CN103509617B - 一种煤气化专用的复合水煤浆添加剂 - Google Patents
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Abstract
一种煤气化专用的复合水煤浆添加剂，各组分按以下重量配比关系混合配制：30～75%的木质素磺酸盐，10～45%的磺酸盐甲醛缩合物，5～15%的聚氧乙烯醚类，5～25%的磷酸盐，0～5%的酸碱调节剂，0～2%的稳定剂，将前述的各组分按配比制备成固态粉状混合物或者配制成任意浓度的水溶液，然后加入干基煤粉中搅拌均匀，所述添加剂干基用量为干基煤粉重量的0.4%～1.0%。本发明添加剂制备的成品水煤浆成浆浓度高、并且粘度低、流变特性佳、稳定性好、煤种适应性广。<!--1--><!--2-->
Description
技术领域
本发明涉及一种水煤浆添加剂，特别是涉及一种廉价、高效、性价比高的煤气化专用的复合水煤浆添加剂。
背景技术
水煤浆是一种新型采用物理方法制备的煤基流体洁净环保燃料，也是一种用煤炭做原料生产合成气的新型原料。是由一定粒度组成的煤（约60%～70%），水（约30%～40%）和少量的水煤浆添加剂经过一定的加工工艺制备而成。水煤浆添加剂是制备高浓度水煤浆的关键，少量的水煤浆添加剂吸附在煤水界面，使疏水的煤颗粒在水中均匀分散，使水煤浆具有高浓度、低粘度、良好的流动性和稳定性，具有工业应用价值。其推广应用可充分洁净利用煤炭资源，使煤炭固体流态化，减少粉尘污染、低硫化物及氮化物排放，在国家能源发展计划中具有十分重要的战略意义。
目前，国内外水煤浆添加剂，按其化学组成不同，有：（1）各类取代基萘磺酸盐缩合物，其优点是具有优良的润湿、分散性能，分散降粘能力强，浆体流型好，适用范围广，然而浆体稳定性差，容易析水并产生不可逆的硬沉淀，而且价格偏高。（2）木质素磺酸盐，其优点是原料资源丰富，价格便宜、原料易得，制浆稳定性能好，然而其原料复杂，性能不稳定，制浆性能比较差，难以满足工业应用要求。（3）腐植酸盐，其优点是从低阶煤种提取，具有分散性能好，但其对金属离子敏感，容易形成沉淀，浆体稳定性差。（4）聚羧酸系列，其优点是制备的水煤浆流动性和稳定性好，但价格较高，用于制备燃烧用水煤浆尚可，用于制备气化用水煤浆性价比差。（5）聚烯烃系列，其优点是对低灰水煤浆具有较高的分散稳定作用，但需要严格控制分子质量及其分布，而且价格高。
目前国外应用最为广泛的两类水煤浆添加剂是萘磺酸盐甲醛缩合物与聚苯乙烯磺酸盐，国内水煤浆添加剂主要以萘系、木质素磺酸盐和腐植酸系为主。萘系分散剂制浆存在稳定性差，成本较高的问题，而其他的聚羧酸系列和聚烯烃系列虽高效但价格昂贵，制浆成本高。木质素磺酸盐类水煤浆添加剂价格低廉，制浆稳定性好，但分散效果较差。
目前我国正在使用的水煤浆添加剂种类繁多，但品质参差不齐，性价比不高，要么高效价格高昂，要么廉价性能差，且成浆浓度普遍较低（有的甚至低达50%），难以达到工业应用要求。另外，在水煤浆气化装置制浆系统中，往往会加入气化系统的灰水、蒸馏冷凝水、甲醇蒸馏残液、MTO净化水及MTO废碱水等中的一种或几种部分或全部代替工艺脱盐水，大大增加了气化装置制浆系统制浆的难度（水煤浆成浆浓度在同比条件下，下降3%～5%），难以制备高浓度的水煤浆，普遍气化用水煤浆的浓度都小于60％，煤浆浓度每提高1％，煤浆气化有效气可以提高1.67％，但是随着煤浆浓度的提高，煤浆粘度急剧上升，流动性变差，工业应用价值差。基于此，我们认为很有必要开发一种性价比高的煤气化专用的复合型水煤浆添加剂，以应对气化装置制浆系统日益复杂的工况，提高煤浆浓度，降低煤浆粘度，提高煤浆流动性，扩大气化制浆煤种范围，加快煤炭洁净化利用的推广。
发明内容：
本发明的目的在于一种性价比高的煤气化专用的复合型水煤浆添加剂，以应对气化装置制浆系统日益复杂的工况，提高煤浆浓度，降低煤浆粘度，提高煤浆流动性，扩大气化制浆煤种范围，加快煤炭洁净化利用的推广的一种煤气化专用的复合型水煤浆添加剂。
本发明一种煤气化专用的复合水煤浆添加剂，各组分按以下重量配比为：
30～75%的木质素磺酸盐；
10～45%的磺酸盐甲醛缩合物；
5～15%的聚氧乙烯醚类；
5～25%的磷酸盐；
0～5%的酸碱调节剂；
0～2%的稳定剂；
所述的木质素磺酸盐是木质素磺酸钠、木质素磺酸钙或木质素磺酸铵。
所述的磺酸盐甲醛缩合物是萘磺酸钠甲醛缩合物、亚甲基萘磺酸钠甲醛缩合物或氨基苯磺酸钠-苯酚-甲醛缩合物。
所述的聚氧乙烯醚类是壬基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯。
所述的磷酸盐是磷酸三钠、磷酸钾、磷酸铵、三聚磷酸钠或三聚磷酸钾。
所述的酸碱调节剂是氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、硫酸或硝酸。
所述的稳定剂是羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或聚丙烯酰胺。
本发明中一种煤气化专用的复合水煤浆添加剂的应用方法如下：将前述的各组分按配比制备成固态粉状混合物或者配制成任意浓度的水溶液，然后加入干基煤粉中搅拌均匀，所述添加剂干基用量为干基煤粉重量的0.4%～1.0%。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
能够适用于复杂的制浆工况，特别是采用气化灰水、蒸馏冷凝水、甲醇蒸馏残液、MTO净化水及MTO废碱水等工业污水制浆工况；添加剂的单位消耗量少；成品水煤浆成浆浓度高、粘度低、流变特性佳、稳定性好、煤种适应性广。根据不同的煤种特性以及制浆工况的变化，调整水煤浆添加剂的配方，能最大限度的提高煤浆的效果，同时具有最高的性价比。
具体实施方式
实施例1：
煤样产地：陕西神府大柳塔
一种煤气化专用的复合水煤浆添加剂，木质素磺酸钠：萘磺酸钠甲醛缩合物：壬基酚聚氧乙烯醚：磷酸三钠：氢氧化钠：羧甲基纤维素=70：24:3:3:0.6:0.03
将上述物料依次加入水中，按重量百分比将干基煤62%，气化灰水37.6%，本发明添加剂0.4%混合，使用搅拌器搅拌均化10分钟后，即得到浓度62%，粘度667.8mPa.s，密度1.19g/cm3，流动性8.9s,稳定性1.2%，PH值,8.10的气化用水煤浆。
实施例2：
煤样产地：陕西神府补连塔煤矿
添加剂按重量百分比配比：
木质素磺酸钠：亚甲基萘磺酸钠甲醛缩合物：脂肪酸聚氧乙烯酯：三聚磷酸钠：聚丙烯酰胺=50：40:3:7：0.01
将上述物料依次加入水中，按重量百分比将干基煤65%，水34.5%，添加剂水溶液0.5%混合，使用搅拌器搅拌均化10分钟后，即得到浓度65%，粘度865.8mPa.s，密度1.20g/cm3,流动性10.8s,稳定性2.4%，PH值8.00的气化用水煤浆。
实施例3：
煤样产地：新疆奇台县红沙泉煤矿，该地区煤块使用常规添加剂制浆只能制备质量浓度为56%的合格煤浆。
添加剂配比：
木质素磺酸钠：氨基苯磺酸钠-苯酚-甲醛缩合物：高碳脂肪醇聚氧乙烯醚：三聚磷酸钠：氢氧化钠=20：70:1:5：4
将上述物料依次加入水中，按重量百分比将干基煤60%，水39.3%，添加剂0.7%混合，使用搅拌器搅拌均化10分钟后，即得到浓度60%，粘度1065.8mPa.s，密度1.19g/cm3，流动性13.5s,稳定性0.5%，PH值7.82的气化用水煤浆。
从上述实施例可以看出，本发明添加剂制备的成品水煤浆成浆浓度高、并且粘度低、流变特性佳、稳定性好、煤种适应性广。
本添加剂可以配成任意浓度的水溶液，以溶液形式加入到棒磨机、球磨机或搅拌桶中，也可以制成固态粉末状混合物，以粉状加入到球磨机或棒磨机中，特别是在湿法制浆中效果更为明显。
Claims (2)
1.一种煤气化专用的复合水煤浆添加剂，各组分按以下重量配比关系混合配制：
木质素磺酸钠:氨基苯磺酸钠-苯酚-甲醛缩合物:高碳脂肪醇聚氧乙烯醚:三聚磷酸钠:氢氧化钠=20:70:1:5:4。
2.一种根据权利要求1所述的煤气化专用的复合水煤浆添加剂的应用，方法如下：将复合水煤浆添加剂各组分依次加入水中，按重量百分比将干基煤粉60%，水39.3%，添加剂0.7%混合，使用搅拌器搅拌均化10分钟。
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