CN1021056C - 高浓度水煤浆 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种新型的液体燃料，即将高浓度的煤粉分散在水中，制成一种能够代替油锅炉燃烧用油的新型燃料。这种燃料可以进行管道运输。
本发明的内容是使用草炭、风化煤或褐煤所产生的腐植酸盐或其磺酸盐衍生物，可以作为制备固体含量为55%以上的高浓度水煤浆添加剂。这种添加剂价格低廉，资源丰富。添加剂的分子量在5万以下，使用浓度为煤的0.01-10%，无论是单独使用或与其他添加剂混合使用均可获得良好的降低粘度和稳定效果。
Description
本发明属于一种新型的液体燃料-水煤浆。即以煤粉分散在水中，加入添加剂，制成粘度小、浓度高的一种深燃料。这种煤浆可以经过喷嘴喷入炉中燃烧，可以用来制造煤气，也可以进行管道运输。
在制备水煤浆中，添加剂具有十分重要的作用，它能影响煤浆的流动性、稳定性以及燃烧性能。
在水煤浆中广泛使用的添加剂有聚氧化乙烯衍生物（EP109740;JP8418791）、皂类（US4，435，306），聚乙二亚胺（JP83215490）、木质素磺酸盐（US4，104，035）、萘磺酸盐衍生物甲醛聚加物（US4，282，006）等。但这些添加剂多半是合成产物，有的价格昂贵，有的资源有限，不能满足工业生产的需要，有必要寻求新的添加剂。
本发明的内容是：使用草炭、风化煤或褐煤所制成的腐植酸盐或腐植酸磺酸盐衍生物，作为制备煤含量在55%以上的水煤浆添加剂，无论是单独使用还是和其他添加剂混合使用，均能制得粘度低、稳定性好的水煤浆。
本发明是以以下方式来实现的，使用经过粉碎的煤粉，其最大颗粒不超过300微米，将此煤粉与含有添加剂的水溶液相混合，其比例为煤粉55-75份，添加剂溶液45-25份，经过充分搅拌后，即可制得流动性和稳定性均好的水煤浆。添加剂为腐植酸盐或为上述腐植酸盐经过磺化形成的腐植酸磺酸盐。所使用的腐植酸盐类，可以单独使用，也可以和其他添加剂如脂肪酸皂、印磷脂、聚乙二醇衍生物、木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物、聚丙烯酸胺衍生物等一起使用，以改善水煤浆的稳定性。
本发明中所用的腐植酸钠是用草炭、风化煤或褐煤加氢氧化钠，经过100℃加热，取其上层清液蒸干而得。如要制备腐植酸磺酸钠，可将上述清液加入无水亚硫酸钠，然后在100℃反应二小时，取其上层清液蒸干而得。
经测定，腐植酸钠的分子量在10，000到50，000之间，添加剂用量为煤干基的0.01-10%，如用二种添加剂，则腐植酸盐∶第二种添加剂＝1∶1-1∶0.1。
为了说明本发明的性质与优点，举例如下，但本发明并不局限于这些例子。
实施例一：
取煤粉65克，其最大粒度不超过300微米，逐步加入到35毫升含有0.4克腐植酸钠盐（Ⅰ）的溶液中，配成浓度为65%的水煤浆，使用同样方法，制备含有腐植酸磺酸钠盐（Ⅱ）和十二烷基磺酸钠盐（Ⅲ）的水煤浆，其中（Ⅲ）是用来作对比用的，在同心圆筒粘度计中测量其粘度，测量粘度时所用的剪切速率为5秒-1。结果见表1。
表1 不同添加剂的影响
添加剂 粘度（厘泊） 稳定性
本发明例（Ⅰ） 500 好
本发明例（Ⅱ） 400 好
比较例（Ⅲ） 5000 差
从表1可以看出，（Ⅰ）与（Ⅱ）有明显的降低水煤浆粘度和改良稳定性的作用。
实施例二
使用实施例一所用的煤粉，加入不同的添加剂（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ），制得不同浓度的水煤浆，并使添加剂对煤干基的比例保持在1∶100，测出其
粘度，结果见表2;从表2可以看出：用（Ⅰ）、（Ⅱ）添加剂可以将浓度做到70%或更高。
表2 不同浓度水煤浆的粘度值
65% 68% 70%
Ⅰ 400 1100 2100
Ⅱ 300 600 1500
Ⅲ 1100 1800 6000
粘度（厘泊）值是在切变速率为5秒-1时测得的。
实施例三
使用实施例一中所用煤粉70克，加入三个溶液中，一个是添加剂（Ⅰ）的水溶液，一个是萘基苯磺酸钠甲醛缩合物（Ⅳ）的水溶液，第三个是（Ⅰ）号和（Ⅳ）号添加剂的混合水溶液，制成70%的水煤浆，经24小时后观察其表面析水及沉淀情况，所得的水煤浆稳定性列表如下：
表3 不同添加剂对水煤浆稳定性的影响
添加剂成分 24小时后表面 沉淀情况
析水量
10.7克 1ml 软
10.4克+Ⅳ0.3 2.5ml 软到硬
克
Ⅳ0.7克 6.0ml 硬板
实验结果表明，单独由添加剂（Ⅳ）配成的水煤浆稳定性不好，加入添加剂（Ⅰ）能改善其稳定性。
Claims (3)
1、一种由煤、水以及添加剂组成的高浓度水煤浆，其特征在于所说的添加剂是腐植酸钠盐，其用量为煤(干基)重量的0.05～10%之间，煤浆浓度为33～70%之间，煤的粒度大小均小于300微米，腐植酸钠盐的分子量为1万～5万。
2、按权利要求1所述的高浓度水煤浆，其特征在于所述腐植酸钠添加剂外，还含有另一类型的添加剂，该添加剂是脂肪酸盐类或木质素磺酸钙、钠盐或萘磺酸盐衍生物的甲醛缩合物。
3、按权利要求2所述的水煤浆，其特征在于所说的添加剂的总用量为煤（干基）总量的0.05～10%之间，而腐植酸钠盐与另一类型的添加剂总量比为1∶1～1∶0.1。
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