一種水煤漿添加劑的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種添加劑技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種水煤漿添加劑的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為潔凈煤技術(shù)之一的水煤漿氣化自20世紀(jì)80年代初研究開發(fā)以來，經(jīng)過多年 不斷地科技攻關(guān)和生產(chǎn)實(shí)踐，已在中國(guó)普遍應(yīng)用，生產(chǎn)與應(yīng)用規(guī)模均居世界第一。高濃度水 煤漿既保持了煤炭原有的物理和化學(xué)特性，又像石油一樣具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，同 時(shí)其安全性優(yōu)于石油。水煤漿作為理想的節(jié)油代油燃料，一出現(xiàn)就受到了全世界的普遍關(guān) 注。隨著以水煤漿氣化為龍頭的煤化工產(chǎn)業(yè)的快速擴(kuò)張，氣化水煤漿的應(yīng)用規(guī)模將保持強(qiáng) 勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。然而，水煤漿濃度偏低，穩(wěn)定性差一直是困擾各大煤化工生產(chǎn)企業(yè)的難題。
[0003] -般來講，對(duì)水煤漿的質(zhì)量要求是低粘度、高濃度和良好的流動(dòng)性及穩(wěn)定性。水煤 漿添加劑是影響水煤漿質(zhì)量的關(guān)鍵之一，也影響水煤漿的生產(chǎn)成本。水煤漿添加劑可分為 分散劑、穩(wěn)定劑和助劑三大類，其中分散劑最為重要。
[0004]目前國(guó)內(nèi)外研制及篩選出的水煤漿添加劑主要為陰離子型、非離子型和有機(jī)高分 子聚合物以及其他復(fù)配添加劑，其中主要有萘系、腐殖酸系、木質(zhì)素系、聚烯烴系、丙烯酸系 等。
[0005] 萘系分散劑是最常用的煤焦油系分散劑，其主要成分是萘磺酸甲醛聚合物，疏水 部分為萘，功能基團(tuán)是磺酸基。萘系添加劑是目前市場(chǎng)上使用最為廣泛的添加劑。萘系添加 劑系采用工業(yè)萘、甲醛和濃硫酸和液堿為主要原料在一定反應(yīng)條件下制備而成。其優(yōu)點(diǎn)是 分散性好，減黏作用強(qiáng)，漿體流型好；缺點(diǎn)是漿體穩(wěn)定性差，易析水產(chǎn)生硬沉淀，價(jià)格偏高。
[0006] 木質(zhì)素系主要是木質(zhì)素系磺酸鹽，是原木在造紙工業(yè)亞硫酸制漿過程中廢水的主 要成分，木質(zhì)素磺酸鹽價(jià)格低廉，并具低泡性，主要用作固體分散劑。木質(zhì)素磺酸鹽可用堿 法制漿黑液，通過羥甲基化、磺化等化學(xué)改性，制備出木質(zhì)素磺酸鹽。木質(zhì)素系分散劑；缺點(diǎn) 是用量大，成漿濃度低，粘度較大，有較多雜質(zhì)，漿體流型較粗糙。
[0007] 腐殖酸系腐殖酸系列。此類分散劑從低階煤中提取，分散性好，可單獨(dú)使用。實(shí)驗(yàn) 證明，原料煤越年輕，制得的添加劑降黏效果越好。其缺點(diǎn)是對(duì)金屬離子敏感，容易形成沉 淀，漿體的穩(wěn)定性差，對(duì)制漿水質(zhì)要求較高。
[0008] 有研究發(fā)現(xiàn)，幾種分散劑復(fù)配使用會(huì)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，可以提高水煤漿濃度，降低漿 粘度，減少總添加劑用量，達(dá)到成本低、性能高的目的。最常見的方式為陰/陰離子復(fù)配， 非/非離子復(fù)配，非/陰離子復(fù)配。發(fā)明人研究陰/陰離子表面活性劑復(fù)配時(shí)，利用自行研 制的聚羧酸系分散劑PMMA(馬來酸酐一丙烯酸一2-丙烯酰胺基一2-甲基丙磺酸鈉共聚 物）與萘系分散劑按不同質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)配，并研究復(fù)配分散劑對(duì)成漿性能的影響，結(jié)果表 明PMMA具有很好的分散能力，在低溫度下能保持漿體較好的穩(wěn)定性和流動(dòng)性；經(jīng)過復(fù)配后 的萘系/聚羧酸系分散劑，大大提高了其綜合效果，使得漿體的粘度，穩(wěn)定性均有所提高。
[0009] 南京大學(xué)研究人員開發(fā)的亞甲基萘磺酸鈉-苯乙烯磺酸鈉-馬來酸鈉（NDF)水煤 漿添加劑適用煤種寬，性能好，占有大量的水煤漿添加劑市場(chǎng)。
[0010] -種非離子與陰離子復(fù)合型水煤漿添加劑，含有非離子表面活性劑聚醚酯、酸堿 調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑、水，其對(duì)煤種適應(yīng)性廣，制漿濃度高、粘度低，同時(shí)具有分散劑和穩(wěn)定劑的 性能，能降低煤粒間的Zeta電勢(shì)，使水煤漿達(dá)到穩(wěn)定效果，綜合性能好，其生產(chǎn)原料來源 廣，工藝成熟可行，成本較低，少三廢污染，具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0011] 綜上可知現(xiàn)用添加劑大多均存在不足之處。例如有些用費(fèi)較高、穩(wěn)定性差、對(duì)制漿 水質(zhì)要求較高，特別是對(duì)煤種的適應(yīng)性較差。水煤漿添加劑種類較多，但包含的表面活性劑 品種較少，因此表現(xiàn)品質(zhì)一般，從而制備的水煤漿，大部分漿體濃度偏低。目前中國(guó)水煤漿 添加劑市場(chǎng)上應(yīng)用比較廣泛還是萘系添加劑，其研究已達(dá)到較高水平。但是仍然存在著適 用煤種范圍窄，成本較高的問題。
[0012] 因此，對(duì)于以上現(xiàn)在大多添加劑無法解決的問題，如價(jià)格昂貴、煤種適應(yīng)性差、穩(wěn) 定性偏低等，開發(fā)出性價(jià)比高、煤種適應(yīng)性廣的水煤漿添加劑能夠促進(jìn)水煤漿的發(fā)展，提高 企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明目的是提供一種水煤漿添加劑的應(yīng)用，解決了上述不足，其用量省、效率 高，制備的水煤漿表面粘度低、濃度高、穩(wěn)定性好；同時(shí)可用于不同變質(zhì)程度的煤，具有廣泛 的適用性。
[0014] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：
[0015]-種水煤漿添加劑的應(yīng)用，包括以下步驟：
[0016]水煤漿添加劑的制作：水煤漿添加劑由以下重量百分比的成分組成：脂肪族分散 劑30-50% ;木質(zhì)素系分散劑10-30% ;三聚氰胺系分散劑10-20% ;助磨劑2-5% ;穩(wěn)定劑 10-20% ;助劑 5-10% ;
[0017] 制液：在常溫常壓下，水煤漿添加劑各組分復(fù)配后進(jìn)一步配制成固含量為20%的 溶液；
[0018] 混合：移取水煤漿添加劑，用攪拌漿攪拌均勻的后，加入煤樣；所述水煤漿添加劑 用量為水煤漿重量的0. 1% -〇. 5%。
[0019] 其中，所述脂肪族分散劑為磺化醛酮縮聚物。
[0020] 其中，所述木質(zhì)素系分散劑為木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鉀或木質(zhì) 素磺酸銨。
[0021] 其中，所述三聚氰胺系分散劑為磺化三聚氰胺甲醛縮合物或磺化三聚氰胺脲甲醛 縮合物。
[0022] 其中，所述助磨劑為馬來酸鈉。
[0023]其中，所述穩(wěn)定劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸鈉、有機(jī)膨潤(rùn)土。
[0024]其中，所述助劑為調(diào)節(jié)劑、乳化劑。
[0025] 本發(fā)明的有益效果在于：使用上述添加劑后，煤炭的主體是有機(jī)質(zhì)，表面具有強(qiáng)烈 的疏水性，不易被水潤(rùn)濕。細(xì)顆粒在水中容易聚結(jié)，加入添加劑可改變煤顆粒表面的性質(zhì)， 使煤顆粒表面緊緊地被添加劑分子和水化膜包圍，提高煤顆粒的潤(rùn)濕性，讓煤顆粒均勻分 散在水中，防止聚結(jié)，并提高水煤漿流動(dòng)性。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不是對(duì)本 發(fā)明技術(shù)方案的限定。
[0027] 水煤漿添加劑實(shí)施例1-4 :
[0028] 各組分配比如下表（按重量百分比）
[0029]
[0032] 應(yīng)用實(shí)施例1
[0033] 采用鮑店煤制漿，分散劑按照制備實(shí)施例1制得，用量為水煤漿重量的0. 4%，煤 粉平均粒徑為60ym，水煤漿表觀粘度1000~1200mPa?S(20°C，30s-l剪切速率下測(cè)定）， 水煤漿濃度68. 3%，流動(dòng)性良好，抗剪切能力強(qiáng)，放置72小時(shí)無硬沉淀。
[0034] 應(yīng)用實(shí)施例2
[0035] 采用神華煤制漿，分散劑按照制備實(shí)施例2制得，用量為水煤漿重量的0. 3%，煤 粉平均粒徑為60ym，水煤漿表觀粘度1000~1200mPa?S(20°C，30s-l剪切速率下測(cè)定）， 水煤漿濃度60. 4%，流動(dòng)性良好，抗剪切能力強(qiáng)，放置72小時(shí)無硬沉淀。
[0036] 應(yīng)用實(shí)施例3
[0037] 采用長(zhǎng)平煤制漿，分散劑按照制備實(shí)施例3制得，用量為水煤漿重量的0. 3%，煤 粉平均粒徑為60ym，水煤漿表觀粘度1000~1200mPa?S(20°C，30s-l剪切速率下測(cè)定），水煤漿濃度71. 4%，流動(dòng)性良好，抗剪切能力強(qiáng)，放置72小時(shí)無硬沉淀。
[0038] 應(yīng)用實(shí)施例4
[0039] 采用王臺(tái)煤制漿，分散劑按照制備實(shí)施例4制得，用量為水煤漿重量的0. 3%，煤 粉平均粒徑為60ym，水煤漿表觀粘度1000~1200mPa?S(20°C，30s-l剪切速率下測(cè)定）， 水煤漿濃度67. 4%，流動(dòng)性良好，抗剪切能力強(qiáng)，放置72小時(shí)無硬沉淀。
[0040] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水煤漿添加劑的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟： 水煤漿添加劑的制作：水煤漿添加劑由以下重量百分比的成分組成：脂肪族分散劑 30-50% ;木質(zhì)素系分散劑10-30% ;三聚氰胺系分散劑10-20% ;助磨劑2-5% ;穩(wěn)定劑 10-20% ;助劑 5-10% ; 制液：在常溫常壓下，水煤漿添加劑各組分復(fù)配后進(jìn)一步配制成固含量為20%的溶 液； 混合：移取水煤漿添加劑，用攪拌漿攪拌均勻的后，加入煤樣；所述水煤漿添加劑用量 為水煤漿重量的0. 1 % -0. 5 %。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水煤漿添加劑的應(yīng)用，其特征在于，所述脂肪族分散劑 為磺化醛酮縮聚物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水煤漿添加劑的應(yīng)用，其特征在于，所述木質(zhì)素系分散 劑為木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鉀或木質(zhì)素磺酸銨。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水煤漿添加劑的應(yīng)用，其特征在于，所述三聚氰胺系分 散劑為磺化三聚氰胺甲醛縮合物或磺化三聚氰胺脲甲醛縮合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水煤漿添加劑的應(yīng)用，其特征在于，所述助磨劑為馬來 酸鈉。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水煤漿添加劑的應(yīng)用，其特征在于，所述穩(wěn)定劑為聚乙 烯醇、聚丙烯酸鈉、有機(jī)膨潤(rùn)土。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水煤漿添加劑的應(yīng)用，其特征在于，所述助劑為調(diào)節(jié)劑、 乳化劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及添加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種水煤漿添加劑的應(yīng)用，包括以下步驟：水煤漿添加劑的制作、制液、混合。其用量省、效率高，制備的水煤漿表面粘度低、濃度高、穩(wěn)定性好；同時(shí)可用于不同變質(zhì)程度的煤，具有廣泛的適用性。
【IPC分類】C10L1/24, C10L1/32, C10L1/232, C10L10/18
【公開號(hào)】CN105038879
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510442594
【發(fā)明人】高德華
【申請(qǐng)人】西安拜爾復(fù)合材料有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月24日