СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЯ С ЛЕГКОРАЗМОКАЕМОЙ ПОРОДОЙ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ДЕМИНЕРАЛИЗОВАННОГО СУСПЕНЗИОННОГО УГОЛЬНОГО ТОПЛИВА
METHOD OF CONVERSION OF COAL WITH EASY-SOAKED ROCK FOR PREPARATION OF DEMINERALISED SUSPENDED COAL FUEL

Изобретение относится к способам переработки углей легкоразмокаемой породой, включающим их дробление, классификацию, мокрое обогащение с получением концентрата, породы, суспензионного угольного топлива, и может быть использовано в угольной промышленности, энергетике, жилищно-коммунальном хозяйстве и других отраслях промышленности.
d
Известно, что для приготовления суспензионного угольного топлива в большей мере подходят малометаморфизованные каменные угли марок Д и Г [Мурко В.И. Научные основы процессов получения и эффективного применения водоугольных суспензий. Дисс. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук. Москва, 1999 г., стр.49-50]. При этом угли марок Д и Г Беловского месторождения Кузбасса характеризуются тем, что по своему строению являются петграфически однородными, а породные прослои углей образованы в основном аргиллитами и глинистыми образованиями. Глинистые образования, а также малометаморфизованные аргиллиты, составляющие минеральную часть угля, являются легкоразмокаемыми. В результате мокрого диспергирования в составе водоугольных суспензий образуется значительное количество микронных частиц, представляющих в основном двуокись кремния и алюминаты. Указанная особенность данных углей проявляется при измельчении до кл. 0-200 или 0-500 мкм. Многими исследованиями установлено, что тонкие классы (0-10 и 0-50 мкм) каменных углей с легкоразмокаемой породой при мокром измельчении последних отличаются повышенной зольностью, в то время как верхние и промежуточные классы как бы очищаются и становятся малозольными (А=2-2,5%) [Мурко В.И. Научные основы процессов получения и эффективного применения водоугольных суспензий. Дисс. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук. Москва, 1999 г., стр.55-58].
Выявленная закономерность распределения минеральной части с легкоразмокаемой породой углей по классам крупности обусловлена тем, что при мокром измельчении, особенно в присутствии реагента-пластификатора, разрушение частиц происходит в большей мере по наиболее слабым контактным зонам между органической и минеральной составляющими угля. Учитывая малый размер частиц минеральных компонентов, а также высокую размокаемость глинистых включений, составляющих основную часть последних, происходит в максимальной степени очищение крупных и промежуточных классов от породных частиц и насыщение тонких классов дисперсной фазы минеральными компонентами угля.
Известны способы переработки углей, включающие предварительное дробление, раздельное мокрое обогащение углей в зависимости от их крупности с получением концентрата, породы, промпродукта и угольного шлама [Справочник по обогащению углей. Под ред. И.С.Благова, A.M.Коткина, Л.С.Зарубина. «изд. Перераб. и доп. М.: «Недра», 1984, 614 с. (с.54-70)].
Недостатками аналога являются:
- отсутствие возможности получения деминерализованного суспензионного угольного топлива;
- неприспособленность технологической схемы к переработке углей с легкоразмокаемой породой;
- выпуск угольных шламов, сбыт которых на существующем топливном рынке затруднен из-за повышенных значений влажности и зольности и малой крупности.
Известна технологическая схема по переработке угля, включающая его дробление и мокрое обогащение с получением концентрата, породы, угольных шламов и суспензионного угольного топлива, полученного на основе угольных шламов [Патент на полезную модель №57279 «Технологический комплекс по переработке угля», МПК С 10 1/32, опубл. 29.06.2006 г].
Недостатками этой схемы являются:
- неприспособленность технологической схемы к переработке углей с легкоразмокаемой породой;
- отсутствие возможности получения деминерализованного суспензионного угольного топлива.
Технические решения, позволяющие перерабатывать угли с легкоразмокаемой породой, не найдены, поэтому прототип не выявлен.
Задачей настоящего изобретения является получение деминерализованного суспензионного угольного топлива на основе углей с легкоразмокаемой породой.
Технический результат заключается в снижении зольности деминерализованного суспензионного угольного топлива.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки угля с легкоразмокаемой породой для приготовления деминерализованного суспензионного угольного топлива, включающего дробление и мокрое обогащение угля с получением концентрата кл.+6 мм, концентрата кл. 0-6 мм, породы и угольных шламов, направляемых на приготовление суспензионного угольного топлива, дополнительное измельчение концентрата кл. 0-6 мм мокрым способом до кл. 0-200 мкм или 0-500 мкм при значительном содержании глинистых включений с получением водоугольной суспензии, которую классифицируют по кл. 10 мкм или 50 мкм при значительном содержании глинистых включений, верхний продукт классификации с частицами кл. 0-10 мкм или 0-50 мкм при значительном содержании глинистых включений после его сгущения и осветления направляют в качестве жидкой фазы для приготовления суспензионного угольного топлива на основе угольных шламов, осветленную воду после сгущения верхнего продукта классификации возвращают на мокрое обогащение исходного угля, а нижний продукт классификации с частицами кл. от 10 мкм или 50 мкм при значительном содержании глинистых включений до 200 мкм или 500 мкм при значительном содержании глинистых включений после обезвоживания подвергают дополнительному мокрому измельчению до кл. 0-1 мкм или 0-10 мкм при значительном содержании глинистых включений в присутствии реагента-пластификатора с получением деминерализованного суспензионного угольного топлива, осветленную воду после обезвоживания направляют на дополнительное измельчение мокрым способом концентрата кл.0-6 мм.
В качестве реагента-пластификатора можно использовать технический лигносульфонат или углекислотный реагент.
Предложенный способ переработки угля с легкоразмокаемой породой для приготовления деминерализованного суспензионного угольного топлива представлен на технологической схеме, изображенной на чертеже.
Технологическая схема включает в себя стадию дробления и мокрого обогащения угля с легкоразмокаемой породой в зависимости от класса крупности. При этом выходом являются: концентрат кл. +6 мм с зольностью 6-10%, концентрат кл. 0-6 мм с зольностью 6-8%, порода с зольностью более 70% и угольный шлам кл. 0-500 мкм с зольностью 20-30%, направляемый на приготовление суспензионного угольного топлива для сжигания в котлах котельной или ТЭЦ. Концентрат (кл. 0-6 мм) подвергается дополнительному измельчению мокрым способом до кл. 0-200 или 0-500 мкм при значительном содержании глинистых включений при массовой доле твердой фазы в готовой суспензии 40-45%.
Полученная водоугольная суспензия направляется на классификацию, например, в мульти гидроциклонах по кл. 10 или 50 мкм при значительном содержании глинистых включений. При значительном содержании глинистых включений классификация осуществляется по кл. 50 мкм, при меньшем содержании - по кл. 10 мкм.
Верхний продукт классификации с частицами 0-10 или 0-50 мкм при значительном содержании глинистых включений и зольностью 10-15% после сгущения и осветления направляется в качестве жидкой фазы на приготовление суспензионного угольного топлива из угольных шламов. Осветленную воду после сгущения продуктов классификации направляют на мокрое обогащение исходного угля.
Нижний продукт классификации с частицами +10-200 или 50-500 мкм при значительном содержании глинистых включений обезвоживается, например, в прямоточной осадительной центрифуге, позволяющей получать осветленную воду (фугат) с содержанием твердых частиц не более 5 г/л.
Основная часть фугата центрифуги (осветленная вода при обезвоживании) направляется в оборот на мокрое измельчение концентрата. Осадок центрифуги кл. +10-200 или 50-500 мкм при значительном содержании глинистых включений с зольностью 2,0-2,5% подвергается дополнительному мокрому измельчению до кл. 0-1 или 0-10 мкм при значительном содержании глинистых включений, например в кавитаторе, в присутствии раствора органического реагента-пластификатора, приготовленного с применением части осветленной воды при обезвоживании.
В результате такого диспергирования получается деминерализованное суспензионное угольное топливо с крупностью частиц угля менее 10 мкм и зольностью рабочего топлива, не превышающего
2÷2,5×0,6=1,2÷1,5% (где 0,6 - массовая доля твердой фазы в топливе).
В таблице представлено распределение зольности по классам крупности, полученное при стендовых испытаниях:
Классы, мкм
Выход, %
Зольность, А<sup>d</sup>,%
+200
10,9
2,1
80-200
20,7
1,9
50-80
7,9
2,1
-50
60,5
11,4
Итого
6,7
Как видно из результатов испытаний, предложенный способ переработки углей с легкоразмокаемой породой позволяет получить деминерализованное суспензионное угольное топливо.
Указанное топливо может быть использовано в качестве замены дизельному топливу, топочному мазуту, котельному топливу и др. При этом его стоимость в эквивалентном количестве (по калорийности) в 2-4 раза меньше цены традиционных жидких топлив.