專利名稱：流體動(dòng)力式聲能水煤漿制備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種流體動(dòng)力式聲能利用系統(tǒng)，具體涉及一種流體動(dòng)力式聲能水煤漿制備系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的水煤漿生產(chǎn)情況如下。優(yōu)質(zhì)水煤漿要求煤漿的含煤濃度＞60％，煤顆粒細(xì)度≤300μm、其中煤顆粒細(xì)度＜74μm的含量不少于75％，以提高燃燒值和便于燃燒；要求常溫黏度≤1000～1200mPa·s，流動(dòng)性能夠滿足長(zhǎng)距離管道運(yùn)輸?shù)囊?，要求穩(wěn)定性達(dá)到靜置存放三個(gè)月不產(chǎn)生不可恢復(fù)的硬沉淀。但是在采用各常規(guī)生產(chǎn)方法的前提下，水煤漿的以上各項(xiàng)性能之間的關(guān)系是相互制約的，無法同時(shí)滿足以上優(yōu)質(zhì)水煤漿的所有要求，例如提高燃燒值即需要提高水煤漿中的煤濃度，因此限制了煤漿中水分的比例，但是水的比例降低會(huì)使得水煤漿的粘度提高和流動(dòng)性降低；水煤漿的流動(dòng)性好粘度就不能高，但粘度低會(huì)使得水煤漿的穩(wěn)定性變差，因此與本發(fā)明相比采用當(dāng)前各常規(guī)方法無法生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的水煤漿。例如以大同匯海水煤漿廠為參照，大同匯海水煤漿廠采用的是中國(guó)當(dāng)前水煤漿規(guī)模化生產(chǎn)中應(yīng)用的各常規(guī)制造方法中與本發(fā)明制備的優(yōu)質(zhì)水煤漿的質(zhì)量最為接近的常規(guī)生產(chǎn)方法，該常規(guī)方法的工藝路線為首先采用錘式破碎機(jī)或反擊式破碎機(jī)對(duì)原料煤破碎后進(jìn)行篩分；破碎后再采用濕式球磨機(jī)進(jìn)行粗磨(加水、加化學(xué)添加劑)；粗磨后再使用精磨機(jī)進(jìn)行精磨；最后采用高速剪切機(jī)進(jìn)行剪切后經(jīng)熟化即為水煤漿成品。包括大同匯海水煤漿廠的各常規(guī)方法生產(chǎn)的水煤漿中的煤顆粒容易發(fā)生聚結(jié)形成軟沉淀并且隨著時(shí)間延長(zhǎng)軟沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢苫謴?fù)的硬沉淀，為延緩沉淀發(fā)生需加入比本發(fā)明更多的化學(xué)添加劑；添加劑使煤漿沉淀物具有松軟的結(jié)構(gòu)，使得水煤漿在靜置存放時(shí)有較高的粘度因而保持較高的穩(wěn)定性，但在流動(dòng)時(shí)添加劑又使得煤漿粘度降低從而具有較優(yōu)良的流變特性，并延緩硬沉淀的產(chǎn)生。雖然各常規(guī)方法使用的添加劑的具體成分有所不同，但所有這些添加劑不僅增加成本而且作用是有限的，因此常規(guī)方法生產(chǎn)的水煤漿靜置1個(gè)月以上軟沉淀即轉(zhuǎn)變成為不可恢復(fù)的硬沉淀。如以大同匯海水煤漿廠用常規(guī)方法生產(chǎn)的水煤漿的流動(dòng)性即不能滿足長(zhǎng)距離管道運(yùn)輸要求，其煤漿的穩(wěn)定性在靜置1個(gè)月以上即生成不可恢復(fù)的硬沉淀。與本發(fā)明相比，大同匯海水煤漿廠采用的錘式破碎機(jī)或反擊式破碎機(jī)、濕式球磨機(jī)、精磨機(jī)、高速剪切機(jī)設(shè)備投資高、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高、能耗高、占地面積大、添加劑用量大、生產(chǎn)成本高，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音大。
水煤漿的常規(guī)生產(chǎn)方法如大同匯海水煤漿廠采用錘式或反擊式破碎機(jī)、濕式球磨機(jī)、精磨機(jī)、高速剪切機(jī)等機(jī)械在工作時(shí)、占總能耗較高比例的電能消耗在機(jī)械摩擦、機(jī)械不做功時(shí)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，或消耗在重復(fù)低效做功方面，例如球磨機(jī)不可能辨別已經(jīng)粉碎到位的顆粒不對(duì)它們做功而專門對(duì)未粉碎的煤顆粒做工；而相比之下，超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置消耗在摩擦、機(jī)械不做功時(shí)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方面的能量占總耗能的比例很低；聲能對(duì)某個(gè)煤顆粒做功是在其離開噴嘴的瞬間完成的，不會(huì)對(duì)做功完成的煤顆粒重復(fù)低效做功，所以與常規(guī)的破碎類或磨碎類機(jī)械相比，超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置的效率高能耗低。聲能加工的目的是提高水煤漿的穩(wěn)定性和流動(dòng)性，由于超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置對(duì)水煤漿的聲能加工過程本身就是水煤漿這種流體的流動(dòng)噴射過程，水煤漿流體中阻礙漿體流動(dòng)的因素在強(qiáng)力流動(dòng)噴射中被克服、即被強(qiáng)聲能引發(fā)的漿體的強(qiáng)烈“空化”和共振作用所消除，加工過程首先表現(xiàn)為水煤漿中的煤顆粒的粒度分布的改變、即漿體中煤成分的堆積率朝向提高漿體流動(dòng)性的方向改變，其次表現(xiàn)為煤顆粒的晶體結(jié)構(gòu)朝向有利于漿體流動(dòng)的形狀改變，最后是水煤漿的總體平均粒度超微細(xì)化朝提高漿體穩(wěn)定性的方向改變，因此本發(fā)明與采用常規(guī)方法加工相比，本發(fā)明能夠以明顯低于常規(guī)方法的能耗制備流動(dòng)性和穩(wěn)定性更高的優(yōu)質(zhì)水煤漿。
水煤漿的長(zhǎng)距離運(yùn)輸方式包括船運(yùn)、汽車罐運(yùn)、火車罐運(yùn)和管道運(yùn)輸，其中效率最高、成本最低的是管道運(yùn)輸方式。所有遠(yuǎn)離煤炭產(chǎn)地的水煤漿大用戶如使用工業(yè)爐、窯的企業(yè)、發(fā)電廠等為保證生產(chǎn)的連續(xù)性均必須以大型儲(chǔ)漿池或儲(chǔ)罐儲(chǔ)備水煤漿，硬沉淀問題造成水煤漿產(chǎn)品不能滿足用戶對(duì)儲(chǔ)存周期內(nèi)的產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性的要求，企業(yè)的穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)得不到保障。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種優(yōu)質(zhì)水煤漿的流體動(dòng)力式聲能水煤漿制備系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下。
一種流體動(dòng)力式聲能水煤漿制備系統(tǒng)，系統(tǒng)由聲能發(fā)生器(1)、電動(dòng)機(jī)(2)、煤漿罐(3)、煤漿泵(4)和機(jī)架(8)組成；電動(dòng)機(jī)(2)和煤漿罐(3)并列座落在機(jī)架(8)上，電動(dòng)機(jī)(2)通過傳動(dòng)皮帶(9)連接煤漿泵(4)，煤漿泵(4)的上部通過管路連接聲能發(fā)生器(1)；煤漿罐(3)的側(cè)面底部設(shè)有出料管口(7)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于該系統(tǒng)生產(chǎn)的水煤漿比目前采用的的各常規(guī)制造方法投資費(fèi)用節(jié)省、生產(chǎn)成本降低、能耗降低、可靠性提高、占地面積少、噪音降低，維修維護(hù)簡(jiǎn)單方便；該系統(tǒng)生產(chǎn)的水煤漿燃燒穩(wěn)定、不堵塞燃爐噴嘴、燃燒效果好，產(chǎn)品的流動(dòng)性滿足長(zhǎng)距離管道運(yùn)輸?shù)囊螅a(chǎn)品的穩(wěn)定性滿足靜置三個(gè)月以上不發(fā)生硬沉淀的要求；系統(tǒng)的產(chǎn)能規(guī)格易于隨水煤漿生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。


圖1為本實(shí)用新型流體動(dòng)力式聲能水煤漿制備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、聲能發(fā)生器，2、電動(dòng)機(jī)，3、煤漿罐，4、煤漿泵，5、閥門，6、進(jìn)料管口，7、出料管口，8、機(jī)架，9、傳動(dòng)皮帶。
具體實(shí)施方式
流體動(dòng)力式聲能水煤漿制備系統(tǒng)的工藝包括顎式破碎機(jī)的塊煤破碎、干式球磨機(jī)制備粗煤粉、攪拌機(jī)加水制備粗煤漿、超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置制備超微細(xì)水煤漿共四個(gè)工序。流體動(dòng)力式聲能水煤漿制備系統(tǒng)的核心工序是超微細(xì)水煤漿制備。水煤漿是固體煤粉和水的混合體、它在未沉淀時(shí)呈懸濁液態(tài)，在超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置中、水煤漿既作為該裝置的流體動(dòng)力介質(zhì)同時(shí)又是被加工物質(zhì)，在該裝置產(chǎn)生的強(qiáng)聲能作用下，水煤漿漿體發(fā)生“空化”和共振現(xiàn)象，強(qiáng)烈的“空化”和共振作用使水煤漿漿體中的煤顆粒在瞬間完成超微細(xì)化；即在特定的聲頻、聲強(qiáng)、聲場(chǎng)分布和壓力迅速變化等工藝條件下，強(qiáng)聲能以水煤漿漿體中的“空化”和共振的形式轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，機(jī)械能對(duì)煤漿中煤顆粒的作用表現(xiàn)為煤顆粒瞬間受到強(qiáng)烈的壓縮力、剪切力、彎曲力和延伸力，在這些力的共同作用下，煤漿中的煤顆粒的晶體結(jié)構(gòu)的尺寸變小、比表面積增大，瞬間完成超微細(xì)化。超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置利用了流體動(dòng)力式聲能使被加工物質(zhì)產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，完成對(duì)水煤漿的超微細(xì)化加工。
流體動(dòng)力式聲能水煤漿制備系統(tǒng)采取2個(gè)或2個(gè)以上超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置，經(jīng)過第一臺(tái)超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置聲能處理的部分煤漿分流進(jìn)入回授專用的超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置后的煤漿再返回第一臺(tái)超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置，在第一臺(tái)超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置中經(jīng)回授加工的水煤漿與未經(jīng)回授加工的水煤漿混合在一起進(jìn)行聲能加工后成為產(chǎn)品，或再經(jīng)過第2臺(tái)或第3臺(tái)超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置、即再經(jīng)過一次或兩次聲能加工成為產(chǎn)品；該工藝中回授專用的超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置的功率小于非回授專用的超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置，該工藝通過對(duì)回授流程加工的煤漿量調(diào)控，使水煤漿中的煤顆粒的粒度分布達(dá)到粗細(xì)搭配的特定要求，以達(dá)到提高水煤漿漿體中煤成分的堆積率的目的。
本實(shí)用新型的流體動(dòng)力式聲能水煤漿制備系統(tǒng)的超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置進(jìn)料使用干式球磨機(jī)產(chǎn)出的煤粉例如發(fā)電廠的自制煤粉。
本實(shí)用新型的有益效果與常規(guī)制造裝置相比，由于本實(shí)用新型的煤顆粒單位重量比表面積為常規(guī)方法的224％，系統(tǒng)制備的水煤漿煤顆粒與氧氣和火焰的接觸面積大大增加，水煤漿煤顆粒細(xì)化，不堵塞燃燒噴嘴，樣品霧化效果好、燃燒更充分，提高了燃燒效率；由于煤顆粒小并且燃燒充分，其燃余灰分是制造優(yōu)質(zhì)建筑玻璃陶瓷或高標(biāo)號(hào)水泥的理想原料。
本系統(tǒng)的超微細(xì)聲能水煤漿粉碎裝置的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、處理量大，耗能小、動(dòng)力源方便、可靠性高經(jīng)久耐用、設(shè)備投資節(jié)省、操作方便易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)控制，因而非常適合于工業(yè)應(yīng)用。本發(fā)明相同產(chǎn)量的設(shè)備能耗約為常規(guī)制造方法的1/3；本發(fā)明的系統(tǒng)占地面積小、噪音低、無污染，體積約為常規(guī)方法的系統(tǒng)的1/3，設(shè)備維護(hù)維修方便，添加劑用量降低，比常規(guī)方法可減少添加劑用量約1/3以上；其規(guī)格易于隨水煤漿生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模設(shè)計(jì)制造，由于本系統(tǒng)是全封閉管道流程式生產(chǎn)，避免了生產(chǎn)過程中煤漿泄漏。由于上述原因，與常規(guī)方法相比本發(fā)明的水煤漿的破碎效率、穩(wěn)定性和流動(dòng)性提高，生產(chǎn)成本降低，比常規(guī)方法生產(chǎn)的成本降低約30～40元/噸。
在宏觀經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益方面中國(guó)是富煤貧油大國(guó)，水煤漿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有突出的戰(zhàn)略意義。以國(guó)內(nèi)工業(yè)能源的當(dāng)前價(jià)格為基準(zhǔn)計(jì)算，購(gòu)買發(fā)熱值1000卡的各種燃料的價(jià)格分別如下液化氣0.40元/1000卡；天然氣0.3元/1000卡；城市煤氣0.24元/1000卡；重油0.185元/1000卡；水煤漿0.08元/1000卡；煤0.04元/1000卡；即水煤漿是僅次于煤的低成本工業(yè)能源。水煤漿作為潔凈的煤基礦物能源是良好的代煤、代油燃料，水煤漿與燃煤相比，燃燒效率高，負(fù)荷調(diào)整便利，勞動(dòng)條件改善，水煤漿在運(yùn)輸中全封閉、儲(chǔ)存場(chǎng)所無飛塵、燃燒時(shí)大氣污染大幅度降低，優(yōu)質(zhì)水煤漿的燃余灰分是制造優(yōu)質(zhì)建筑玻璃陶瓷或高標(biāo)號(hào)水泥的理想原料；水煤漿可作為生產(chǎn)合成氨、甲醇等產(chǎn)品的煤化工原料。中國(guó)目前以常規(guī)方法生產(chǎn)的水煤漿產(chǎn)品不能夠進(jìn)行管道運(yùn)輸和穩(wěn)定儲(chǔ)存，這是阻礙中國(guó)水煤漿產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本瓶頸問題。本發(fā)明的產(chǎn)品符合長(zhǎng)距離管道運(yùn)輸對(duì)水煤漿流變特性的要求，符合用戶對(duì)水煤漿儲(chǔ)存周期內(nèi)不發(fā)生硬沉淀的要求；符合用戶在燃燒中不堵塞噴嘴的要求；本發(fā)明的生產(chǎn)成本低于目前采用的各類常規(guī)方法。
權(quán)利要求1.一種流體動(dòng)力式聲能水煤漿制備系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)由聲能發(fā)生器(1)、電動(dòng)機(jī)(2)、煤漿罐(3)、煤漿泵(4)和機(jī)架(8)組成；電動(dòng)機(jī)(2)和煤漿罐(3)并列座落在機(jī)架(8)上，電動(dòng)機(jī)(2)通過傳動(dòng)皮帶(9)連接煤漿泵(4)，煤漿泵(4)的上部通過管路連接聲能發(fā)生器(1)；煤漿罐(3)的側(cè)面底部設(shè)有出料管口(7)。
專利摘要一種流體動(dòng)力式聲能水煤漿制備系統(tǒng)，系統(tǒng)由聲能發(fā)生器、電動(dòng)機(jī)、煤漿罐、煤漿泵和機(jī)架組成；電動(dòng)機(jī)和煤漿罐并列座落在機(jī)架上，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)皮帶連接煤漿泵，煤漿泵的上部通過管路連接聲能發(fā)生器；煤漿罐的側(cè)面底部設(shè)有出料管口。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于該系統(tǒng)生產(chǎn)的水煤漿比目前采用的的各常規(guī)制造方法投資費(fèi)用節(jié)省、生產(chǎn)成本降低、能耗降低、可靠性提高、占地面積少、噪音降低，維修維護(hù)簡(jiǎn)單方便；該系統(tǒng)生產(chǎn)的水煤漿燃燒穩(wěn)定、不堵塞燃爐噴嘴、燃燒效果好，產(chǎn)品的流動(dòng)性滿足長(zhǎng)距離管道運(yùn)輸?shù)囊?，產(chǎn)品的穩(wěn)定性滿足靜置三個(gè)月以上不發(fā)生硬沉淀的要求；系統(tǒng)的產(chǎn)能規(guī)格易于隨水煤漿生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。
文檔編號(hào)F23K1/02GK2674303SQ20032013174
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2003年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者徐小寧, 嵇明, 張廣慧 申請(qǐng)人:徐小寧, 嵇明, 張廣慧