[发明专利]一种浆料混合输送装置及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种输送混合制备浆料的装置及其应用方法，属于浆料的混合与输送领域。

背景技术

煤炭是中国的主要能源，查明储量1万亿吨，占我国各种化石燃料资源总储量的95%以上。

传统的水煤浆制备工艺中，水与煤的混合属同步进行，即先按一定的比例将煤粉与水混合之后再通过流体输送机械。由于在大型生产中，煤的破碎粒度很难完全一致，难免会有大颗粒的煤粉进入流体输送设备，长期运行会对其造成较大负担。且在输送高温高浓度的水煤浆（浓度在60%以上）时容易在输送机械及管道中产生结焦和堵塞，使其使用寿命大幅缩短。

传统设备的缺点：对输送物料有严格的要求。表现为：（1）在输送相方面，若流体中含有固体颗粒物则需使用专用泥浆泵。且固体相需粒度均匀，且分散度好。即使如此在低流速下输送高浓度含固相流体也易在管道及设备中产生堵塞与结焦。（2）在输送物料PH值方面，输送的物料PH特性往往随压力温度变化。特别是在处理超临界流体（温度在374.1℃～480℃，压力在22.1MPa～40MPa）的条件下，物料PH值变化非常明显。再加上整个加工过程中物料升温降温频繁，如此一来就会使输送设备及管道承受额外的负担，加速其老化。

传统流体输送设备的上述缺点虽然可以通过更换设备，如将泵更换为泥浆泵或耐腐蚀泵来解决。但如此操作会对整个加工过程的经济性产生影响，使产品附加值下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种浆料混合输送装置，该装置包括储罐1、流体输送装置2、变径管3，其中流体输送装置2与变径管3连接，储罐1与变径管3连接。

本发明中变径管3为中间段收缩的管道，变径管3按照进料方向包括收缩段4、喉管段5、扩张段6和进料管7，收缩段4通过喉管段5与扩张段6连接，进料管7设置于喉管段5上，并与储罐1连接，利用预混合浆料自身的重力势能及流体通过变径管产生的负压实现进料。

本发明中变径管三部分的几何尺寸比例，应当符合一定要求，喉管段5内径为入口或出口管口内径的1/2～1/3，收缩段4的中心角的角度为18-32°，扩张段6的中心角的角度小于7°，喉管段5长度等于喉管段5内径长度。

本发明中变径管入口及出口管口内径相同，为500-4000mm。

本发明中储罐带有搅拌装置。

流体输送装置为普通市售流体输送泵，如大连耐酸泵厂的CZ系列标准化工泵、ZE型水泵、ZX自吸式化工离心泵。

本发明另一目的是提供一种利用浆料混合输送装置混合输送煤浆的方法，具体步骤如下：

1）将粒度为100μm～10mm的原料与流体混合制备成浆料质量百分比浓度为50～85%的预混合浆料并贮于储罐内；

2）通过流体输送装置输送未与原料混合的纯净流体，进入变径管并在变径管中与从储罐通过进料管进入变径管的预混合煤浆混合均匀后制得所需浆料，并输入后续反应器中，其中流体进入变径管前流速为0.5～5m/s。

本发明中原料为烟煤、无烟煤、褐煤、生物质、有机废物中一种或几种的任意混合物。但此发明原理适用于绝大部分浆料混合流程，原料包括但不限于上述几种物质。

本发明中流体是指欲与原料进行混合的液体，其最终与原料混合制成浆料，例如水、油等。

本发明中流体输送及进料混合在374.1～480℃、22.1～40MPa的超临界条件下进行，其混合效果为最佳。

本发明中流体与原料的混合属于异步进行，实际的混合过程是在物料输送装置之后，混合的动力来源于流体通过变径管时产生的负压。储罐、流体输送装置与变径管作为一个整体运行，缺少其中任一组分则该系统无法达到预期的效果。本发明中变径管最好安装于储罐下方，变径管安装高度不得高于储罐高度，当变径管与储罐等高时混合动力来源于流体通过变径管时产生的负压，当变径管安装于储罐下方时动力源除负压外还有流体重力。

本发明中流体输送装置用于传输混合前所需的流体，并将动能传输至流体，以使流体在流经变径管喉管段时于管内产生负压，该负压是储罐内初步混合浆料输入变径管的推动力，高浓度浆料在管内高速流动的流体冲击作用下被均匀分散，实现预先配制的高浓度浆料与经由流体输送装置输送的流体的异步混合，达到保护输送机械，延长其使用寿命的目的。