4.Способ по п. 2, отличающийся тем, что 60-90% общего количества эмульсии вводят в смесь на стадии измельчения угля, после чего в полученную смесь вводят 1 - 1,5 ч. воды по весу от общего количества эмульсии и остальную эмульсию и перемешивают эту смесь в турбулентном режиме в течение мин. 5.Способ по п. 4, отличающийся тем, что полученную после перемешивания смесь и перед подачей в трубопровод обезвоживают (Л до содержания в ней воды не менее 45% от веса смеси.