CN108753387A - 一种利用表面活性剂废水生产水煤浆工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种利用表面活性剂废水生产水煤浆工艺方法，属于煤化工技术领域，包括以下步骤：将表面活性剂废水、水和添加剂加入至药剂筒内，混合均匀，制成添加剂溶液；使用破碎机将块煤破碎至不大于3mm的面煤备用；将添加剂溶液和煤粉加入至原料桶内，球磨得到原始水煤浆；将原始水煤浆经过过滤和稳定处理后再进行强化剪切和均质熟化，得到成品水煤浆，最后泵入储浆罐中。本发明所添加的表面活性剂废水能促进煤颗粒在水中均匀分散；还能提高煤的亲水性和增强煤粒间的静电斥力；所添加的表面活性剂废水具有一定发热量，使所制备的水煤浆与传统同浓度水煤浆相比具有更高的发热量；与传统生产工艺相比，可节约开采地下水30％以上，可降低药剂成本约10％。

Description

一种利用表面活性剂废水生产水煤浆工艺方法

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种利用表面活性剂废水生产水煤浆工艺方法。

背景技术

水煤浆是一种新型、高效、清洁的煤基燃料，它是由65％的煤，34％左右的水和约1％的添加剂经多道严密工序加工而成。它既保留了煤炭原有的物理特征；同时又具有石油一样的流动性，可以储存、泵送、雾化及稳定燃烧；加之其低廉的价格，是一种比较理想的代油煤炭洁净燃料。水煤浆广泛应用于工业锅炉、工业窑炉和电站锅炉，代油、代气、代煤燃烧；也可作为气化原料，用于生产合成氨和合成甲醇等，可有效减少煤尘污染、低硫化物及氮化物排放。

表面活性剂废水是一种危害大、难处理的化工产物。水煤浆的制备过程中需要加入羟基或羧甲基添加剂，一些表面活性剂废水中具有水煤浆添加剂相类似的元素含量。将这些表面活性剂废水与水煤浆的制备有机结合，一方面降低水煤浆生产中的药剂成本，另一方面为该表面活性剂废水的处理到来新方向。

目前，国内外制备水煤浆的过程中绝大多数是开采地下水同时加入粉末状或液态添加剂进行水煤浆的制备，耗水量大，同时药剂成本也是水煤浆制备过程中的较大支出。

针对水煤浆制备过程中的上诉缺点，使用表面活性剂废水进行水煤浆的制备研究成为目前的研究热点。例如，中国专利申请CN201710111245.5公开了一种用酚水及其他工业污水生产水煤浆的添加剂，其特征在于由下列质量百分比的原料组成：萘系减水剂30-70％、木质素磺酸盐10-40％、氢氧化钠5-20％、碳酸钠5-15％、蒽系减水剂5-25％、羧甲基纤维素1-6％、聚氯化铝0.1-2％、硅酸钠5-20％。然而，这些复配的水煤添加剂仍然暴露出多种问题和不足，主要是水煤浆的粘度、析水率、流动性和稳定性不尽人意；或者用量较大导致成本较高。因此，迫切需要开发一种新的表面活性剂废水直接添加至水煤浆制备中来降低水煤浆的生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用表面活性剂废水生产水煤浆工艺方法，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明一种利用表面活性剂废水生产水煤浆工艺方法，包括以下步骤：

1)添加剂溶液的制备：将表面活性剂废水、水和添加剂加入至药剂筒内，混合均匀，制成添加剂溶液；

2)块煤的破碎：使用破碎机将块煤破碎至不大于3mm的面煤备用；

3)原始水煤浆的制备：将添加剂溶液和破碎后的块煤加入至原料桶内，混合均匀后泵入球磨机进行球磨，得到原始水煤浆；

4)后处理：将原始水煤浆经过振动筛除渣后泵入滤浆器处理，处理后的水煤浆和稳定剂溶液一起加入到稳定桶中再次搅拌，然后再进行强化剪切和均质熟化，得到成品水煤浆，最后泵入储浆罐中。

步骤1)中加入总量5-13wt％的表面活性剂废水，及总量2wt％的添加剂，所述的总量指步骤1)至2)中所述的表面活性剂废水、水、添加剂和煤粉的总量。

所述添加剂包括以下重量分数的组分：减水剂18-42wt％，木质素磺酸钠19-37wt％，无机碱9-19wt％，乙二醇2-18wt％，五水偏硅酸钠1-11wt％，羟甲基纤维素1-12wt％。

所述添加剂包括以下重量分数的组分：减水剂21wt％，木质素磺酸钠36wt％，无机碱17wt％，乙二醇14wt％，五水偏硅酸钠4wt％，羟甲基纤维素8wt％。

表面活性剂废水中为含有阴离子型表面活性剂的废水，阴离子型表面活性剂能够吸附于煤颗粒表面，使颗粒显示电性能，颗粒间由于带相同电荷而相互排斥，使煤颗粒被分散而释放颗粒间多余的水分而产生减水作用。

本发明的有益效果为：

1)本发明所添加的表面活性剂废水不仅能促进分散相(煤颗粒)在分散介质(水)中均匀分散；还能提高煤的亲水性和增强煤粒间的静电斥力。

2)本发明所添加的表面活性剂废水里面还有C、N等元素，在燃烧过程中是能发热量，使所制备的水煤浆与传统同浓度水煤浆相比具有更高的发热量。

3)与传统生产工艺相比，本发明可节约开采地下水30％以上，并可降低药剂成本约10％。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例中使用的煤样产地为天安矿业星村煤矿。相关指标：全水分6.1％；灰分9％；硫分0.50,；发热量6613Kcal/kg；可磨性指数HGI为60。

实施例中使用的无机碱为离子膜烧碱和片碱。

实施例1

按照本发明所述的制备工艺流程生产水煤浆330吨；其中原料234吨，表面活性剂废水43吨，添加剂0.66吨，水53吨。表面活性剂废水的添加量为13wt％，添加剂的添加量为2wt％，添加剂中各组分的的重量分数如表1所示。制备所得水煤浆各项性能如表2所示。

实施例2

按照本发明所述的制备工艺流程生产水煤浆330吨；其中原料234吨，表面活性剂废水16.5吨，添加剂0.66吨，水53吨。表面活性剂废水的添加量为5wt％，添加剂的添加量为2wt％，添加剂中各组分的的重量分数如表1所示。制备所得水煤浆各项性能如表2所示。

实施例3

按照本发明所述的制备工艺流程生产水煤浆330吨；其中原料250.6吨，表面活性剂废水26.4吨，添加剂0.66吨，水53吨。表面活性剂废水的添加量为8wt％，添加剂的添加量为2wt％，添加剂中各组分的的重量分数如表1所示。制备所得水煤浆各项性能如表2所示。

对比例1

重复实施例1的步骤，但所制水煤浆过程中不添加表面活性剂废水，用水代替。添加剂的组成和所制水煤浆的各项性能分别如表1和表2所示。

对比例2

重复实施例2的步骤，用水代替表面活性剂废水，添加剂的组成和所制水煤浆的各项性能分别如表1和表2所示。

对比例3

重复实施例3的步骤，用水代替表面活性剂废水，添加剂的组成和所制水煤浆的各项性能分别如表1和表2所示。

表1

表2

从表2可以看出，在同样的制备工艺，同样的原料添加量的情况下，添加本发明的表面活性剂废水所制备的水煤浆具有更高的浓度、更高的发热量，同时硫分无增加、灰分无明显增加，达到二级浆的标准。24小时的静态析水率明显低于行业标准所要求的3％，而对比例1-3的水煤浆表面均出现明显析水。本发明的水煤浆成浆性良好，浆体流动性好，30天内不分层，无沉淀；60天内不分层，无不可恢复的硬沉淀。因此，添加该表面活性剂废水的水煤浆运输、存放方便，可随时配置使用。

另外，通过该表面活性剂废水的添加，减少了纯水的添加，一方面节约了水资源的开采，另一方面为该表面活性剂废水的处理带来了新方向。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种利用表面活性剂废水生产水煤浆工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)添加剂溶液的制备：将表面活性剂废水、水和添加剂加入至药剂筒内，混合均匀，制成添加剂溶液；

2)块煤的破碎：使用破碎机将块煤破碎至不大于3mm的面煤备用；

3)原始水煤浆的制备：将添加剂溶液和破碎后的块煤加入至原料桶内，混合均匀后泵入球磨机进行球磨，得到原始水煤浆；

4)后处理：将原始水煤浆经过振动筛除渣后泵入滤浆器处理，处理后的水煤浆和稳定剂溶液一起加入到稳定桶中再次搅拌，然后再进行强化剪切和均质熟化，得到成品水煤浆，最后泵入储浆罐中。

2.根据权利要求1所述的一种利用表面活性剂废水生产水煤浆工艺方法，其特征在于，步骤1)中加入总量5-13wt％的表面活性剂废水，及总量2wt％的添加剂。

3.根据权利要求2所述的一种利用表面活性剂废水生产水煤浆工艺方法，其特征在于，所述的总量指步骤1)至2)中所述的表面活性剂废水、水、添加剂和煤粉的总量。

4.根据权利要求1或2所述的一种利用表面活性剂废水生产水煤浆工艺方法，其特征在于，所述添加剂包括以下重量分数的组分：减水剂18-42wt％，木质素磺酸钠19-37wt％，无机碱9-19wt％，乙二醇2-18wt％，五水偏硅酸钠1-11wt％，羟甲基纤维素1-12wt％。

5.根据权利要求3所述的一种利用表面活性剂废水生产水煤浆工艺方法，其特征在于，所述添加剂包括以下重量分数的组分：减水剂21wt％，木质素磺酸钠36wt％，无机碱17wt％，乙二醇14wt％，五水偏硅酸钠4wt％，羟甲基纤维素8wt％。

6.根据权利要求1或2所述的一种利用表面活性剂废水生产水煤浆工艺方法，其特征在于，表面活性剂废水中为含有阴离子型表面活性剂的废水。