CN110564467B

CN110564467B - 一种环保水煤浆添加剂及其在水煤浆掺废制备工艺中的应用

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Publication number: CN110564467B
Application number: CN201910785033.4A
Authority: CN
Inventors: 刘光华; 张洪明; 孙金忠; 陆玉峰
Original assignee: CHANGZHOU ZHONGNAN CHEMICAL CO LTD
Current assignee: CHANGZHOU ZHONGNAN CHEMICAL CO LTD
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2021-10-15
Anticipated expiration: 2039-08-23
Also published as: CN110564467A

Abstract

本发明涉及一种高效环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸盐20～50％、淀粉工业废水(以固含量计)20～50％、腰果酚磺酸盐10～60％、萘磺酸盐甲醛缩合物0～50％和磺化丙酮‑甲醛缩聚物0～50％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸盐复配，然后再与腰果酚磺酸盐和/或萘磺酸盐甲醛缩合物和/或磺化丙酮‑甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。本发明的高效环保水煤浆添加剂，葡萄糖酸盐、淀粉工业废水、腰果酚磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物和磺化丙酮‑甲醛缩聚物具有复配协同效应，增强了煤‑水‑掺烧物体系的悬浮稳定性及体系相容性；同时原料都是无毒性、生物降解性很强的原料，能减轻环境污染，满足绿色、生态保护要求。

Description

一种环保水煤浆添加剂及其在水煤浆掺废制备工艺中的应用

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体涉及一种环保水煤浆添加剂及其在水煤浆掺废制备工艺中的应用。

背景技术

水煤浆是用一定级配细度的煤粉、水和水煤浆添加剂混合而成，它是一种具有一定稳定性和流动性的浆状煤炭产品，大规模应用于合成甲醇、氨、烯烃、燃油、天然气等煤化工领域。由于水煤浆拥有能效高、低污染、成本低等显著技术、经济优势，因此成为我国实施洁净煤战略的关键技术之一。

煤炭主体属于疏水性的非极性碳氢化合物，水煤浆添加剂的作用是使煤粉分散于水中形成具有流动性的均匀、稳定浆体，其分散机理主要是能有效吸附在煤颗粒表面，提高煤粒亲水性，并能在煤粒表面形成双电层和立体位阻。水煤浆添加剂总体上分为阴离子型和非离子型两大类，鉴于使用效果、成本及原材料易得性等考虑，目前市场上广泛使用的有木质素系，如碱木素、木质素磺酸盐；萘系，如萘磺酸盐甲醛缩合物；脂肪族添加剂，如磺化丙酮-甲醛缩聚物等；或者上述两种或两种以上产品的复配物。

随着国家和地方环境保护法律法规的日趋严格，为了充分利用工艺废渣、废水以减少废渣、废水处理量，降低处理排放压力，同时降低煤气化生产成本，煤化工企业近年来普遍采用水煤浆掺废制备工艺，主要用于掺加的掺烧物有石化企业生化活性污泥、废焦油、煤油混炼油渣，以及煤化工工艺产生的DMTO含甲醇废水、MTBE废碱液、火炬凝液、变换凝液及工艺凝液废水、净化甲醇废液、含醛废水、醋酸残渣、兰炭末、工艺油渣等，以及其他合成化工工艺产生的精(蒸)馏残渣、含矿物油、有机溶剂或有机树脂废物、含酚废物等废水、废渣。

由于废渣、废水等掺烧物成分复杂，主要为较弱极性有机物质，降低了水-煤体系的整体极性，与水-煤体系相容性差，导致制浆难度大幅增加，使得煤浆浓度偏低，煤浆流动性、稳定性较差，严重降低了煤气化效率。普通水煤浆添加剂多数为含较强极性的磺酸基的有机物，因此体系整体相容性差，煤-水-掺烧物体系分散、稳定效能减弱。

因而，针对该不利工况，需要研制高效的水煤浆添加剂，以解决现有的水煤浆添加剂的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术中所述的现有的水煤浆添加剂无法适用于水煤浆掺废制备工艺的问题，提供一种价格低廉、原材料来源丰富的水煤浆添加剂。

能够实现本发明的发明目的的技术方案如下：

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸盐20～50％、淀粉工业废水(以固含量计)20～50％、腰果酚磺酸盐10～60％、萘磺酸盐甲醛缩合物0～50％和磺化丙酮-甲醛缩聚物0～50％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸盐复配，然后再与腰果酚磺酸盐和/或萘磺酸盐甲醛缩合物和/或磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。

进一步的方案是：其包括的组份及重量百分比为葡萄糖酸盐30～50％、淀粉工业废水(以固含量计)30～50％、腰果酚磺酸盐10～40％和萘磺酸盐甲醛缩合物10～30％。

进一步的方案是：其包括的组份及重量百分比为葡萄糖酸盐30～50％、淀粉工业废水(以固含量计)30～50％、腰果酚磺酸盐10～40％和磺化丙酮-甲醛缩聚物10～30％。

进一步的方案是：所述的葡萄糖酸盐为葡萄糖酸钠盐、葡萄糖酸钾盐或葡萄糖酸氨盐中的一种或几种。

进一步的方案是：所述的腰果酚磺酸盐为腰果酚磺酸钠盐、腰果酚磺酸钾盐或腰果酚磺酸氨盐中的一种或几种。

进一步的方案是：所述的萘磺酸盐甲醛缩合物为萘磺酸钠甲醛缩合物、萘磺酸钾甲醛缩合物或萘磺酸氨甲醛缩合物中的一种或几种。

本发明的另一个目的在于提供上述的水煤浆添加剂在水煤浆掺废制备工艺中的应用。

一种环保水煤浆添加剂的应用，用于水煤浆掺废制备工艺，提高水煤浆添加剂与煤-水-掺烧物体系的相容性，提高煤浆浓度，改善煤浆工艺性能，降低水煤浆添加剂添加率及制浆成本。

本发明的有益效果如下：1)本发明的环保水煤浆添加剂，公开了葡萄糖酸盐、淀粉工业废水、腰果酚磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物和磺化丙酮-甲醛缩聚物的复配协同效应，淀粉工业废水中的含较弱极性官能团聚合物长链结构能与葡萄糖酸盐中的含较弱极性官能团的碳链分子结构有效结合，同时能有效地与腰果酚磺酸盐分子中的15碳疏水长链，或与萘磺酸盐甲醛缩合物、或磺化丙酮-甲醛缩聚物脂肪族添加剂分子中的非极性基团有效结合，从而穿插、缠绕于煤粒间形成空间网状结构，这种空间位阻效应增强了煤-水-掺烧物体系的悬浮稳定性及体系相容性；2)葡萄糖酸盐工业上一般以含有葡萄糖的物质(例如谷物)为原料采用发酵法制得，淀粉工业废水是以农产品为原料，进行淀粉加工或深加工而产生的废水，两种原料均为无毒性、生物降解性很强的原料，本发明配方属环保设计，能有效减轻环境污染，全面满足绿色、生态保护要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸钠20％、淀粉工业废水(以固含量计)20％、腰果酚磺酸钠20％、萘磺酸钠甲醛缩合物20％和磺化丙酮-甲醛缩聚物20％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸钠、萘磺酸钠甲醛缩合物、磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。

实施例2

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸钾30％、淀粉工业废水(以固含量计)30％、腰果酚磺酸钠40％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸钠复配制得成品添加剂。

实施例3

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸钠20％、淀粉工业废水(以固含量计)20％、腰果酚磺酸钾60％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸钾复配制得成品添加剂。

实施例4

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸氨30％、淀粉工业废水(以固含量计)30％、腰果酚磺酸钾10％、萘磺酸钾甲醛缩合物30％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸钾、萘磺酸钾甲醛缩合物复配制得成品添加剂。

实施例5

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸钠30％、淀粉工业废水(以固含量计)30％、腰果酚磺酸氨10％、磺化丙酮-甲醛缩聚物30％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸氨、磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。

实施例6

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸氨50％、淀粉工业废水(以固含量计)20％、腰果酚磺酸氨10％、萘磺酸氨甲醛缩合物20％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸氨、萘磺酸氨甲醛缩合物复配制得成品添加剂。

实施例7

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸钾50％、淀粉工业废水(以固含量计)20％、腰果酚磺酸钾10％、磺化丙酮-甲醛缩聚物20％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸钾、磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。

实施例8

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸钠20％、淀粉工业废水(以固含量计)50％、腰果酚磺酸氨10％、萘磺酸钠甲醛缩合物20％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸氨、萘磺酸钠甲醛缩合物复配制得成品添加剂。

实施例9

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸氨20％、淀粉工业废水(以固含量计)50％、腰果酚磺酸钠10％、磺化丙酮-甲醛缩聚物20％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸钠、磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。

实施例10

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸钠20％、淀粉工业废水(以固含量计)20％、腰果酚磺酸钾10％、萘磺酸钾甲醛缩合物50％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸钾、萘磺酸钾甲醛缩合物复配制得成品添加剂。

实施例11

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸钠20％、淀粉工业废水(以固含量计)20％、腰果酚磺酸氨10％、磺化丙酮-甲醛缩聚物50％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸氨、磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。

实施例12

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸氨30％、淀粉工业废水(以固含量计)20％、腰果酚磺酸钾10％、萘磺酸氨甲醛缩合物20％和磺化丙酮-甲醛缩聚物20％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸钾、萘磺酸氨甲醛缩合物、磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。

实施例13

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸钾20％、淀粉工业废水(以固含量计)30％、腰果酚磺酸钠10％、萘磺酸钠甲醛缩合物20％和磺化丙酮-甲醛缩聚物20％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸钠、萘磺酸钠甲醛缩合物、磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。

实施例14

一种环保水煤浆添加剂，其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸钠30％、淀粉工业废水(以固含量计)30％、腰果酚磺酸氨20％、萘磺酸钾甲醛缩合物10％和磺化丙酮-甲醛缩聚物10％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与腰果酚磺酸氨、萘磺酸钾甲醛缩合物、磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。

下表为实施例1～14的环保水煤浆添加剂的各组分配比方案：

下面是申请人对现有的水煤浆添加剂以及本发明的实施例1-14的环保水煤浆添加剂进行实验测试，所得出的实验结果，性能测试方法为：将煤样破碎、烘干、研磨，然后用不锈钢标准分析套筛进行筛分，制得一定粒径分布的煤粉。在不同设定煤浆浓度下按配比将一定级配煤粉、煤油混炼油渣、磨煤水及添加剂高速搅拌混匀成浆，上述煤油混炼油渣掺加量为10％，测试制得水煤浆浓度、黏度、流动性、48小时稳定性等质量技术指标。

下表为实施例1～14的环保水煤浆添加剂与现有添加剂的对比实验结果：

从上表中的对比数据可以看出本发明的方案制备的掺废水煤浆，在相同条件下与现有的水煤浆添加剂相比，水煤浆添加剂的用量少，添加率低，降低了制备水煤浆的成本，同时，制成的水煤浆浓度高，表观黏度低，流动性好，而且稳定性好，静置48小时无硬沉淀出现，明显提升了水煤浆的性能。

以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

Claims

1.一种环保水煤浆添加剂，其特征在于：其包括的组份及重量百分比为：葡萄糖酸盐20～50％、淀粉工业废水以固含量计20～50％、腰果酚磺酸盐10～60％、萘磺酸盐甲醛缩合物0～50％和磺化丙酮-甲醛缩聚物0～50％，淀粉工业废水经pH值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸盐复配，然后再与腰果酚磺酸盐和/或萘磺酸盐甲醛缩合物和/或磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。

2.根据权利要求1所述的环保水煤浆添加剂，其特征在于：其包括的组份及重量百分比为葡萄糖酸盐30～50％、淀粉工业废水以固含量计30～50％、腰果酚磺酸盐10～40％和萘磺酸盐甲醛缩合物10～30％。

3.根据权利要求1所述的环保水煤浆添加剂，其特征在于：其包括的组份及重量百分比为葡萄糖酸盐30～50％、淀粉工业废水以固含量计30～50％、腰果酚磺酸盐10～40％和磺化丙酮-甲醛缩聚物10～30％。

4.根据权利要求1所述的环保水煤浆添加剂，其特征在于：所述的葡萄糖酸盐为葡萄糖酸钠盐、葡萄糖酸钾盐或葡萄糖酸氨盐中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的环保水煤浆添加剂，其特征在于：所述的腰果酚磺酸盐为腰果酚磺酸钠盐、腰果酚磺酸钾盐或腰果酚磺酸氨盐中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的环保水煤浆添加剂，其特征在于：所述的萘磺酸盐甲醛缩合物为萘磺酸钠甲醛缩合物、萘磺酸钾甲醛缩合物或萘磺酸氨甲醛缩合物中的一种或几种。

7.上述权利要求1-6中任意一种环保水煤浆添加剂的应用，其特征在于：用于水煤浆掺废制备工艺。