CN115449417B - 萘系复配分散剂、包含其的活化纳米原浆及其制备方法 - Google Patents

萘系复配分散剂、包含其的活化纳米原浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种萘系复配分散剂、包含其的活化纳米原浆及其制备方法。萘系复配分散剂按质量份数计，包括萘磺酸盐缩聚物25～48份，聚乙二醇辛基苯基醚5～10份，山梨醇酐单油酸酯6～9份，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯3～5份，正己醇8～12份。本申请提供的萘系复配分散剂，加入到纳米原浆中后，能够吸附到超细煤粉颗粒的表面形成三维水化膜，进而将超细煤粉颗粒由疏水性变为亲水性，并增大超细煤粉颗粒之间的排斥力，改善浆体黏度，提高浆体流动性，避免聚沉现象的出现，进一步提高超细煤粉颗粒在水中的分散稳定性，从而保证纳米碳氢燃料浆体在储存和运输过程中的稳定性。

Description

萘系复配分散剂、包含其的活化纳米原浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及燃料技术领域，具体而言，涉及一种萘系复配分散剂、包含其的活化纳米原浆及其制备方法。
背景技术
纳米碳氢燃料是利用先进的纳米粉碎技术及设备，对煤炭进行前置处理与精细化、纳米化处理及附氢赋能后，制备的一种基本颗粒粒度为微纳米级，具有较高比表面积和表面活性的煤基流体燃料，是一种高效、清洁的新型环保燃料，具有燃烧效率高、污染物排放低等特点。
在制备纳米碳氢燃料纳米原浆的过程中，煤粉颗粒被粉碎成微纳米级的超细煤粉颗粒，超细煤粉颗粒的比表面积和表面能较大，其会自发地聚集以降低比表面积，多个超细煤粉颗粒聚集形成团聚体，导致纳米原浆出现沉淀或分层，不利于贮藏和运输。为了保持超细煤粉颗粒在水中的分散稳定剂，需要加入与超细煤粉颗粒特性相适配的分散剂。
由于经过纳米粉碎后的超细煤粉颗粒粒径为微纳米级，其表面活性与普通粒径的煤粉颗粒明显不同，常规分散剂无法有效分散超细煤粉颗粒，因此选择何种分散剂成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种萘系复配分散剂、包含其的活化纳米原浆及其制备方法，以解决现有技术中超细粉煤颗粒粒径为微纳米级，比表面积和表面能较大，常规分散剂无法有效分散的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种萘系复配分散剂，按质量份数计，包括萘磺酸盐缩聚物25～48份，聚乙二醇辛基苯基醚5～10份，山梨醇酐单油酸酯6～9份，聚氧乙烯山梨醇酐但油酸酯3～5份，正己醇8～12份。
进一步地，按质量份数计，萘磺酸盐缩聚物为25～35份，聚乙烯二醇辛基苯基醚为7～9份，山梨醇酐单油酸酯为7～9份，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯3.5～4.5份，正极醇为8-12份。
根据本发明的第二个方面，还提供了一种活化那米原浆，该活化纳米原浆包括纳米原浆和上述第一方面提供的任一种萘系复配分散剂。
进一步地，以纳米原浆的固体干重为基准，萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的用量为2.5wt‰～4.8wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的用量为0.5wt％～1.0wt％，山梨醇酐单油酸酯的用量为0.6wt‰～0.9wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的用量为0.3wt‰～0.5wt‰，正己醇的用量为0.8wt‰～1.2wt‰。
进一步地，以纳米原浆的固体干重为基准，萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的用量为2.5wt‰～3.5wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的用量为0.7wt‰～0.9wt‰，山梨醇酐单油酸酯的用量为0.7wt‰～0.9wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的用量为0.35wt‰～0.45wt‰，正己醇的用量为0.8wt‰～1.2wt‰。
进一步的，纳米原浆的固含量为55wt％～60wt％，优选为55wt％～58wt％。
进一步地，纳米原浆包括超细煤粉颗粒和水，超细煤粉颗粒包括按质量百分比计的如下组分：碳63％～65％、氧化铝135～15％、二氧化硅8％～10％、氧化钙1.5％～2.0％，氧化铁1.0％～2.0％，余量为水及杂质。
进一步地，超细煤粉颗粒D50为0.6～0.8μm，优选为0.65～0.8μm。
根据本申请的另一个方面，还提供了上述活化纳米原浆的制备方法，该制备方法包括：将纳米原浆和上述第一方面提供的萘系复配分散剂混合，得到活化纳米原浆。
进一步地，活化纳米原浆的制备方法包括：步骤S1，将萘系复配分散剂分成第一分散剂、第二分散剂和第三分散剂，第一分散剂、第二分散剂和第三分散剂的质量比为30～40:30～40:20～40；步骤S2，将纳米原浆剪切乳化4～7分钟后，得到预分散浆体；步骤S3，将预分散浆体与第一分散剂剪切乳化5～10分钟，得到第一活化浆体；步骤S4，将第一活化浆体与第二分散剂剪切乳化5～10分钟，得到第二活化浆体；步骤S5，将第二活化浆体与第三分散剂剪切乳化5～10分钟，得到活化纳米原浆。
进一步地，步骤S2、步骤S3、步骤S4和步骤S5的剪切乳化的搅拌速度各自独立地为5000～15000转/分钟。
应用本申请的技术方案，本申请提供的萘系复配分散剂通过采用特定用量的萘磺酸盐缩聚物、聚乙二醇辛基苯基醚、山梨醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯和正己醇相互协同，加入到纳米原浆中后，能够吸附到超细煤粉颗粒的表面形成三维水化膜，进而将超细煤粉颗粒由疏水性变为亲水性，并增大超细煤粉颗粒之间的排斥力，改善浆体黏度，提高浆体流动性。此外，还能够利用萘系复配分散剂官能团之间的静电斥力促进超细煤粉颗粒之间的分散，避免聚沉现象的出现，进一步提高超细煤粉颗粒在水中的分散稳定性，从而保证纳米碳氢燃料浆体在储存和运输过程中的稳定性。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本发明。
如本申请背景技术所分析的，在制备纳米碳氢燃料纳米原浆的过程中，煤粉颗粒被粉碎成微纳米级的超细煤粉颗粒，超细煤粉颗粒存在比表面积和表面能较大，容易团聚导致纳米原浆出现沉淀或分层的技术问题。为了解决该问题，本申请提供了一种萘系复配分散剂、包含其的活化纳米原浆及其制备方法。
在本申请的第一种典型实施方式中，本申请提供了一种萘系复配分散剂，按质量份数计，该萘系复配分散剂包括萘磺酸盐缩聚物25～48份，聚乙二醇辛基苯基醚5～10份，山梨醇酐单油酸酯6～9份，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯3～5份，正己醇8～12份。
应用本申请的技术方案，本申请提供的萘系复配分散剂通过采用特定用量的萘磺酸盐缩聚物、聚乙二醇辛基苯基醚、山梨醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯和正己醇相互协同，加入到纳米原浆中后，能够吸附到超细煤粉颗粒的表面形成三维水化膜，进而将超细煤粉颗粒由疏水性变为亲水性，并增大超细煤粉颗粒之间的排斥力，改善浆体黏度，提高浆体流动性。此外，还能够利用萘系复配分散剂官能团之间的静电斥力促进超细煤粉颗粒之间的分散，避免聚沉现象的出现，进一步提高超细煤粉颗粒在水中的分散稳定性，从而保证纳米碳氢燃料浆体在储存和运输过程中的稳定性。
上述萘磺酸盐缩聚物的类型不作限制，包括但不限于α-萘磺酸钠甲醛缩合物、β-萘磺酸钠甲醛缩合物或苄基萘磺酸钠甲醛缩合物中的至少一种。
阴离子表面活性剂山梨醇酐单油酸酯(Span80)和聚氧乙烯山梨醇单油酸酯(Tween80)亲水性官能团和疏水性官能团经化学缩合反应后，疏水性的一端与煤粉表面发生作用，而亲水性的一端与水相结合，使得煤粉颗粒被水润湿，形成稳定低黏的液体。正己醇主要用作非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的助表面活性剂，进而通过特定用量的萘磺酸盐缩聚物、聚乙二醇辛基苯基醚、山梨醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯和正己醇相互协同增强超细煤粉颗粒在水中的分散稳定性，避免团聚和沉降现象的出现。
为了进一步提高纳米原浆中超细煤粉颗粒的分散稳定性，优选萘系萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物为25～35质量份，二聚乙二醇辛基苯基醚为7～9份，山梨醇酐单油酸酯为7～9份，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯3.5～4.5份，正己醇为8～12份。
典型但非限制性的，在本申请提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的质量份数如为25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份、35份、38份、40份、42份、45份、480份或任意两个数值组成的范围值；聚乙二醇辛基苯基醚的质量份数如为5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、9份、10份或任意两个数值组成的范围值；山梨醇酐单油酸酯的质量份数如为6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份或任意两个数值组成的范围值；聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的质量份数如为3份、3.5份、4份、4.5份、5份或任意两个数值组成的范围值；正己醇的质量份数如为8份、8.5份、9份、9.5份、10份、11份、12份或任意两个数值组成的范围值。
在本申请的第二种典型实施方式中，还提供了一种活化纳米原浆，该活化纳米原浆包括纳米原浆和分散剂，其中，该分散剂为上述第一种典型实施方式提供的任一种萘系复配分散剂。
上述纳米原浆指的是包含水和超细煤粉颗粒的水煤浆，上述超细煤粉颗粒的粒径为微纳级。
应用本申请提供的技术方案，本申请提供的活化纳米原浆中，萘系复配分散剂加入到纳米原浆中后，能够吸附到超细煤粉颗粒的表面形成三维水化膜，进而将超细煤粉颗粒由疏水性变为亲水性，并增大超细煤粉颗粒之间的排斥力，改善浆体黏度，提高浆体流动性。此外，萘系复配分散剂官能团之间的静电斥力能够促进超细煤粉颗粒之间的分散，避免聚沉现象的出现，进一步提高活化纳米原浆中超细煤粉颗粒在水中的分散稳定性
了进一步提高上述活化纳米原浆中超细煤粉颗粒的分散稳定性，优选以纳米原浆的固体干重为基准，萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为2.5wt‰～4.8wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量为0.5wt‰～1.0wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.6wt‰～0.9wt‰，正己醇的添加量为0.8wt‰～1.2wt‰。
当萘系复配分散剂用量较低时，不能在超细煤粉颗粒表面形成完整的三维水化膜，分散稳定相稍差，活化纳米原浆的粘度较高，但是当萘系复配分散剂的用量过多时，大量萘系复配分散剂吸附于超细煤粉颗粒的表面，形成的水化膜过厚，会阻碍了超细煤粉颗粒的流动，影响浆流性。
以纳米原浆的固体干重为基准，萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为2.5wt‰～4.8wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量为0.5wt‰～1.0wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.6wt‰～0.9wt‰，正己醇的添加量为0.8wt‰～1.2wt‰时，活化纳米原浆同时兼具较低的粘度和优异的流动性。尤其是萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为2.5wt‰～3.5wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量为0.7wt‰～0.9wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.35wt‰～0.45wt‰，正己醇的添加量为0.8wt‰～1.2wt‰时，活化纳米原浆粘度更为适中，流动性更为优异。
纳米原浆的固含量不同，浆体表面活性和表面能也不同，表面观粘度以及增稠系数也不同，优选纳米原浆的固含量为55wt％～60wt％，添加萘系复配分散剂形成的活化纳米原浆具备适中的粘度以及优异的流动性，进而有利于提高碳氢纳米燃料的制备效率。尤其是当纳米原浆的固含量为55wt％～58wt％时，添加萘系复配分散剂后形成的活化纳米原浆具备更为适中的粘度以及更为优异的流动性，进而更有利于提高碳氢纳米燃料的制备效率。
为了进一步提高活化纳米原浆的分散稳定性，优选超细煤粉颗粒的粒径D50为0.6～0.8μm，以利于活化纳米原浆具备更为适中的粘度和更为优异的流动性，尤其是当D50为0.65～0.8μm时，活化纳米原浆具备更为优异的浆流性。
超细煤粉颗粒的成分不同，其在水中的分散状态也不同，为了进一步提高本申请提供的活化纳米原浆的分散稳定性，优选超细煤粉颗粒包括按质量百分比计的如下组分：碳63％～65％、氧化铝13％～15％、二氧化硅8％～10％、氧化钙1.5％～2.0％、氧化铁1.0％～2.0％，余量为水及杂质。
典型但非限制性的，活化纳米原浆中，以纳米原浆的固体干重为基准，萘磺酸盐缩聚物的用量如为2.5wt％、2.8wt％、3.0wt％、3.2wt％、3.3wt％、3.5wt％或任意两个数值组成的范围值；聚乙二醇辛基苯基醚的用量如为0.5wt‰、0.6wt‰、0.7wt‰、0.8wt‰、0.9wt‰、1.0wt‰或任意两个数值组成的范围值；山梨醇酐单油酸酯的用量如为0.6wt‰、0.65wt‰、0.7wt‰、0.75wt‰、0.8wt‰、0.85wt‰、0.9wt‰或任意两个数值组成的范围值；聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的用量如为0.3wt‰、0.35wt‰、0.4wt‰、0.45wt‰、0.5wt‰或任意两个数值组成的范围值；正己醇的用量如为0.8wt‰、0.85wt‰、0.9wt‰、0.95wt‰、1.0wt‰、1.05wt‰、1.1wt‰、1.2wt‰或任意两个数值组成的范围值；纳米原浆的固含量如为55wt％、56wt％、57wt％、58wt％、59wt％、60wt％或任意两个数值组成的范围值；超细煤粉颗粒中，碳含量如为63wt％、63.5wt％、64wt％、64.5wt％、65wt％或任意两个数值组成的范围值；氧化铝的含量如为13wt％、13.5wt％、14wt％、14.5wt％、15wt％或任意两个数值组成的范围值；二氧化硅的含量如为8wt％、8.5wt％、9wt％、9.5wt％、10wt％或任意两个数值组成的范围值；氧化钙的含量如为1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2.0wt％或任意两个数值组成的范围值；氧化铁的含量如为1.0wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.8wt％、2.0wt％或任意两个数值组成的范围值；超细粉煤颗粒的粒径D50如为600nm、650nm、700nm、750nm、800nm或任意两个数值组成的范围值。
上述超细煤粉颗粒的来源不作限制，优选由原煤依次经过粗破碎、细破碎和纳米化粉碎得到。上述粗破碎一般是将原料破碎成粒度≤2cm的粗煤粉，细破碎是将粗煤粉破碎成粒度为60～150目的细煤粉，纳米化粉碎时将细煤粉粉碎成粒径为微纳米级的超细煤粉颗粒。
在本申请的第三种典型实施方式，还提供了上述活化纳米原浆的制备方法，该制备方法包括：将纳米原浆和上述第一种典型实施方式提供的任一种萘系复配分散剂混合，得到活化纳米原浆。
本申请提供的活化纳米原浆的制备方法工艺简单，操作方便，适用于规模化生产，能够提高制备效率。
为了进一步提高活化纳米原浆的制备效率，优选活化纳米原浆的制备方法包括：步骤S1，将萘系复配分散剂分成第一分散剂、第二分散剂和第三分散剂，其中，第一分散剂、第二分散剂和第三分散剂的质量比为30～40:30～40:20～40；步骤S2，将纳米原浆剪切乳化4～7分钟，得到预分散浆体；步骤S3，将预分散浆体与第一分散剂剪切乳化拌5～10分钟，得到第一活化浆体；步骤S4，将第一活化浆体与第二分散剂剪切乳化5～10分钟，得到第二活化浆体；步骤S5，将第二活化浆体与第三分散剂剪切乳化5～10分钟，得到活化纳米原浆。
通过将萘系复配分散剂分成第一分散剂、第二分散剂和第三分散剂，分阶段加入到纳米原浆剪切乳化形成的预分散浆体中，利于萘系复配分散剂均匀分散在预分散浆体中，得到的活化纳米原浆具备更为适宜的粘度和流动性。
上述步骤S2、步骤S3、步骤S4、步骤S5的剪切乳化的搅拌速度不作具体限制，为了进一步提高活化纳米原浆的制备效率，优选步骤S2、步骤S3、步骤S4、步骤S5剪切乳化的搅拌速度各自独立地为5000～15000转/分钟。上述剪切乳化设备的功率不作限制，优选为1千瓦。
典型但非限制性的，第一分散剂、第二分散剂和第三分散剂的质量比如为30:30:40、35:35:30、30:35:35、40:40:20、40:35:25、35:40:25；步骤S2、步骤S3、步骤S4、步骤S5的剪切乳化的搅拌速度各自独立地为5000转/分钟、8000转/分钟、10000转/分钟、12000转/分钟、15000转/分钟或任意两个数值组成的范围值；步骤S2剪切乳化的时间如为4分钟、5分钟、6分钟、7分钟或任意两个数值组成的范围值；步骤S3、步骤S4、步骤S5的搅拌时间各自独立地为5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、10分钟或任意两个数值组成的范围值。
下面将结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。
实施例1
本实施例提供了一种萘系复配分散剂，按质量份数计，包括萘磺酸盐缩聚物33份，聚乙二醇辛基苯基醚7.5份，山梨醇酐单油酸酯8份，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯4份，正己醇9.5份，其中萘磺酸盐缩聚物购置于上海瑞辰进出口有限公司。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，按质量份数计，萘磺酸盐缩聚物为25份，聚乙二醇辛基苯基醚9份，山梨醇酐单油酸酯7份，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯3.5份，正己醇12份。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，按质量份数计，萘磺酸盐缩聚物为35份，聚乙二醇辛基苯基醚7份，山梨醇酐单油酸酯9份，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯4.5份，正己醇8份。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，按质量份数计，萘磺酸盐缩聚物为30份，聚乙二醇辛基苯基醚7.5份，山梨醇酐单油酸酯8份，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯4份，正己醇10份。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于，按质量份数计，萘磺酸盐缩聚物为48份，聚乙二醇辛基苯基醚5份，山梨醇酐单油酸酯6份，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯3份，正己醇8份。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，按质量份数计，萘磺酸盐缩聚物为55份。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，按质量份数计，萘磺酸盐缩聚物为15份。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，按质量份数计，未加入聚乙二醇辛基苯基醚，山梨醇酐单油酸酯为13份，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯为6.5份。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于，按质量份数计，未加入山梨醇酐单油酸酯，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯为12份。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于，按质量份数计，未加入聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯，山梨醇酐单油酸酯为12份。
对比例6
本对比例与实施例1的区别在于，按质量份数计，未加入正己醇。
实施例6
本实施例提供了一种活化纳米原浆，其包括纳米原浆和实施例1提供的萘系复配分散剂，其中纳米原浆的固含量为56wt％，且该纳米原浆包括超细煤粉颗粒和水，超细煤粉颗粒的D50＝700nm；以纳米原浆的固体干重为基准计，实施例1提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为3.3wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量0.75wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.8wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.4wt‰，正己醇的添加量为0.95wt‰，超细煤粉颗粒包括按质量百分比计的如下组分：碳64％、氧化铝14％、二氧化硅9％、氧化钙1.7％、氧化铁1.6％，余量为水和杂质。
实施例7
本实施例与实施例6的区别在于，采用实施例2提供的萘系复配分散剂替换实施例1提供的萘系复配分散剂，且以纳米原浆的固体干重为基准计，实施例2提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为2.5wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量0.9wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.7wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.35wt‰，正己醇的添加量为1.2wt‰。
实施例8
本实施例与实施例6的区别在于，采用实施例3提供的萘系复配分散剂替换实施例1提供的萘系复配分散剂，且以纳米原浆的固体干重为基准计，实施例3提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为3.5wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量0.7wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.9wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.45wt‰，正己醇的添加量为0.8wt‰。
实施例9
本实施例与实施例6的区别在于，采用实施例4提供的萘系复配分散剂替换实施例1提供的萘系复配分散剂，且以纳米原浆的固体干重为基准计，实施例4提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为3.0wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量0.75wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.8wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.4wt‰，正己醇的添加量为1.0wt‰。
实施例10
本实施例与实施例6的区别在于，采用实施例5提供的萘系复配分散剂替换实施例1提供的萘系复配分散剂，且以纳米原浆的固体干重为基准计，实施例5提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为4.8wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量0.5wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.6wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.3wt‰，正己醇的添加量为0.8wt‰。
实施例11
本实施例与实施例6的区别在于，纳米原浆的固含量为55wt％。
实施例12
本实施例与实施例6的区别在于，纳米原浆的固含量为60wt％。
实施例13
本实施例与实施例6的区别在于，纳米原浆的固含量为58wt％。
实施例14
本实施例与实施例6的区别在于，以纳米原浆的固体干重为基准计，实施例1提供的萘系复配分散剂中，萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为1.5wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量0.3wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.5wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.2wt‰，正己醇的添加量为0.6wt‰。
实施例15
本实施例与实施例6的区别在于，以纳米原浆的固体干重为基准计，实施例1提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为6.6wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量1.5wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为1.5wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.8wt‰，正己醇的添加量为1.8wt‰。
对比例7
本对比例与实施例6的区别在于，采用对比例1提供的萘系复配分散剂替换实施例1提供的萘系复配分散剂，且以纳米原浆的固体干重为基准计，对比例1提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为5.5wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量0.75wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.8wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.4wt‰，正己醇的添加量为0.95wt‰。
对比例8
本对比例与实施例6的区别在于，采用对比例2提供的萘系复配分散剂替换实施例1提供的萘系复配分散剂，且以纳米原浆的固体干重为基准计，对比例2提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为1.5wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量0.75wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.8wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.4wt‰，正己醇的添加量为0.95wt‰。
对比例9
本对比例与实施例6的区别在于，采用对比例3提供的萘系复配分散剂替换实施例1提供的萘系复配分散剂，且以纳米原浆的固体干重为基准计，对比例3提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为3.3wt‰，梨醇酐单油酸酯的添加量为1.3wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.65wt‰，正己醇的添加量为0.95wt‰。
对比例10
本对比例与实施例6的区别在于，采用对比例4提供的萘系复配分散剂替换实施例1提供的萘系复配分散剂，且以纳米原浆的固体干重为基准计，对比例4提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为3.3wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量0.75wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的添加量为1.2wt‰，正己醇的添加量为0.95wt‰。
对比例11
本对比例与实施例6的区别在于，采用对比例5提供的萘系复配分散剂替换实施例1提供的萘系复配分散剂，且以纳米原浆的固体干重为基准计，对比例5提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为3.3wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量0.75wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为1.2wt‰，正己醇的添加量为0.95wt‰。
对比例12
本对比例与实施例6的区别在于，采用对比例6提供的萘系复配分散剂替换实施例1提供的萘系复配分散剂，且以纳米原浆的固体干重为基准计，对比例6提供的萘系复配分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的添加量为3.3wt‰，聚乙二醇辛基苯基醚的添加量0.75wt‰，山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.8wt‰，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的添加量为0.4wt‰。
上述实施例和对比例提供的活化纳米原浆均按照以下步骤制备得到：
(1)将萘系复配分散剂分成第一分散剂、第二分散剂和第三分散剂，其中，第一分散剂、第二分散剂和第三分散剂的质量比为35:35:30；
(2)将纳米原浆以8000转/秒的速度剪切乳化5分钟，得到预分散浆体；
(3)将预分散浆体与第一分散剂混合以8000转/分钟的速度剪切乳化5分钟，得到第一活化浆体；
(4)将第一活化浆体与第二分散剂混合以8000转/分钟的速度搅拌5分钟，得到第二活化浆体；
(5)将第二活化浆体与第三分散剂混合以8000转/分钟的速度搅拌10分钟，得到活化纳米原浆。
试验例1
将上述实施例和对比例提供的活化纳米原浆进行表观粘度检测，结果如下表1所示。
其中，表观粘度采用德国哈克VT550型旋转黏度计，在剪切率为100s-1进行测定，且每组进行10个样品进行测试后取平均值；
表1
Figure SMS_1
Figure SMS_2
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本申请提供的萘系复配分散剂通过采用特定用量的萘磺酸盐缩聚物、聚乙二醇辛基苯基醚、山梨醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯和正己醇相互协同，加入到纳米原浆中后，能够吸附到超细煤粉颗粒的表面形成三维水化膜，进而将超细煤粉颗粒由疏水性变为亲水性，并增大超细煤粉颗粒之间的排斥力，改善浆体黏度，提高浆体流动性。此外，还能够利用萘系复配分散剂官能团之间的静电斥力促进超细煤粉颗粒之间的分散，避免聚沉现象的出现，进一步提高超细煤粉颗粒在水中的分散稳定性，从而保证纳米碳氢燃料浆体在储存和运输过程中的稳定性。
另外需要说明的是，活化纳米原浆中煤粉颗粒的粒径一般极小(0.8μm左右)，由于煤粉颗粒比表面积大，在其表面形成的水化膜容积也越大，促使煤粉颗粒之间挤压并发生团聚现象，导致煤粉颗粒之间的相互作用力变大，其在流体中主要表现为粘度进一步增大，且煤粉颗粒之间的相互作用力更大，因此，相对于普通水煤浆煤粉颗粒因重力作用下产生的沉降现象，重力作用对于纳米碳氢燃料中煤粉颗粒的沉降等不稳定状态影响极其微小，因此需要将粘度控制在适中的范围更利于提高分散稳定性。
本申请提供的萘系分散剂通过采用特定用量的萘磺酸盐缩聚物、聚乙二醇辛基苯基醚、山梨醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯和正己醇相互协同，在纳米原浆中固含量相同时，加入萘系分散剂后得到的活化纳米原浆的粘度在280～330mPa.s之间，尤其是当活化纳米原浆的粘度在280～320mPa.s分散稳定性更佳。
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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种萘系复配分散剂，其特征在于，按质量份数计，包括萘磺酸盐缩聚物25~48份，聚乙二醇辛基苯基醚5~10份，山梨醇酐单油酸酯6~9份，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯3~5份，正己醇8~12份。
2.根据权利要求1所述的萘系复配分散剂，其特征在于，按质量份数计，所述萘磺酸盐缩聚物为25~35份，所述聚乙二醇辛基苯基醚为7~9份，所述山梨醇酐单油酸酯为7~9份，所述聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯3.5~4.5份，所述正己醇为8~12份。
3.一种活化纳米原浆，其特征在于，包括纳米原浆和权利要求1或2所述的萘系复配分散剂。
4.根据权利要求3所述的活化纳米原浆，其特征在于，以所述纳米原浆的固体干重为基准，所述萘系复配分散剂中，所述萘磺酸盐缩聚物的用量为2.5wt‰~4.8wt‰，所述聚乙二醇辛基苯基醚的用量为0.5wt‰~1.0wt‰，所述山梨醇酐单油酸酯的用量为0.6wt‰~0.9wt‰，所述聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的用量为0.3wt‰~0.5wt‰，所述正己醇的用量为0.8wt‰~1.2wt‰。
5.根据权利要求3所述的活化纳米原浆，其特征在于，以所述纳米原浆的固体干重为基准，所述萘系复配分散剂中，所述萘磺酸盐缩聚物的用量为2.5wt‰~3.5wt‰，所述聚乙二醇辛基苯基醚的用量为0.7wt‰~0.9wt‰，所述山梨醇酐单油酸酯的用量为0.7wt‰~0.9wt‰，所述聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯的用量为0.35wt‰~0.45wt‰，所述正己醇的用量为0.8wt‰~1.2wt‰。
6.根据权利要求3所述的活化纳米原浆，其特征在于，所述纳米原浆的固含量为55wt%~60wt%。
7.根据权利要求3所述的活化纳米原浆，其特征在于，所述纳米原浆的固含量为55wt%~58wt%。
8.根据权利要求6所述的活化纳米原浆，其特征在于，所述活化纳米原浆包括超细煤粉颗粒和水，所述超细煤粉颗粒包括按质量百分比计的如下组分：碳63%~65%、氧化铝13%~15%、二氧化硅8%~10%、氧化钙1.5%~2.0%、氧化铁1.0%~2.0%，余量为水及杂质。
9.根据权利要求8所述的活化纳米原浆，其特征在于，所述超细煤粉颗粒D50为0.6~0.8μm。
10.根据权利要求9所述的活化纳米原浆，其特征在于，所述超细煤粉颗粒D50为0.65~0.8μm。
11.根据权利要求3至10任一项所述的活化纳米原浆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将所述纳米原浆和权利要求1或2所述萘系复配分散剂混合，得到所述活化纳米原浆。
12.根据权利要求11所述的活化纳米原浆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
步骤S1，将所述萘系复配分散剂分成第一分散剂、第二分散剂和第三分散剂，所述第一分散剂、所述第二分散剂和第三分散剂的质量比为30~40:30~40:20~40；
步骤S2，将所述纳米原浆剪切乳化4~7分钟，得到预分散浆体；
步骤S3，将所述预分散浆体与所述第一分散剂剪切乳化5~10分钟，得到第一活化浆体；
步骤S4，将所述第一活化浆体与所述第二分散剂剪切乳化5~10分钟，得到第二活化浆体；
步骤S5，将所述第二活化浆体与所述第三分散剂剪切乳化5~10分钟，得到所述活化纳米原浆。
13.根据权利要求12所述的活化纳米原浆的制备方法，其特征在于，所述步骤S2、所述步骤S3、所述步骤S4和所述步骤S5的剪切乳化的搅拌速度各自独立地为5000~15000转/分钟。
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