CN111944483A - 一种煤炭助磨剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种煤炭助磨剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤炭助磨剂及其制备方法与应用。本发明所述的煤炭助磨剂主要应用于水泥生产工艺中的煤粉制备过程。它的组分及含量按其质量百分比为：十二烷基苯磺酸钠20‑45%，焦磷酸钠10‑35%，木质素磺酸钙3‑7%，余量为水。本发明所述的煤炭助磨剂随煤炭一同进入球磨机中，加入后能明显降低煤粉平均粒度，改善煤粉的整体粒度分布，提高球磨机的粉磨效率。

Description

一种煤炭助磨剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种水泥生产添加剂，特别是涉及一种煤炭助磨剂。
背景技术
水泥行业是高耗能行业，能源消耗占到水泥熟料成本的65％。其中，煤炭消耗占到水泥熟料成本的50％～55％。日产5000吨的水泥生产线中，每吨熟料的生产需要消耗标准煤105～110kg，每年需要消耗21～22万吨标准煤。因此在能源日益紧张、环境问题亟待改善的时代背景下，降低煤耗成为水泥行业绿色发展的重要任务。粒度是影响煤粉燃烧特性的主要因素之一，通过调节煤粉粒度，可以改善其燃烧性能，保证煤耗降低，提高水泥生产品质。
粉磨工序是水泥生产中耗能最高的环节，每生产1吨水泥大约需要粉磨3吨物料，包括煤粉等燃料以及生料和成品的粉磨，粉磨工序的电耗占水泥生产总电耗的60～70％。目前水泥行业中煤炭粉磨设备多为球磨机，但球磨机的能量利用率在15％以下，电能大多转化为无效的热能，因此提高煤炭粉磨的效率及能量利用率可有效实现水泥生产的节能减排。添加助磨剂可以有效提高煤炭粉磨效率，降低煤粉的平均粒度，改善煤粉粒度分布的均匀性。水泥行业中传统助磨剂通常为三乙醇胺、三异丙醇胺等醇胺类物质，这些助磨剂通常具有选择性，往往只对某种物料具有助磨效果。
目前助磨剂在水泥行业的应用研究主要集中在水泥粉磨的试验中，由于煤炭与水泥物料在组成上的差异，传统助磨剂对于煤炭而言存在助磨效果不佳的问题，因此开发一种煤炭助磨剂成为了本技术领域亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤炭助磨剂，使其在煤炭粉磨过程中提高粉磨效率，降低煤粉的平均粒度，改善煤粉的燃烧性能，达到节约能源、降低煤耗的目的。
为实现上述目的，本发明提供了一种煤炭助磨剂，其主要由有机盐类和无机盐类复配而成，且性质稳定，其中组分及含量按其质量百分比如下：十二烷基苯磺酸钠20-45％，焦磷酸钠10-35％，木质素磺酸钙3-7％，余量为去离子水。优先地，所述煤炭添加剂组分及含量按其质量百分比如下：十二烷基苯磺酸钠25％，焦磷酸钠13％，木质素磺酸钙5％，余量为去离子水。所述煤炭添加剂中的助磨组分在加入到煤炭中时会渗透到煤中有机组分和矿物组分的界面，使得煤中矿物组分更容易解离出来并反作用于原煤，起到一定的助磨作用。并且所述的煤炭添加剂会吸附于煤粉颗粒表面，通过空间位阻效应来防止粉磨过长而导致的颗粒团聚现象。
本发明还提供了一种煤炭助磨剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(a)按照各物质的用量，准确称量各物质，将去离子水分为A、B两份备用；
(b)将焦磷酸钠和木质素磺酸钙加入到去离子水A中，通过磁力搅拌至完全溶解，得到混合液待用；
(c)将十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水B中，通过磁力搅拌至完全溶解，静置待用；
(d)将步骤(b)所得的混合液缓慢加入至十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌均匀。
进一步地，步骤(a)中，去离子水A、B的比例为1:1。
本发明的一种煤炭助磨剂，其使用时均匀喷洒在原料输送带上，与煤炭共同进入磨机进行粉磨。
本发明的一种煤炭助磨剂，其使用时添加量为300～1200克/吨煤。
本发明的一种煤炭助磨剂，性质稳定，在煤粉磨过程中起到促进矿物质解离与防止颗粒团聚的作用，降低煤粉的平均粒度，提高煤粉粒度分布的均匀性，缩短粉磨时间，提高粉磨工作效率。适用于各种煤种，如烟煤、无烟煤等。制作工艺简单、操作便捷，便于大量生产。
附图说明
图1为煤粉激光粒度频率分布图。
图2为煤粉激光粒度累积分布图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。
实施例1
一种煤炭助磨剂，其组成按质量百分比如下：十二烷基苯磺酸钠20％，焦磷酸钠16％，木质素磺酸钙3％，余量为水；制备40g的煤炭助磨剂。待3kg原煤破碎，烘干后，与原煤一同加入球磨机中粉磨30min，采用激光粒度分布仪测定其粒度分布。编号为实施例1。
所述助磨剂的制备方法包括如下步骤：
(a)按照上述煤炭助磨剂各物质的用量，准确称量各物质，将去离子水分为A、B两份备用，两者比例为1:1；
(b)将焦磷酸钠和木质素磺酸钙加入到去离子水A中，通过磁力搅拌至完全溶解，得到混合液待用；
(c)将十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水B中，通过磁力搅拌至完全溶解，静置待用；
(d)将步骤(b)所得的混合液缓慢加入至十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌均匀。
实施例2
一种煤炭助磨剂，其组成按质量百分比如下：十二烷基苯磺酸钠25％，焦磷酸钠13％，木质素磺酸钙5％，余量为水；制备38g的煤炭助磨剂。待3kg原煤破碎，烘干后，与原煤一同加入球磨机中粉磨30min，采用激光粒度分布仪测定其粒度分布。编号为实施例2。
所述助磨剂的制备方法包括如下步骤：
(a)按照上述煤炭助磨剂各物质的用量，准确称量各物质，将去离子水分为A、B两份备用，两者比例为1:1；
(b)将焦磷酸钠和木质素磺酸钙加入到去离子水A中，通过磁力搅拌至完全溶解，得到混合液待用；
(c)将十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水B中，通过磁力搅拌至完全溶解，静置待用；
(d)将步骤(b)所得的混合液缓慢加入至十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌均匀。
实施例3
一种煤炭助磨剂，其组成按质量百分比如下：十二烷基苯磺酸钠30％，焦磷酸钠10％，木质素磺酸钙7％，余量为水；制备43g的煤炭助磨剂。待3kg原煤破碎，烘干后，与原煤一同加入球磨机中粉磨30min，采用激光粒度分布仪测定其粒度分布。编号为实施例3。
所述助磨剂的制备方法包括如下步骤：
(a)按照上述煤炭助磨剂各物质的用量，准确称量各物质，将去离子水分为A、B两份备用，两者比例为1:1；
(b)将焦磷酸钠和木质素磺酸钙加入到去离子水A中，通过磁力搅拌至完全溶解，得到混合液待用；
(c)将十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水B中，通过磁力搅拌至完全溶解，静置待用；
(d)将步骤(b)所得的混合液缓慢加入至十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌均匀。
实施例4
一种煤炭助磨剂，其组成按质量百分比如下：十二烷基苯磺酸钠45％，焦磷酸钠11％，木质素磺酸钙4％，余量为水；制备60g的煤炭助磨剂。待4kg原煤破碎，烘干后，与原煤一同加入球磨机中粉磨30min，采用激光粒度分布仪测定其粒度分布。编号为实施例4。
所述助磨剂的制备方法包括如下步骤：
(a)按照上述煤炭助磨剂各物质的用量，准确称量各物质，将去离子水分为A、B两份备用，两者比例为1:1；
(b)将焦磷酸钠和木质素磺酸钙加入到去离子水A中，通过磁力搅拌至完全溶解，得到混合液待用；
(c)将十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水B中，通过磁力搅拌至完全溶解，静置待用；
(d)将步骤(b)所得的混合液缓慢加入至十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌均匀。
实施例5
一种煤炭助磨剂，其组成按质量百分比如下：十二烷基苯磺酸钠21％，焦磷酸钠35％，木质素磺酸钙4％，余量为水；制备57g的煤炭助磨剂。待3.5kg原煤破碎，烘干后，与原煤一同加入球磨机中粉磨30min，采用激光粒度分布仪测定其粒度分布。编号为实施例4。
所述助磨剂的制备方法包括如下步骤：
(a)按照上述煤炭助磨剂各物质的用量，准确称量各物质，将去离子水分为A、B两份备用，两者比例为1:1；
(b)将焦磷酸钠和木质素磺酸钙加入到去离子水A中，通过磁力搅拌至完全溶解，得到混合液待用；
(c)将十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水B中，通过磁力搅拌至完全溶解，静置待用；
(d)将步骤(b)所得的混合液缓慢加入至十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌均匀。
表1本发明所用原煤的工业分析结果
M<sub>ad</sub>/％ A<sub>ad</sub>/％ V<sub>ad</sub>/％ FC<sub>ad</sub>/％
1.83 24.80 28.17 45.20
表2试验后各实施例煤粉的特征粒径
D<sub>50</sub>(μm) D<sub>90</sub>(μm)
空白 20.81 73.31
实施例1 18.62 61.53
实施例2 17.55 48.54
实施例3 20.14 64.69
实施例4 18.86 57.57
实施例5 19.81 61.39
由表2可以看出，掺有助磨剂的实施例1～5煤粉特征粒径相较于空白样均有降低，其中实施例2煤粉的特征粒径降低最大，其D50和D90相较于空白样分别降低了3.26μm和24.77μm。这表明在相同球磨时间下，各实施例煤粉粒径组成中的细颗粒占比提高，助磨剂的加入使得煤粉粗颗粒更容易被磨细，煤粉的细度提高。由图1和图2可以看出实施例1～5煤粉的粒度分布相较于空白煤样的更窄，这表明各实施例煤粉的粒径分布在更为集中的粒度区间，煤粉整体粒度均匀性得到提升。综上可知，在煤炭粉磨过程中加入本发明所述助磨剂后能明显降低煤粉平均粒度，改善煤粉的整体粒度分布，提高球磨机的粉磨效率。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限定。凡本领域的技术人员利用本发明的技术方案对上述实施例作出的任何等同的变动、修饰或演变等，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种煤炭助磨剂，其特征在于，其组成按质量百分比如下：十二烷基苯磺酸钠20-45%，焦磷酸钠10-35%，木质素磺酸钙3-7%，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种煤炭助磨剂，其特征在于，其组成按质量百分比如下：十二烷基苯磺酸钠25%，焦磷酸钠13%，木质素磺酸钙5%，余量为去离子水。
3.根据权利要求1或2所述的一种煤炭助磨剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
（a）按照各物质的用量，准确称量各物质，将去离子水分为A、B两份备用；
（b）将焦磷酸钠和木质素磺酸钙加入到去离子水A中，通过磁力搅拌至完全溶解，得到混合液待用；
（c）将十二烷基苯磺酸钠加入到适去离子水B中，通过磁力搅拌至完全溶解，静置待用；
（d）将步骤（b）所得的混合液缓慢加入至十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌均匀。
4.根据权利要求3所述的一种煤炭助磨剂的制备方法，其特征在于，去离子水分为A、B两份，两者比例为1:1。
5.权利要求1或2所述的一种煤炭助磨剂的应用，其特征在于，将所述煤炭助磨剂均匀喷洒在原料输送带上，与煤炭共同进入磨机进行粉磨。
6.根据权利要求5所述的一种煤炭助磨剂的应用，其特征在于，所述煤炭助磨剂的添加量为300~1200克/吨煤。
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