CN104804785A - 一种多组分水煤浆添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及添加剂技术领域，具体公开了一种多组分水煤浆添加剂，由以下重量百分比的成分组成：脂肪族分散剂30-50％；木质素系分散剂10-30％；三聚氰胺系分散剂10-20％；助磨剂2-5％；稳定剂10-20％；助剂5-10％。其用量省、效率高，制备的水煤浆表面粘度低、浓度高、稳定性好；同时可用于不同变质程度的煤，具有广泛的适用性。

Description

一种多组分水煤浆添加剂

技术领域

本发明涉及一种添加剂技术领域，特别是指一种水煤浆添加剂。

背景技术

作为洁净煤技术之一的水煤浆气化自20世纪80年代初研究开发以来，经过多年不断地科技攻关和生产实践，已在中国普遍应用，生产与应用规模均居世界第一。高浓度水煤浆既保持了煤炭原有的物理和化学特性，又像石油一样具有良好的流动性和稳定性，同时其安全性优于石油。水煤浆作为理想的节油代油燃料，一出现就受到了全世界的普遍关注。随着以水煤浆气化为龙头的煤化工产业的快速扩张，气化水煤浆的应用规模将保持强劲的增长势头。然而，水煤浆浓度偏低，稳定性差一直是困扰各大煤化工生产企业的难题。

一般来讲，对水煤浆的质量要求是低粘度、高浓度和良好的流动性及稳定性。水煤浆添加剂是影响水煤浆质量的关键之一，也影响水煤浆的生产成本。水煤浆添加剂可分为分散剂、稳定剂和助剂三大类，其中分散剂最为重要。

目前国内外研制及筛选出的水煤浆添加剂主要为阴离子型、非离子型和有机高分子聚合物以及其他复配添加剂，其中主要有萘系、腐殖酸系、木质素系、聚烯烃系、丙烯酸系等。

萘系分散剂是最常用的煤焦油系分散剂，其主要成分是萘磺酸甲醛聚合物，疏水部分为萘，功能基团是磺酸基。萘系添加剂是目前市场上使用最为广泛的添加剂。萘系添加剂系采用工业萘、甲醛和浓硫酸和液碱为主要原料在一定反应条件下制备而成。其优点是分散性好，减黏作用强，浆体流型好；缺点是浆体稳定性差，易析水产生硬沉淀，价格偏高。

木质素系主要是木质素系磺酸盐，是原木在造纸工业亚硫酸制浆过程中废水的主要成分，木质素磺酸盐价格低廉，并具低泡性，主要用作固体分散剂。木质素磺酸盐可用碱法制浆黑液，通过羟甲基化、磺化等化学改性，制备出木质素磺酸盐。木质素系分散剂；缺点是用量大，成浆浓度低，粘度较大，有较多杂质，浆体流型较粗糙。

腐殖酸系腐殖酸系列。此类分散剂从低阶煤中提取，分散性好，可单独使用。实验证明，原料煤越年轻，制得的添加剂降黏效果越好。其缺点是对金属离子敏感，容易形成沉淀，浆体的稳定性差，对制浆水质要求较高。

有研究发现，几种分散剂复配使用会产生协同效应，可以提高水煤浆浓度，降低浆粘度，减少总添加剂用量，达到成本低、性能高的目的。最常见的方式为阴/阴离子复配，非/非离子复配，非/阴离子复配。发明人研究阴/阴离子表面活性剂复配时，利用自行研制的聚羧酸系分散剂PMMA(马来酸酐—丙烯酸—2—丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸钠共聚物)与萘系分散剂按不同质量比进行复配，并研究复配分散剂对成浆性能的影响，结果表明PMMA具有很好的分散能力，在低温度下能保持浆体较好的稳定性和流动性；经过复配后的萘系/聚羧酸系分散剂，大大提高了其综合效果，使得浆体的粘度，稳定性均有所提高。

南京大学研究人员开发的亚甲基萘磺酸钠-苯乙烯磺酸钠-马来酸钠(NDF)水煤浆添加剂适用煤种宽，性能好，占有大量的水煤浆添加剂市场。

一种非离子与阴离子复合型水煤浆添加剂，含有非离子表面活性剂聚醚酯、酸碱调节剂、稳定剂、水，其对煤种适应性广，制浆浓度高、粘度低，同时具有分散剂和稳定剂的性能，能降低煤粒间的Zeta电势，使水煤浆达到稳定效果，综合性能好，其生产原料来源广，工艺成熟可行，成本较低，少三废污染，具有较高的经济和社会效益。

综上可知现用添加剂大多均存在不足之处。例如有些用费较高、稳定性差、对制浆水质要求较高，特别是对煤种的适应性较差。水煤浆添加剂种类较多，但包含的表面活性剂品种较少，因此表现品质一般，从而制备的水煤浆，大部分浆体浓度偏低。目前中国水煤浆添加剂市场上应用比较广泛还是萘系添加剂，其研究已达到较高水平。但是仍然存在着适用煤种范围窄，成本较高的问题。

因此，对于以上现在大多添加剂无法解决的问题，如价格昂贵、煤种适应性差、稳定性偏低等，开发出性价比高、煤种适应性广的水煤浆添加剂能够促进水煤浆的发展，提高企业的经济效益。

发明内容

本发明目的是提供一种多组分水煤浆添加剂，解决了上述不足，其用量省、效率高，制备的水煤浆表面粘度低、浓度高、稳定性好；同时可用于不同变质程度的煤，具有广泛的适用性。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

*除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分比。

一种多组分水煤浆添加剂，由以下重量百分比的成分组成：脂肪族分散剂30-50％；木质素系分散剂10-30％；三聚氰胺系分散剂10-20％；助磨剂2-5％；稳定剂10-20％；助剂5-10％。

其中，所述脂肪族分散剂为磺化醛酮缩聚物。

其中，所述木质素系分散剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸钾或木质素磺酸铵。

其中，所述三聚氰胺系分散剂为磺化三聚氰胺甲醛缩合物或磺化三聚氰胺脲甲醛缩合物。

其中，所述助磨剂为马来酸钠。

其中，所述稳定剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、有机膨润土。

其中，所述助剂为调节剂、乳化剂。

本发明的有益效果在于：使用上述添加剂后，煤炭的主体是有机质，表面具有强烈的疏水性，不易被水润湿。细颗粒在水中容易聚结，加入添加剂可改变煤颗粒表面的性质，使煤颗粒表面紧紧地被添加剂分子和水化膜包围，提高煤颗粒的润湿性，让煤颗粒均匀分散在水中，防止聚结，并提高水煤浆流动性。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不是对本发明技术方案的限定。

实施例1-4：

各组分配比如下表(按重量百分比)

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多组分水煤浆添加剂，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：脂肪族分散剂30-50％；木质素系分散剂10-30％；三聚氰胺系分散剂10-20％；助磨剂2-5％；稳定剂10-20％；助剂5-10％。

2.根据权利要求1所述的一种多组分水煤浆添加剂，其特征在于，所述脂肪族分散剂为磺化醛酮缩聚物。

3.根据权利要求1所述的一种多组分水煤浆添加剂，其特征在于，所述木质素系分散剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸钾或木质素磺酸铵。

4.根据权利要求1所述的一种多组分水煤浆添加剂，其特征在于，所述三聚氰胺系分散剂为磺化三聚氰胺甲醛缩合物或磺化三聚氰胺脲甲醛缩合物。

5.根据权利要求1所述的一种多组分水煤浆添加剂，其特征在于，所述助磨剂为马来酸钠。

6.根据权利要求1所述的一种多组分水煤浆添加剂，其特征在于，所述稳定剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、有机膨润土。

7.根据权利要求1所述的一种多组分水煤浆添加剂，其特征在于，所述助剂为调节剂、乳化剂。