CN108395919B - 一种改性龙须菜水煤浆添加剂及其制备方法 - Google Patents

一种改性龙须菜水煤浆添加剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种改性龙须菜水煤浆添加剂及其制备方法，其步骤如下：(1)将龙须菜粉碎成粉末后加入水充分混合，搅拌均匀，于微波辐射功率250～550W下糊化3～8分钟，冷却至室温；(2)将上述糊化后的龙须菜加入反应釜中，再往反应釜中加入不饱和磺酸盐、多乙烯多胺，开启搅拌并升温，待升温至85～110℃后开始滴加质量百分比浓度为1～10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由所述引发剂和部分所述水配制而成；滴加时间控制在3～5小时，滴加时温度控制在90～100℃；(3)滴加完后保持温度继续反应1～4小时，降温出料，即得所述水煤浆添加剂。

Description

一种改性龙须菜水煤浆添加剂及其制备方法
技术领域
本发明属于精细化工领域，特别涉及一种改性龙须菜水煤浆添加剂及其制备方法。
背景技术
当前限制水煤浆技术推广的主要难题。首要是煤种上的特殊需求，适合进行制浆操作的煤炭存在对应的种类限制，主要以中高等变质煤为主。而伴随该技术的进一步拓展，煤炭资源的需求随之增大，中高阶煤种作为主要制浆煤种也面临越来越大的压力。我国煤炭资源中低阶煤具有储量丰富，价格偏低的优势，我国西部地区主要以低阶煤种为主，即“三低”、“两高”，前者代表着低硫、灰和磷；后者代表着高挥发分以及发热量，但该煤种存在成浆浓度偏低，浆体性能差等缺点，为制浆提供了技术难题，有待技术上的突破，极具发展潜力。煤种的不同，煤样的氧化状况、疏水性能也有着一定的差异，煤质特性存在的差异造成实际的制浆性能有着明显的区别。目前，在水煤浆技术的研究、开发中，可以通过对水煤浆添加剂的改性、复配，寻求一种适合低阶煤成浆的水煤浆添加剂，以制备出高浓度、性能优良的水煤浆，并且产品成本低，具有明显的价格优势。所以目前我国制浆用煤趋势定位于低阶煤。拓展低阶煤制浆的工业生产，对水煤浆技术的工业和煤炭资源的可持续发展具有重要的意义。
水煤浆技术的核心技术之一是水煤浆添加剂技术，添加剂会影响到水煤浆的成浆性能及其生产成本，间接影响到水煤浆技术在我国的推广应用和产业化进程。
因此，目前市场急需研究、开发性能优良，原料来源广，价格低廉的水煤浆添加剂，促进我国水煤浆技术的发展，提高煤炭的燃烧效率，实现水煤浆规模性生产，减少环境污染的同时保证我国的能源安全。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改性龙须菜水煤浆添加剂及其制备方法，该稳定剂能更好提高水煤浆的稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种改性龙须菜水煤浆添加剂，主要由下述份数配比的原料组分制成：
Figure BDA0001630118830000021
所述不饱和磺酸盐为丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
所述多乙烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和五乙烯六胺中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中的一种或几种的混合物。
一种改性龙须菜水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于：通过如下步骤实现：
(1)将龙须菜粉碎成粉末后加入水充分混合，搅拌均匀，于微波辐射功率250～550W下糊化3～8分钟，冷却至室温；
(2)将上述糊化后的龙须菜加入反应釜中，再往反应釜中加入不饱和磺酸盐、多乙烯多胺，开启搅拌并升温，待升温至85～110℃后开始滴加质量百分比浓度为1～10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由所述引发剂和部分所述水配制而成；滴加时间控制在3～5小时，滴加时温度控制在90～100℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应1～4小时，降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
与现有技术相比，本发明具有以下显著效果：
1、利用龙须菜原料来源方便，容易降解的优点，通过改性，引入磺酸基团等官能团，使得产品更能有效改善煤粒表面的疏水性，从而可以制得流动性，稳定性优良的水煤浆。
2、该产品无毒无害，使用不受季节和区域限制，便于运输和储存；
3、该产品生产工艺简单、条件温和，生产过程加料、条件都容易控制，整个工艺过程无“三废”排出，是一种绿色环保型、无污染清洁化生产工艺。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步详细阐述。
本发明的一种改性龙须菜水煤浆添加剂，由下述份数配比的原料组分制成：
Figure BDA0001630118830000031
所述不饱和磺酸盐为丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
所述多乙烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和五乙烯六胺中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
本发明一种改性龙须菜水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)将龙须菜粉碎成粉末后加入水充分混合，搅拌均匀，于微波辐射功率250～550W下糊化3～8分钟，冷却至室温；
(2)将上述糊化后的龙须菜加入反应釜中，再往反应釜中加入不饱和磺酸盐、多乙烯多胺，开启搅拌并升温，待升温至85～110℃后开始滴加质量百分比浓度为1～10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由所述引发剂和部分所述水配制而成；滴加时间控制在3～5小时，滴加时温度控制在90～100℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应1～4小时，降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
下面以具体的实施例对本发明进行详细说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
本发明的一种改性龙须菜水煤浆添加剂，由下述质量份数配比的原料组分制成：
Figure BDA0001630118830000041
本发明一种改性龙须菜水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)将28份龙须菜粉碎成粉末后加入67.5份水充分混合，搅拌均匀，于微波辐射功率300W下糊化4分钟，冷却至室温；
(2)将上述糊化后的龙须菜加入反应釜中，再往反应釜中加入2份丙烯磺酸钠、1.5份二乙烯三胺，开启搅拌并升温，待升温至88℃后开始滴加质量百分比浓度为5％的过硫酸钠溶液，此过硫酸钠溶液由0.05份过硫酸钠和0.95份水配制而成；滴加时间控制在3.5小时，滴加时温度控制在92℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应2小时，降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
实施例2
本发明的一种改性龙须菜水煤浆添加剂，由下述质量份数配比的原料组分制成：
Figure BDA0001630118830000042
本发明一种改性龙须菜水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)将25份龙须菜粉碎成粉末后加入64份水充分混合，搅拌均匀，于微波辐射功率300W下糊化5分钟，冷却至室温；
(2)将上述糊化后的龙须菜加入反应釜中，再往反应釜中加入4份丙烯磺酸钠、2份二乙烯三胺，开启搅拌并升温，待升温至100℃后开始滴加质量百分比浓度为2％的过硫酸钠溶液，此过硫酸钠溶液由0.1份过硫酸钠和4.9份水配制而成；滴加时间控制在3.5小时，滴加时温度控制在98℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应2.4小时，降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
实施例3
本发明的一种改性龙须菜水煤浆添加剂，由下述质量份数配比的原料组分制成：
Figure BDA0001630118830000051
本发明一种改性龙须菜水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)将20份龙须菜粉碎成粉末后加入54.5份水充分混合，搅拌均匀，于微波辐射功率450W下糊化7分钟，冷却至室温；
(2)将上述糊化后的龙须菜加入反应釜中，再往反应釜中加入13份甲基丙烯磺酸钠、2.5份三乙烯四胺，开启搅拌并升温，待升温至100℃后开始滴加质量百分比浓度为3％的过硫酸钾溶液，此过硫酸钾溶液由0.3份过硫酸钾和9.7份水配制而成；滴加时间控制在4小时，滴加时温度控制在95℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应2.5小时，降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
实施例4
本发明的一种改性龙须菜水煤浆添加剂，由下述质量份数配比的原料组分制成：
Figure BDA0001630118830000052
Figure BDA0001630118830000061
本发明一种改性龙须菜水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)将24份龙须菜粉碎成粉末后加入52份水充分混合，搅拌均匀，于微波辐射功率450W下糊化7.5分钟，冷却至室温；
(2)将上述糊化后的龙须菜加入反应釜中，再往反应釜中加入11份甲基丙烯磺酸钠、3份三乙烯四胺，开启搅拌并升温，待升温至108℃后开始滴加质量百分比浓度为5％的过硫酸钾溶液，此过硫酸钾溶液由0.5份过硫酸钾和9.5份水配制而成；滴加时间控制在3.3小时，滴加时温度控制在92℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应1.5小时，降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
实施例5
本发明的一种改性龙须菜水煤浆添加剂，由下述质量份数配比的原料组分制成：
Figure BDA0001630118830000062
本发明一种改性龙须菜水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)将16份龙须菜粉碎成粉末后加入57份水充分混合，搅拌均匀，于微波辐射功率280W下糊化5.5分钟，冷却至室温；
(2)将上述糊化后的龙须菜加入反应釜中，再往反应釜中加入13份苯乙烯磺酸钠、4份四乙烯五胺，开启搅拌并升温，待升温至88℃后开始滴加质量百分比浓度为7％的过硫酸铵溶液，此过硫酸铵溶液由0.7份过硫酸铵和9.3份水配制而成；滴加时间控制在4.8小时，滴加时温度控制在99℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应3.7小时，降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
实施例6
本发明的一种改性龙须菜水煤浆添加剂，由下述质量份数配比的原料组分制成：
Figure BDA0001630118830000071
其中：所述引发剂为过硫酸钠和过硫酸钾两种的混合物，过硫酸钠和过硫酸钾钠的用量分别为0.3份和0.6份。
本发明一种改性龙须菜水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)将29份龙须菜粉碎成粉末后加入42.4份水充分混合，搅拌均匀，于微波辐射功率530W下糊化3.2分钟，冷却至室温；
(2)将上述糊化后的龙须菜加入反应釜中，再往反应釜中加入14份苯乙烯磺酸钠、4.6份五乙烯六胺，开启搅拌并升温，待升温至100℃后开始滴加质量百分比浓度为9％的引发剂溶液，此引发剂溶液由0.3份过硫酸钠、0.6份过硫酸钾和9.1份水配制而成；滴加时间控制在4.2小时，滴加时温度控制在95℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应3小时，降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
以下为使用本发明的改性龙须菜水煤浆添加剂和市售的水煤浆添加剂进行的成浆试验。
表1本发明实施例1～6制备的产品与市售的水煤浆添加剂的性能对比表
Figure BDA0001630118830000072
Figure BDA0001630118830000081
备注：煤种为易成浆的贫瘦煤。
表2本发明实施例1～6制备的产品与市售的水煤浆添加剂的性能对比表
Figure BDA0001630118830000082
备注：煤种为一般性弱粘煤。
表3本发明实施例1～6制备的产品与市售的水煤浆添加剂的性能对比表
Figure BDA0001630118830000083
Figure BDA0001630118830000091
备注：煤种为难成浆的长焰煤。
表4本发明实施例1～6制备的产品与市售的水煤浆添加剂的性能对比表
Figure BDA0001630118830000092
备注：煤种为极难成浆的褐煤。
从上表可知，本发明实施例1～6制备的改性龙须菜水煤浆添加剂性能良好，能满足工业生产的需求，具有良好的分散性和广泛的适应性等优点，是一种较好的水煤浆添加剂。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (4)

1.一种改性龙须菜水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于：所述改性龙须菜水煤浆添加剂主要由下述质量份数配比的原料组分制成：龙须菜10～30份、不饱和磺酸盐1～15份、多乙烯多胺1～5份、引发剂0.01～1份、水50～70份；所述改性龙须菜水煤浆添加剂的制备通过如下步骤实现：
（1）将龙须菜粉碎成粉末后加入水充分混合，搅拌均匀，于微波辐射功率250～550W下糊化3～8分钟，冷却至室温；
（2）将上述糊化后的龙须菜加入反应釜中，再往反应釜中加入不饱和磺酸盐、多乙烯多胺，开启搅拌并升温，待升温至85～110℃后开始滴加质量百分比浓度为1～10%的引发剂溶液，此引发剂溶液由所述引发剂和部分所述水配制而成；滴加时间控制在3～5小时，滴加时温度控制在90～100℃；
（3）滴加完后保持温度继续反应1～4小时，降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
2.根据权利要求1所述的一种改性龙须菜水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于：所述不饱和磺酸盐为丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种改性龙须菜水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于：所述多乙烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和五乙烯六胺中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种改性龙须菜水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
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