本發(fā)明屬于水煤漿制備技術領域，涉及水煤漿的提質，還涉及利用工業(yè)廢水進行水煤漿提濃的工藝，具體為一種煤漿提濃和工業(yè)廢水處理工藝及裝置。

背景技術：

褐煤屬于低階煤的一種，國內(nèi)外褐煤資源豐富，我國已發(fā)現(xiàn)的褐煤資源儲量約為1291.32.億噸，約占我國煤炭保有資源量的12.7％。由于褐煤含水量高、發(fā)熱量低、長距離運輸易燃等原因，導致就地利用褐煤資源，發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)成為行業(yè)焦點。但褐煤高內(nèi)水含量和多空隙的特點，導致其成漿濃度低，一般為30％~50％，使得褐煤利用過程中氣化選型的范圍變窄，限制了其被用于水煤漿氣化這種成熟穩(wěn)定的氣化方式。煤漿濃度過低導致氣化比煤耗和比氧耗較高、冷煤氣效率低，造成項目經(jīng)濟性不好，同時也會引起合成氣水汽比高、氣化爐溫度與壓力波動等問題，嚴重影響著裝置的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運行。因此，提高褐煤的成漿濃度對褐煤的高效潔凈化利用意義重大。

提高褐煤的成漿性是目前國際上的一個難點，國內(nèi)外有眾多提高褐煤成漿性的技術，歸納起來共分２大類方法:物理方法和化學方法。其中包括６項技術:配煤制漿技術、干法制漿技術、分級研磨制漿技術、熱解半焦制漿技術、機械熱壓提質制漿技術和水熱處理制漿技術。

這幾種技術各有其優(yōu)缺點。其中低階煤高效分級研磨制備水煤漿工藝針對原料煤的磨礦特性和水煤漿產(chǎn)品質量的要求，采用“分級研磨”的方法，使煤漿獲得較寬的粒度分布，從而明顯改善煤漿中煤顆粒的堆積效率，進而提高煤漿的成漿濃度。但實際運行時，該技術對于褐煤適用性較差，成漿濃度僅能提高1%~2%，難以從根本上解決褐煤成漿濃度低的難題，難以改變褐煤無法用于水煤漿氣化的現(xiàn)實狀況。

在我國煤炭品種中，難成漿的煤種占到總儲量的70%，在水煤漿技術的應用與推廣過程中，如何采用難制漿煤種制備高濃度、低黏度、流動性好的水煤漿一直是關注的焦點。

大量氨氮廢水或過量的氨氮廢水直接排入水體，將導致水體富營養(yǎng)化且嚴重缺氧，使水生植物大量死亡，腐敗的機體導致厭氧性微生物繁殖，水質變渾、變臭，破壞生態(tài)，污染環(huán)境，因此，廢水脫氮處理受到人們的廣泛關注，并且氨氮的排放指標已納入了國家“十二五”重點污染治理的規(guī)劃。因此，化肥行業(yè)的氨氮廢水減排勢在必行，這一問題如不予以重視并得到很好的處理，必將制約化肥工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。因此，將來大化行業(yè)將廢水回收處理是必然的趨勢。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的提供一種煤漿提濃和工業(yè)廢水處理工藝及裝置，其能夠至少提高煤漿濃度3個百分點，大幅度降低氣化能耗，經(jīng)濟效益顯著特點；進一步地，還能利用工業(yè)廢水進行提濃，減小環(huán)保壓力。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種煤漿提濃的工藝，包括以下步驟：

1）將煤進行破碎，然后加入磨煤水及添加劑后進行粗磨，至粒徑在50μm以下，得漿料1；

2）取25-35wt%的漿料1，加入磨煤水進行整形研磨，至平均粒徑在20-30μm，得漿料2；其余的漿料1泵送至水煤漿儲槽；

3）取15-25wt%的漿料2，進行超細研磨，至平均粒徑在5-10μm，得到漿料3；其余的漿料2及新得到的漿料3均送入步驟1）中的粗磨階段進行粗磨；

通過步驟1）的粗磨及步驟2）和步驟3）多次重復操作后，達到有效提升水煤漿儲槽中水煤漿濃度的目的。

進一步地，所述步驟1）中所用的煤，灰分＜15wt%，灰熔點＜1250℃，哈氏可磨性指數(shù)＜75，粘度＜1500。

進一步地，步驟1）中破碎時，破碎的程度為5cm以下，優(yōu)選1cm以下；添加劑為木質磺酸鹽。

優(yōu)選地，步驟2）中，取30wt%的漿料1進行整形研磨，研磨至平均粒徑為30μm。

優(yōu)選地，步驟3）中，取20wt%的漿料2進行超細研磨，研磨至平均粒徑為5μm。

進一步地，所述的磨煤水采用工業(yè)用水或采用工業(yè)用水與工業(yè)廢水以任意比得到的混合液。

進一步地，所述的工業(yè)廢水為合成氨變換冷凝液、低溫甲醇洗廢水中的一種或者兩種，合成氨變換冷凝液中，氨氮濃度在10000-12000ppm，低溫甲醇洗廢水中甲醇濃度在450-550ppm。工業(yè)廢水還可使用造紙廠廢液及保險粉廠區(qū)難處理的有機廢液。能很大程度上改制造業(yè)的廢水排放問題，能企業(yè)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，其社會效益顯著。

更進一步地，所用的工業(yè)廢水中，合成氨變換冷凝液與低溫甲醇洗廢水的體積比為30-40:10-15。加入保險粉廠區(qū)難處理的有機廢液時，其于其他工業(yè)廢水的體積比為1-1.5:1。

本發(fā)明還涉及采用所述的工藝進行煤漿提濃的裝置，包括依次設置的粉碎設備、粗磨設備和水煤漿儲罐，水煤漿儲罐通過管道連接至整形研磨設備進料口，整形研磨設備的出料口再通過中轉罐及管道連接至粗磨設備；中轉罐還通過管道連接至超細研磨設備進料口，超細研磨設備進料口通過管道連接至粗磨設備。

水煤漿氣化工藝對煤種的要求較高，灰熔點灰分的高低都直接影響生產(chǎn)的穩(wěn)定，故在煤種選擇較窄的情況下提高煤漿濃度是產(chǎn)生效益的有效途徑。本發(fā)明通過不同粒徑的研磨煤能夠有效填補大粒徑煤粒間的空隙從而提高煤漿濃度。

本發(fā)明有益效果如下：

1、高濃度水煤漿分散體系在某種意義上可看作是由各種粒度煤粉構成的粒子床，其孔隙率為在0.4左右，當這些孔隙被水完全填充時，水煤漿濃度可達65%甚至以上。由于在制漿過程中采用合理的粒度級配實現(xiàn)合理的粒度分布不僅可以使煤粉順利達到較高的堆積效率，制得高濃度水煤漿，而且可以使制得的水煤漿具有較好的流動性，并降低其表觀黏度。粒度配級時，并不是越細越好，煤粉的粒徑及各粒徑的比重都需要嚴格控制，否則濃度和黏度均難以達到要求。本發(fā)明采用合理的粒度級配制備得到了高濃度水煤漿，而且能夠保證水煤漿的濃度在合理的范圍之內(nèi)。

2、本發(fā)明中涉及的工業(yè)廢水雖然成分較為復雜，但由于含有一定量有機物質并具有熱值，將其與煤配合制備成生物質煤漿，將水煤漿制備技術和高濃度有機廢水處理結合起來，使廢水中的有機物在水煤漿氣化爐中燃燒，得到氫氣，一氧化碳，甲醇，合成氨等有效氣組成分，不僅降低制漿成本、節(jié)省用煤量和用水量，還可以完全處理高濃度有機廢水，減少污水處理成本，實現(xiàn)廢棄物資源再利用，對廢水進行資源化研究處理，變廢為寶，提高企業(yè)效益的同時能夠減輕后續(xù)廢水處理的成本和壓力。在提高水煤漿的濃度的同時，消耗掉現(xiàn)場廢水，實現(xiàn)煤炭高效清潔利用和環(huán)保的雙重目標。

湖北宜化化工股份有限公司改造之前的水煤漿合成氨裝置，氣化工段煤漿制備系統(tǒng)煤漿濃度為60%左右，受原材料煤種及新裝置操作控制水平影響，煤漿流動性及穩(wěn)定性較差，煤漿指標不穩(wěn)定。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗表明，水煤漿濃度每提高1%，每1000nm³合成氣（co+h2）耗氧約減少10nm³，煤耗降低約10kg，有效氣含量提高約0.7個百分點。采用本發(fā)明的方法在煤漿濃度上有所突破，能夠提升煤漿濃度3-5個百分點甚至更多，使煤耗、氧耗降低，有效氣體含量增加，提高整體系統(tǒng)裝置的生產(chǎn)能力，將給企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明工藝流程圖。

圖2是本發(fā)明提供裝置的結構圖。

具體實施方式

下面結合實施例來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍。

實施例1：

煤種一：灰分16.1wt%，灰熔點1300℃，哈氏可磨性指數(shù)55，粘度1000pa.s。

1）將煤進行破碎，然后加入磨煤水及添加劑后進行粗磨，至粒徑在50μm以下，得漿料1；

2）取25wt%的漿料1，加入磨煤水進行整形研磨，至平均粒徑在20μm，得漿料2；其余的漿料1泵送至水煤漿儲槽；

3）取15wt%的漿料2，進行超細研磨，至平均粒徑在5μm，得到漿料3；其余的漿料2及新得到的漿料3均送入粗磨階段進行粗磨；

通過步驟1）的粗磨及步驟2）和步驟3）多次重復操作后，達到有效提升水煤漿儲槽中的水煤漿濃度的目的。水煤漿濃度為64%；黏度為965pa.s。

對比例1：省去步驟2）和步驟3），其余同實施例1，得到的水煤漿的濃度為59.5%。

實施例2：

煤種二：灰分14.7wt%，灰熔點1233℃，哈氏可磨性指數(shù)60，粘度1100pa.s。

1）將煤進行破碎，然后加入磨煤水及添加劑后進行粗磨，至粒徑在50μm以下，得漿料1；

2）取30wt%的漿料1，加入磨煤水進行整形研磨，至平均粒徑在30μm，得漿料2；其余的漿料1泵送至水煤漿儲槽作為水煤漿產(chǎn)品等待氣化；

3）取20wt%的漿料2，進行超細研磨，至平均粒徑在5μm，得到漿料3；其余的漿料2及新得到的漿料3均送入粗磨階段進行粗磨；

通過步驟1）的粗磨及步驟2）和步驟3）多次重復操作后，達到有效提升水煤漿儲槽中的水煤漿濃度的目的。水煤漿濃度為66%；黏度為981pa.s。

對比例2：在步驟2）中，取50wt%的漿料1，加入磨煤水進行整形研磨，至平均粒徑在30μm，其余同實施例2，得到水煤漿的濃度為61wt%。

對比例3：在步驟2）中，取10wt%的漿料1，加入磨煤水進行整形研磨，至平均粒徑在30μm，其余同實施例2，得到水煤漿的濃度為60.3wt%。

對比例4：取10wt%的漿料2，進行超細研磨，至平均粒徑在5μm，得到漿料3；其余同實施例2，得到水煤漿的濃度為62.5wt%。

對比例5：取40wt%的漿料2，進行超細研磨，至平均粒徑在5μm，得到漿料3；其余同實施例2，得到水煤漿的濃度為62.8wt%。

實施例3：

煤種三：灰分13.9wt%，灰熔點1240℃，哈氏可磨性指數(shù)70，粘度1300pa.s。

1）將煤進行破碎，然后加入磨煤水及添加劑后進行粗磨，至粒徑在50μm以下，得漿料1；

2）取35wt%的漿料1，加入磨煤水進行整形研磨，至平均粒徑在25μm，得漿料2；其余的漿料1泵送至水煤漿儲槽作為水煤漿產(chǎn)品等待氣化；

3）取25wt%的漿料2，進行超細研磨，至平均粒徑在10μm，得到漿料3；其余的漿料2及新得到的漿料3均送入粗磨階段進行粗磨；

通過步驟1）的粗磨及步驟2）和步驟3）多次重復操作后，達到有效提升水煤漿儲槽中的水煤漿濃度的目的。水煤漿濃度為65%；黏度為950pa.s。

實施例4：

煤種四：灰分15wt%，灰熔點1280℃，哈氏可磨性指數(shù)65，粘度1050pa.s。

1）將煤進行破碎，然后加入磨煤水及添加劑后進行粗磨，至粒徑在50μm以下，得漿料1；

2）取30wt%的漿料1，加入磨煤水進行整形研磨，至平均粒徑在30μm，得漿料2；其余的漿料1泵送至水煤漿儲槽作為水煤漿產(chǎn)品等待氣化；

3）取20wt%的漿料2，進行超細研磨，至平均粒徑在5μm，得到漿料3；其余的漿料2及新得到的漿料3均送入粗磨階段進行粗磨；

通過步驟1）的粗磨及步驟2）和步驟3）多次重復操作后，達到有效提升水煤漿儲槽中的水煤漿濃度的目的。所用的磨煤水為工業(yè)用水、合成氨變換冷凝液與低溫甲醇洗廢水按體積比為50：30-40:10-15混合得到；水煤漿濃度為67%；黏度為810pa.s。

對比例6:在步驟2）中，取30wt%的漿料1，加入磨煤水進行整形研磨，至平均粒徑在10μm，其余同實施例4，得到水煤漿的濃度為62.9wt%，粘度為1309pa.s。分析其原因是研磨過細，反而增加了水煤漿的粘度。

用于替代工業(yè)用水（一次水）的廢水中，均是本公司在其余工藝中的廢水，可用的包括以下幾種，一股來自合成氨變換冷凝液，其正常生產(chǎn)時流量3.49t/h，壓力0.2mp，溫度70度，nh3濃度在10000-12000；一股來自低溫甲醇洗的廢水，流量1.85/h，壓力0.28mp，溫度31度，甲醇濃度在450-550ppm；具體用廢水根據(jù)廠區(qū)的實際情況進行調(diào)整，還可以容納周邊造紙廠廢液及保險粉廠區(qū)難處理的有機廢液。能很大程度上改善周邊制造業(yè)的廢水排放問題，能幫助周邊中小型企業(yè)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，其社會效益顯著。

如圖1-圖2所示，本發(fā)明還涉及采用所述的工藝進行煤漿提濃的裝置，包括依次設置的粉碎設備1、粗磨設備2和水煤漿儲罐3，水煤漿儲罐通過管道連接至整形研磨設備4進料口，整形研磨設備的出料口再通過中轉罐5及管道連接至粗磨設備2；中轉罐還通過管道連接至超細研磨設備6進料口，超細研磨設備進料口通過管道連接至粗磨設備2。