Спосіб підготовки вугілля до гідротранспорту

1. СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГЛЯ К ГИДРОТРАНСПОРТУ, включающий измельчение угля и смешение его с рабочей жидкостью, отличающийся тем, что, с целью повышения качества угля путем предотвращения 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—11О°/о от массы угля 3 Способ по п. I, отличающийся тем, что эмульсия содержит по весу 10-—35°/о 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 I —10 мин 5 Способ по п 4, отличающийся тем, что полученную после перемешивания смесь перед подачей в трубопровод обезвоживают до содержания в ней воды не менее 45% от веса смеси О 00 го 00 1 1082723 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 под'готовки гидросмеси к транспортированию в трубопроводе не может быть значительно снижена вязкость угольной гидросмеси. Гель изобретения — повышение качества угля путем предотвращения окисления его поверхности. Указанная цель достигается тем, что согласно способу подготовки угля к гидротранспорту, включающему измельчение угля и смешение 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% поверхностмо-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 перемешивания 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 измельче 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ния смешиваемся с 1,5 ч. воды по объему и оставшимися 25% эмульсии в смесителе, представляющем цилиндрическую емкость с крестовидной мешалкой. Скорость вращения мешалки составляет 1000 об/мин, что обеспечивает турбулентный режим перемешивания. Время перемешивания 5 мин. Продукт перемешивания подается на дуговое сито, на котором осуществляется сброс воды до содержания ее в продукте не менее 45°/о по весу. После сброса воды продукт подается на напорный насос макета гидротранспортной установки, работающей в циркуляционном 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 4 5 ^ 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 предлагаемым способом, при гидротранспорте ИК-спектры поверхности угля, не обработанного при подготовке к транспортированию эмульсией углеводородной жидкости, свидетельствуют о значительной окисленности поверхности угля (появляется ряд новых пиков и отдельных 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. 1082723 Параметр Общее количество эмульсии в % от массы угля Содержание углеводородной жидкости в эмульсии, X по secy Содержание поверхностно-активного вещества в эмульсии, % по весу Количество эмульсии, смешиваемое с углем на стадии его измельчения, Z к общему количеству эмульсии Пределы изменения при эксперименте 40-150 5-60 0,1-5 0-100 Область значений, соответствующая наилучшему гранулированию 1-110 )0~35 1-3 60-90 Количество эмульсии, смешиваемое на последующей стадии с измельченным продуктом, % к общему количеству эмульсии 100-0 Количество частей воды (по весу), смешиваемой с продуктом измельчения 0,5-4 1-1,5 Время перемешивания компонентов, мин 0,3-20 1-10 Режим перемешивания Турбилентный 10-40 Турбулентный Ламинарный При варьировании параметров установ параметров, при которых получен макси лено, что характер ИК-спектров поверхносмальный выход гранулированного продукти угля после его гидротранспортирования та, гранулы получены равномерной крупнаходится в прямой зависимости от -аракности, прочные и хорошо окатанные Найтера продукта, полученного при смешении денные экспериментально оптимальные гра угля с водной эмульсией углеводородной 45 ницы исследованных параметров указаны жидкости А именно, окисленность поверхв таблице ности угля после его гидротранспорта тем Содержание воды в продукте, подаваеменьше, чем качественней на этапе смешемом в трубопровод, варьируется в предения угля с эмульсией произошло окомковалах 30—50% по весу Установлено, что грание (гранулирование) угля с углеводородтранспортируется ной жидкостью. Чем больше окатанность, 50 нулированный продукт без существенных нарушений его структуры прочность, равномерность по крупности уг(без разрушения гранул) при содержании лемасляных гранул после смешения угля воды в этом продукте не менее 45°/о по вес эмульсией, чем больше количество угля су сгранулировано, тем меньше, в конечном итоге, окисляется его поверхность при гид- 55 Смешение угля с водной эмульсией угротранспорте леводородной жидкости обеспечивает покрытие поверхности угольных частиц этой жидИз. этих соображений определены как костью, вытесняющей гидратную пленку и, оптимальные такие значения испытанных 5 1082723 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 подвер жена 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. Составитель С. Волчков Редактор А Власенко Техред И. Верес Корректор М. Демчик Заказ 1816/19 Тираж 843 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета ССОР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж—35, Раушская наб, д. 4/5 Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4