RU2100267C1 - Method of preparation and transportation of concentrated mixtures of coal and water along pipelines - Google Patents

Method of preparation and transportation of concentrated mixtures of coal and water along pipelines Download PDF

Info

Publication number
RU2100267C1
RU2100267C1 RU93004505A RU93004505A RU2100267C1 RU 2100267 C1 RU2100267 C1 RU 2100267C1 RU 93004505 A RU93004505 A RU 93004505A RU 93004505 A RU93004505 A RU 93004505A RU 2100267 C1 RU2100267 C1 RU 2100267C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
suspension
viscosity
additive
stage
coal
Prior art date
Application number
RU93004505A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93004505A (en
Inventor
Пеллегрини Леонардо
Джирарди Эрманно
Эрколани Дарио
Original Assignee
Эниричерке С.П.А.
Снампрогетти С.П.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эниричерке С.П.А., Снампрогетти С.П.А. filed Critical Эниричерке С.П.А.
Publication of RU93004505A publication Critical patent/RU93004505A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2100267C1 publication Critical patent/RU2100267C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Abstract

FIELD: materials handling. SUBSTANCE: according to proposed method, concentrated mixtures of coal and water are prepared by delivering definite amounts of dispersing addition in preset sequence. EFFECT: enlarged operating capabilities. 6 cl, 6 tbl

Description

Изобретение касается способа получения концентрированных суспензий угля в воде и транспорта указанных суспензий по трубопроводам. The invention relates to a method for producing concentrated suspensions of coal in water and transporting these suspensions through pipelines.

Концентрированные суспензии мелко измельченного угля (максимальный диаметр ≅300 мкм) в воде (CWM), которые можно непосредственно подавать в паровой котел без предварительного обезвоживания, как раскрывалось, например (патент Великобритании N 2099451, кл. C 10 L 1/32, 1982), представляют собой интересный вариант получения углесодержащего топлива для паровых котлов, предназначенных для работы с дизельным топливом, и которые, следовательно, не могут работать с твердым топливом. Concentrated suspensions of finely ground coal (maximum diameter ≅300 μm) in water (CWM), which can be directly fed to the steam boiler without preliminary dehydration, as disclosed, for example (UK patent N 2099451, class C 10 L 1/32, 1982) , represent an interesting option for producing carbon-containing fuel for steam boilers designed to work with diesel fuel, and which, therefore, can not work with solid fuel.

Использование подобных суспензий имеет особые преимущества как с финансовой, так и с точки зрения охраны окружающей среды, когда уголь надо транспортировать на длинные расстояния от места его добычи, где также устанавливается оборудование для получения суспензии, к месту использования. The use of such suspensions has particular advantages, both financially and from the point of view of environmental protection, when coal must be transported over long distances from the place of its extraction, where the equipment for receiving the suspension is also installed, to the place of use.

В интегрированной системе для того, чтобы компенсировать разные ритмы производства и потребления, предусматриваются баки для хранения водных угольных суспензий на начальной и конечной станциях угольного транспортного трубопровода, причем время хранения может превышать два месяца. In an integrated system, in order to compensate for different rhythms of production and consumption, tanks for storing aqueous coal suspensions at the start and end stations of the coal transport pipeline are provided, and the storage time can exceed two months.

Наиболее важными технологическими свойствами CWM являются характеристика сгорания вместе с устойчивостью при перекачке и хранении. Следовательно, оптимальный состав должен иметь оба эти свойства, одновременно минимизируя добавляемые количества добавки для того, чтобы сохранять его стоимость ограниченной. The most important technological properties of CWM are the combustion characteristics together with the stability during pumping and storage. Therefore, the optimal composition should have both of these properties, while minimizing the added amounts of the additive in order to keep its cost limited.

Высокие концентрации угля, которые определяют суспензию как топливо (≥60% от веса, предпочтительно ≥70% от веса) могут быть получены лишь посредством использования диспергирующих добавок и выбором подходящего гранулометрического состава. High concentrations of coal, which define the suspension as fuel (≥60% by weight, preferably ≥70% by weight) can only be obtained through the use of dispersants and the selection of a suitable particle size distribution.

В качестве диспергирующих добавок используются анионные и катионные поверхностно-активные вещества, неионные с высокой молекулярной массой (например: сополимеры алкилен оксида, полученные из алкилфенола или алкиленгликолей, или алкилендиаминов) и полиэлектролиты, в частности, сульфированные поверхностно-активные вещества, содержащие многоядерные, алкилзамещенные ароматические составляющие и имеющие более высокую молекулярную массу, чем 300. Среди них могут быть указаны соли одновалентных катионов алкил нафталинсульфоновых кислот, конденсированных с формальдегидом, и среди них соединения, известные под торговым названием Daxad 15 (W.R. Grace) и Fluidix 05 (Bozzetto). As dispersing additives, anionic and cationic surfactants are used, nonionic with a high molecular weight (for example: copolymers of alkylene oxide obtained from alkylphenol or alkylene glycols, or alkylene diamines) and polyelectrolytes, in particular, sulfonated surfactants containing multinuclear, alkyl substituted aromatic components and having a higher molecular weight than 300. Among them, salts of monovalent cations of alkyl naphthalenesulfonic acids, c ndensirovannyh with formaldehyde, and among these the compounds known under the trade designation Daxad 15 (W.R. Grace) and Fluidix 05 (Bozzetto).

При прочих одинаковых условиях вязкость суспензии зависит от добавляемого количества диспергирующей добавки. Первоначально вязкость уменьшается с увеличением добавляемых количеств. Поскольку диспергирующая добавка представляет значительную стоимость (приблизительно 30% стоимости производства суспензии), добавление добавки должно быть соответственно ограничено до тех пор, пока не получится значение минимальной вязкости. Other things being the same, the viscosity of the suspension depends on the amount of dispersant added. Initially, viscosity decreases with increasing added quantities. Since the dispersant additive represents a significant cost (approximately 30% of the production cost of the suspension), the addition of the additive should be accordingly limited until a minimum viscosity is obtained.

Когда уровень добавки превышает это оптимальное значение, то далее не получают улучшений текучести, напротив, во многих случаях наблюдается небольшое увеличение в вязкости, к тому же увеличивается стоимость производства. В случае несовершенного состава известно, что вязкость суспензии может меняться за время в течение продолжительных операций перекачки, потому что перекачка приводит к потреблению добавки, результатом чего является уменьшение концентрации свободной добавки в водном растворе, которая может быть отделена от суспензии центрифугированием или фильтрованием этой же суспензии (11-я Межд. Конф. по Гидравлическому Транспорту Твердых Тел по Трубам, Стратфорд-он-Эйвоне, Соединенное Королевство, 1988). When the level of the additive exceeds this optimal value, then there is no further improvement in yield, on the contrary, in many cases there is a slight increase in viscosity, and the cost of production increases. In the case of an imperfect composition, it is known that the viscosity of the suspension can change over time during long pumping operations, because pumping leads to consumption of the additive, resulting in a decrease in the concentration of free additive in the aqueous solution, which can be separated from the suspension by centrifugation or filtration of the same suspension (11th Int. Conf. On Hydraulic Solid State Transport on Pipes, Stratford-upon-Avon, United Kingdom, 1988).

Если указанное увеличение в вязкости, являющееся следствием потребления добавки в течение перекачки, не контролируется, вязкость суспензии может достичь столь высоких уровней, что делает суспензию трудно перекачиваемой. If this increase in viscosity resulting from the consumption of the additive during pumping is not controlled, the viscosity of the slurry can reach such high levels that it makes the slurry difficult to pump.

Известен способ приготовления и транспортирования по трубопроводам концентрированных смесей угля в воде, включающий стадию приготовления суспензии путем мокрого измельчения в присутствии одной или более диспергирующих добавок и стадию транспортирования посредством одной или более перекачивающих станций (заявка DE, N 3621319, кл. C 10 L 1/32, 1988). A known method of preparation and transportation through pipelines of concentrated mixtures of coal in water, including the stage of preparation of the suspension by wet grinding in the presence of one or more dispersing additives and the stage of transportation by one or more pumping stations (application DE, N 3621319, class C 10 L 1 / 32, 1988).

Согласно этому способу для обеспечения стабильности процесса перекачки уже на стадии приготовления суспензии при измельчении диспергирующую добавку добавляют в избытке над тем количеством добавки, которое было определено как оптимальное количество для получения минимальной вязкости. Ввиду того, что количество избытка добавки, необходимой для транспорта, зависит от большого числа факторов, в частности, от физических и химических свойств угля (например, химического состава, гидрофильно-липофильного баланса (HLB ГЛБ) его поверхности, способности к поглощению воды, механического сопротивления истиранию, гранулометрического распределения, формы частиц, порометрического распределения, от свойств смеси (например, концентрация твердого вещества, реологического поведения, степень агрегации или флокуляции) и от условий гидродинамики при транспорте, включая прохождение через насосы, очевидно, что подобное избыточное количество можно оценить лишь в некотором приближении. According to this method, in order to ensure the stability of the pumping process, the dispersing additive is added in excess over the amount of the additive, which was determined as the optimal amount to obtain the minimum viscosity, already at the stage of preparing the suspension during grinding. Due to the fact that the amount of excess additives needed for transport depends on a large number of factors, in particular, on the physical and chemical properties of coal (for example, chemical composition, hydrophilic-lipophilic balance (HLB HLB) of its surface, ability to absorb water, mechanical abrasion resistance, particle size distribution, particle shape, porometric distribution, on the properties of the mixture (e.g., solid concentration, rheological behavior, degree of aggregation or flocculation) and on hydro conditions The speaker during transport, including passage through the pumps, it is obvious that such an excess amount can be estimated only in some approximation.

Принимая во внимание значительные убытки, вытекающие из возможной переоценки, на практике применяют консервативные критерии, так, чтобы добавляемое количество находилось в избытке над количеством, которое предполагается строго необходимым количеством для транспортирования. Taking into account the significant losses arising from a possible revaluation, conservative criteria are applied in practice, so that the quantity added is in excess of the quantity that is assumed to be strictly necessary for transportation.

Согласно известному способу дозы диспергирующих добавок достигают 800% от количества, которое делает возможным получение минимальной вязкости ("количество для минимальной вязкости"). Это оказывает, как установлено нами, несомненно отрицательное влияние на статическую устойчивость суспензии, даже в присутствии стабилизирующих добавок. According to the known method, the doses of dispersants add up to 800% of the amount that makes it possible to obtain a minimum viscosity ("amount for a minimum viscosity"). This has, as we have established, undoubtedly negatively affect the static stability of the suspension, even in the presence of stabilizing additives.

Цель изобретения устранение описанных недостатков, которые имели место на предшествующем уровне развития техники. The purpose of the invention is the elimination of the described disadvantages that have occurred in the prior art.

В частности, в соответствии со способом настоящего изобретения смеси угля в воде можно сделать перекачиваемыми и устойчивыми при хранении без необходимости использования избытка диспергирующего вещества. In particular, in accordance with the method of the present invention, coal-water mixtures can be made pumpable and storage stable without the need for an excess of dispersant.

В соответствии с этим согласно настоящему изобретению на стадии приготовления суспензии диспергирующие добавки вводят в количестве, минимально необходимом для получения начальной вязкости суспензии в диапазоне от 0,8 до 1,5 Па•с при сдвиговой скорости течения 10 с-1, а на стадии транспортирования одной или более порциями вводят дополнительную диспергирующую добавку в количестве, обеспечивающем ограничение увеличения вязкости суспензии значением, меньшим, чем 30% относительно начальной вязкости.Accordingly, according to the present invention, at the stage of preparing the suspension, dispersing additives are introduced in an amount minimally necessary to obtain an initial viscosity of the suspension in the range from 0.8 to 1.5 Pa • s at a shear flow rate of 10 s -1 , and at the stage of transportation in one or more portions, an additional dispersant is added in an amount that limits the increase in viscosity of the suspension to less than 30% relative to the initial viscosity.

Кроме того, на стадии транспортирования вводят дополнительную добавку в количестве, обеспечивающем ограничение увеличения вязкости суспензии значением, меньшим, чем 20% относительно начальной вязкости суспензии. In addition, at the transportation stage, an additional additive is introduced in an amount that limits the increase in the viscosity of the suspension to a value less than 20% relative to the initial viscosity of the suspension.

В соответствии с описываемым способом диспергирующая добавка или смесь диспергирующих добавок принадлежит к классу сульфонатов щелочных металлов или аммония. In accordance with the described method, the dispersant or dispersant mixture belongs to the class of alkali metal or ammonium sulfonates.

Далее в соответствии с описываемым способом диспергирующая добавка может принадлежать к классу нафталинсульфонатов или алкилнафталинсульфонатов щелочных металлов или аммония, конденсированных с формальдегидом. Further, in accordance with the described method, the dispersant may belong to the class of alkali metal or ammonium naphthalenesulfonates or alkylnaphthalenesulfonates condensed with formaldehyde.

Кроме того, согласно изобретению, в течение стадии транспортирования контролируют введение диспергирующей добавки посредством установленных на трубопроводной линии вискозиметров и дозаторов этой добавки, приводимых в действие вискозиметрами при превышении предельно допустимой вязкости. In addition, according to the invention, during the transporting stage, the introduction of the dispersing additive is controlled by means of viscometers and dispensers of this additive installed on the pipeline and driven by viscometers when the maximum permissible viscosity is exceeded.

При этом контроль вязкости и доз добавки осуществляют на перекачивающих станциях трубопроводной линии посредством установленных на них вышеупомянутых вискозиметров и дозаторов. At the same time, the viscosity and doses of the additive are controlled at the pumping stations of the pipeline line by means of the aforementioned viscometers and dispensers installed on them.

Под выражением "концентрированные смеси угля в воде" имеются в виду водные суспензии мелко измельченного твердого топлива, среди которого лигниты, суббитумные угли, антрациты низкого сорта, антрациты, кокс и другие продукты, полученные из угля при тепловых обработках, нефтяной кокс, графит и другие соединения с высоким содержанием углерода. The term "concentrated mixture of coal in water" refers to aqueous suspensions of finely divided solid fuels, including lignites, bituminous coals, low-grade anthracites, anthracites, coke and other products obtained from coal during heat treatments, petroleum coke, graphite and others high carbon compounds.

Можно также использовать уголь, полученный в процессе деминерализации и/или десульфурирования, в частности, через избирательную агломерацию, например (патент US, 4776859). You can also use coal obtained in the process of demineralization and / or desulfurization, in particular, through selective agglomeration, for example (US patent, 4776859).

Согласно настоящему изобретению суспензии могут содержать, например, от 40 до 85% предпочтительно от 55 до 80% твердого топлива, имеющего гранулометрический состав, характеризуемый средним диаметром ≅200 мкм, предпочтительно ≅50 мкм. Особенно предпочитаемыми являются бимодальные гранулометрические составы, состоящие из двух групп частиц с разным средним размером, где первая группа частиц имеет средний размер, заключающийся внутри диапазона 200-50 мкм, а вторая группа частиц имеет средний размер, заключающийся в диапазоне 1-40 мкм. According to the present invention, suspensions may contain, for example, from 40 to 85%, preferably from 55 to 80%, of a solid fuel having a particle size distribution characterized by an average diameter of ≅200 μm, preferably ≅50 μm. Particularly preferred are bimodal particle size distributions consisting of two groups of particles with different average sizes, where the first group of particles has an average size within the range of 200-50 microns and the second group of particles has an average size in the range of 1-40 microns.

В соответствии с настоящим изобретением достигается порционность добавления диспергирующей добавки, т.е. такое кратное порции количество ее, которое соответствует значению минимальной вязкости на каждый определенный тип твердого компонента и концентрации твердого компонента в суспензии, и которое добавляют на стадии приготовления. Оставшиеся порции добавки добавляют позже, когда вязкость при транспортировании превысит определенное заданное значение, находящееся в диапазоне 5-50% установленной вязкости при транспортировании. In accordance with the present invention, the batchwise addition of the dispersant is achieved, i.e. such a multiple of a portion, its amount, which corresponds to the minimum viscosity for each particular type of solid component and the concentration of the solid component in the suspension, and which is added at the preparation stage. The remaining portions of the additive are added later when the viscosity during transportation exceeds a certain predetermined value, which is in the range of 5-50% of the established viscosity during transportation.

Количество диспергирующей добавки, которое следует добавлять в течение стадии транспортирования, изменяется в соответствии с параметрами, упомянутыми выше. The amount of dispersant to be added during the transportation step varies in accordance with the parameters mentioned above.

В качестве диспергирующих добавок можно использовать анионные, катионные, неионные и амфотерные соединения, либо как отдельные соединения, либо как смеси. Предпочтительными являются анионные сульфированные диспергаторы, используемые как соли щелочного металла или аммония. Еще более предпочтительными являются соли щелочного металла или аммония нафталинсульфонатов или алкилнафталинсульфонатов, конденсированных с формальдегидом. As dispersing additives, anionic, cationic, nonionic and amphoteric compounds can be used, either as separate compounds or as mixtures. Preferred are anionic sulfonated dispersants used as alkali metal or ammonium salts. Even more preferred are alkali metal or ammonium salts of naphthalenesulfonates or alkylnaphthalenesulfonates condensed with formaldehyde.

Минимальное количество, которое необходимо для того, чтобы иметь наиболее высокую текучесть в течение стадии получения CWM, является функцией многих параметров, в частности, типа угля, его концентрации в суспензии, типа добавки. The minimum amount that is necessary in order to have the highest fluidity during the CWM preparation step is a function of many parameters, in particular, the type of coal, its concentration in suspension, the type of additive.

Для показательных целей минимальная концентрация сульфированной добавки, типа соли нафталинсульфоновой кислоты, конденсированной с формальдегидом, необходимая для получения наиболее высокой текучести на стадии получения концентрированной суспензии, заключается в диапазоне 0,4-1,5% по отношению к полной массе суспензии. For illustrative purposes, the minimum concentration of a sulfonated additive, such as a salt of naphthalenesulfonic acid condensed with formaldehyde, necessary to obtain the highest yield at the stage of obtaining a concentrated suspension, lies in the range of 0.4-1.5% with respect to the total weight of the suspension.

Для целей иллюстрирования примерами, минимальная концентрация Daxad 15, необходимая для получения минимальной вязкости в суспензии, содержащей 62 мас. угля, имеющего характеристики, приведенные в табл. 1, оказалась равной 1,0 мас. (в расчете на массу суспензии). For illustrative purposes, the minimum concentration of Daxad 15 required to obtain the minimum viscosity in a suspension containing 62 wt. coal having the characteristics given in table. 1, turned out to be equal to 1.0 wt. (based on the weight of the suspension).

Кроме воды, твердого топлива и диспергирующей добавки, в соответствии с настоящим изобретением суспензии могут содержать: смешивающиеся с водой органические вещества (например, C1-C6 алифатические спирты, такие как метанол, этанол и т. д. ), противовспенивающие вещества, стабилизирующие добавки (например, бентонит (раскрываемый патент Италии N 20456 A/85), полисахариды, ксантановые смолы и полиактиламиды), биоцидальные вещества и другие жидкие или полужидкие топлива, например: дизельное топливо, нефтяные остатки, нафта, нефтяной газ и т.д.In addition to water, solid fuel and dispersant, in accordance with the present invention, suspensions may contain: miscible with water organic substances (for example, C 1 -C 6 aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, etc.), anti-foaming agents, stabilizing additives (for example, bentonite (disclosed Italian patent N 20456 A / 85), polysaccharides, xanthan gums and polyactylamides), biocidal substances and other liquid or semi-liquid fuels, for example: diesel fuel, oil residues, naphtha, petroleum gas, etc.

В соответствии с настоящим изобретением производство суспензии может быть осуществлено посредством различных процедур, предпочтительно, мокрым измельчением в две стадии, как раскрыто в вышеупомянутом патенте (Великобритания N 2099451). In accordance with the present invention, the production of the suspension can be carried out by various procedures, preferably by wet grinding in two stages, as disclosed in the aforementioned patent (UK N 2099451).

Что касается решения, состоящего в единственном добавлении диспергирующей добавки на стадии получения суспензии, способ настоящего изобретения имеет преимущество, заключающееся в том, что при той же производительности перекачки достигается более высокая статическая устойчивость суспензии с последующей возможностью хранения в течение более длинных периодов времени как на начальной станции, так и на станции прибытия. As regards the solution consisting in the sole addition of a dispersant at the stage of preparing the suspension, the method of the present invention has the advantage that, at the same pumping capacity, a higher static stability of the suspension is achieved, followed by storage for longer periods of time as in the initial station, and at the arrival station.

Следующие примеры приведены с целью лучшей иллюстрации настоящего изобретения. The following examples are provided to better illustrate the present invention.

Примеры
Приготовили различные водные суспензии колумбийского битумного угля (его характеристики см. в табл. 1) способом двухстадийного мокрого измельчения (как раскрывается в упомянутом GB, патенте N 2099451), используя Daxad 15 в качестве диспергирующей добавки (в последующем "D15") и в тех же случаях, бентонит в качестве стабилизирующей добавки. Времена измельчения контролировались таким образом, чтобы получить для всех суспензий один и тот же гранулометрический состав, характеризуемый средним диаметром 20±1 мкм и фракцией, остающейся выше сита с размером ячей 200 мкм, 7,0±0,5%
Вязкость суспензий измеряли ротационным вискозиметром, работающим при 10 с-1, типичном значении для сдвиговой скорости при транспорте на длинные расстояния.
Examples
We prepared various aqueous suspensions of Colombian bituminous coal (see Table 1 for its characteristics) by the two-stage wet grinding method (as disclosed in the aforementioned GB, Patent No. 2099451), using Daxad 15 as a dispersing additive (hereinafter “D15”) and in those bentonite as a stabilizing agent. The grinding times were controlled in such a way as to obtain the same particle size distribution for all suspensions, characterized by an average diameter of 20 ± 1 μm and a fraction remaining above a sieve with a mesh size of 200 μm, 7.0 ± 0.5%
The viscosity of the suspensions was measured by a rotational viscometer operating at 10 s -1 , a typical value for shear rate during transport over long distances.

Поведение суспензии при перекачке моделировалось лабораторным испытанием (извлеченным из метода Metzner и Otto, Aiche Journal, 1957, т. 8, N 1, с. 3 и уже описанным в прошлом: см. 11-я Меж. Конф. по Гидравлическому Транспорту Твердых Тел в Трубах), в котором суспензию обрабатывают при постоянной скорости вращения так, чтобы эквивалентная сдвиговая скорость была бы 10 с-1, и непрерывно измеряя скручивающее усилие. Посредством подходящих калибровок с жидкостями известной вязкости сигнал скручивания превращается в вязкость.The behavior of the suspension during pumping was modeled by a laboratory test (extracted from the Metzner and Otto method, Aiche Journal, 1957, v. 8, No. 1, p. 3 and already described in the past: see the 11th International Conference on Hydraulic Transport of Solids in Pipes), in which the suspension is treated at a constant speed of rotation so that the equivalent shear rate is 10 s -1 , and continuously measure the torsional force. By suitable calibrations with liquids of known viscosity, the torsion signal is converted to viscosity.

Результат испытания был суммирован как время, необходимое для достижения значения вязкости, которое является удвоенным относительно начального значения вязкости, или процентного увеличения вязкости, относительно к начальному значению вязкости, после установленного времени перемешивания. The test result was summarized as the time required to reach a viscosity value that is doubled relative to the initial viscosity value, or percentage increase in viscosity, relative to the initial viscosity value, after the set mixing time.

Поведение при перекачке при низких значениях сдвиговой скорости симулировалось, как указано выше, но действуя при таких скоростях вращения, что эквивалентная сдвиговая скорость была 1 с-1. Высоту осадка в конце перемешивающего испытания оценивали проникновением в указанный осадок твердого стержня из оргстекла массой 15 г ("тест на проникновение стержня"), обычно используемого для оценки устойчивости угольных суспензий (например, The Chem. Eng. Journal, 1985, т. 31, с. 175).The pumping behavior at low shear rates was simulated as described above, but acting at such rotational speeds that the equivalent shear rate was 1 s -1 . The height of the precipitate at the end of the mixing test was assessed by penetration into the specified precipitate of a solid plexiglass rod weighing 15 g ("rod penetration test"), commonly used to evaluate the stability of coal suspensions (e.g., The Chem. Eng. Journal, 1985, v. 31 p. 175).

Результат теста был суммирован как высота осадка, которая выдерживает вес стержня. The test result was summed as the height of the sediment, which can withstand the weight of the rod.

Устойчивость при статических условиях оценивали посредством тестов на осаждение внутри стеклянных трубок (внутренний диаметр 40 мм, полезная высота 450 мм), термостатированных при 20oC. В конце срока хранения, который был определен в 60 дн, содержимое трубки подразделяли на три части: головную, центральную и нижнюю части, и для каждой из указанных частей определяли концентрацию твердого вещества посредством гравиметрических измерений. Результат теста приводится как параметр, обозначенный "процент осаждения", S, вычисляемый следующим образом:
S (CF -Cсреднее•(Cмакс Cсреднее),
где Cсреднее (Cт+CM+CF)/3,
Cт, CM, CF соответственно, концентрации твердого вещества в головной, центральной и нижней долях,
Cмакс концентрация максимальной упаковки твердого вещества, полученная в нижней зоне испытательной трубки центрифугированием суспензии при 20000 об/мин (эквивалентно 49,000 раз гравитационного ускорения) в течение 20 мин.
Stability under static conditions was evaluated by tests on the deposition inside glass tubes (inner diameter 40 mm, useful height 450 mm), thermostated at 20 o C. At the end of the shelf life, which was determined in 60 days, the contents of the tube were divided into three parts: , the central and lower parts, and for each of these parts, the concentration of solids was determined by gravimetric measurements. The test result is given as a parameter indicated by “percent deposition”, S, calculated as follows:
S (C F -C average • (C max C average ),
where C is average (C t + C M + C F ) / 3,
C t , C M , C F, respectively, the concentration of solids in the head, central and lower lobes,
C max concentration of the maximum solids packing obtained in the lower zone of the test tube by centrifuging the suspension at 20,000 rpm (equivalent to 49,000 times gravitational acceleration) for 20 minutes

При таком определении процент осаждения S может меняться в диапазоне от 0, для идеально устойчивой суспензии с гомогенным распределением концентрации (Cт= CM=CF), до 100, для совершенно неустойчивой суспензии, для которой CF Cмакс. В последнем случае осадок ведет себя как твердое тело и, очевидно, более не перекачиваем.With this determination, the deposition percentage S can vary from 0, for a perfectly stable suspension with a homogeneous concentration distribution (C t = C M = C F ), to 100, for a completely unstable suspension, for which C F C max . In the latter case, the sediment behaves like a solid and, obviously, is no longer pumped.

Характеристики угля, мас. Characteristics of coal, wt.

Влажность 6,1
Летучие вещества 36,4
Зола N 6,6
Связанный углерод (по различию) 50,9
Углерод 69,9
Водород 5,4
Азот 1,5
Сера 0,6
Кислород (по различию) 16,0
Теплоемкость 28,800 кДж/кг
Пример 1. Приготовили пять водных суспензий, содержащих 62,0% колумбийского угля, имеющего характеристики, представленные в вышеуказанной характеристике для угля и различные количества D 15. Оказалось, что оптимальный уровень D 15 для получения минимальной вязкости равен 1,0% (табл. 1).
Humidity 6.1
Volatiles 36.4
Ash N 6.6
Bound carbon (by difference) 50.9
Carbon 69.9
Hydrogen 5.4
Nitrogen 1.5
Sulfur 0.6
Oxygen (By Difference) 16.0
Heat capacity 28,800 kJ / kg
Example 1. Prepared five aqueous suspensions containing 62.0% of Colombian coal, having the characteristics presented in the above characteristics for coal and various amounts of D 15. It turned out that the optimal level of D 15 to obtain the minimum viscosity is 1.0% (table. 1).

Пример 2. Суспензии NN 2, 3, 4 и 5 подвергали тестам на устойчивость при перекачке и на осаждение. Устойчивость при перекачке, представленная как время, необходимое для достижения значения вязкости, которое является удвоенным от начальной вязкости, при одном и том же перемешивании увеличивается с увеличением уровней D 15. Напротив, статическая устойчивость уменьшается с увеличением уровней D 15 (табл. 2). Example 2. Suspensions NN 2, 3, 4 and 5 were tested for stability during pumping and sedimentation. Pumping stability, presented as the time required to reach a viscosity that is doubled from the initial viscosity, with the same stirring increases with increasing levels of D 15. On the contrary, static stability decreases with increasing levels of D 15 (Table 2).

Пример 3. Суспензию N 3, соответствующую минимальному значению вязкости (табл. 1), подвергали симулированному тесту на перекачку, в котором к суспензии добавляли дополнительные количества диспергирующей добавки с помощью бюретки, как только вязкость достигала 5% увеличения относительно начального значения. Тест проводили в течение установленного времени 270 ч, равного времени теста для той же самой суспензии N 3 как в примере 2 (табл. 2), в котором не добавляли диспергирующего вещества. Полное количество D 15 (т.е. количество D 15, добавленное на стадии приготовления, плюс количество D 15, добавленное в течение теста) равно 1,2 мас. в расчете на суспензию. Example 3. Suspension No. 3, corresponding to the minimum viscosity value (Table 1), was subjected to a simulated pumping test in which additional dispersing additives were added to the suspension using a burette as soon as the viscosity reached a 5% increase relative to the initial value. The test was carried out for a set time of 270 hours, equal to the test time for the same suspension of N 3 as in example 2 (table 2), in which no dispersing substance was added. The total amount of D 15 (i.e., the amount of D 15 added at the preparation stage, plus the amount of D 15 added during the test) is 1.2 wt. calculated on the suspension.

Результаты при одном и том же времени перемешивания, включая полученные в Примере 2, в котором всю добавку добавляли на стадии приготовления, представлены в табл. 3. В третьей колонке указанной Таблицы представлено процентное увеличение вязкости после 270 ч перемешивания. При том же полном количестве D 15 (1,2 мас.) получили эквивалентную характеристику устойчивости при перемешивании. The results at the same mixing time, including those obtained in Example 2, in which the entire additive was added at the preparation stage, are presented in table. 3. The third column of this Table shows the percentage increase in viscosity after 270 hours of stirring. With the same total amount of D 15 (1.2 wt.) Received an equivalent characteristic of stability with stirring.

Пример 4. На образцах, уже подвергнутых тесту на симулированную 270-часовую перекачку, как в Примере 3, провели тест на статическую устойчивость. Результаты представлены в табл. 4. Example 4. On samples already subjected to a test for simulated 270-hour pumping, as in Example 3, conducted a test for static stability. The results are presented in table. 4.

При том же самом полном количестве D 15 получены эквивалентные значения статической устойчивости. With the same total amount of D 15, equivalent static stability values were obtained.

Мы напоминаем, что, прежде чем быть подвергнутой стадии перекачки, суспензия N 3 проявляла более высокую устойчивость к осаждению, чем суспензия N 4 (Табл. 2). We recall that, before being subjected to the pumping step, the N 3 suspension showed a higher resistance to precipitation than the N 4 suspension (Table 2).

Суспензия N 5, отличающаяся большим избытком D 15, оказалась, напротив, гораздо менее устойчивой, чем суспензия NN 3 и 4. Suspension N 5, characterized by a large excess of D 15, was, on the contrary, much less stable than suspension NN 3 and 4.

Пример 5 (Сравнительный пример). На суспензиях NN 3, 4 и 5 проводили симулированный тест перекачки с низкой сдвиговой скоростью в течение установленного времени 270 ч, полученные результаты представлены в табл. 5. Example 5 (Comparative example). On suspensions NN 3, 4 and 5, a simulated pumping test was carried out with a low shear rate for a set time of 270 hours, the results are presented in table. 5.

Суспензия N 5, отличающаяся большим избытком D 15, проявляет свидетельства осаждения. Suspension N 5, characterized by a large excess of D 15, shows evidence of precipitation.

Пример 6 (Сравнительный пример). Приготовили четыре суспензии одной и той же вязкости (1,20 Па•с при 10 с-1) и содержащие один и тот же уровень D 15 (1,2 мас.) с различными количествами угля и бентонита, действующего как стабилизирующая добавка. Тот же самый показатель статической устойчивости суспензии N 3, т.е. имеющей минимальное значение вязкости (табл. 2), получили при содержании бентонита около 1,5% в расчете на суспензию, но за счет большого снижения уровня угля, который упал от 62 до 57 мас. Для суспензии, содержащей только 57 мас. угля, могут возникнуть трудности в горении из-за низкого значения теплоемкости такой суспензии.Example 6 (Comparative Example). Prepared four suspensions of the same viscosity (1.20 Pa • s at 10 s -1 ) and containing the same level of D 15 (1.2 wt.) With different amounts of coal and bentonite, acting as a stabilizing additive. The same indicator of static stability of suspension N 3, i.e. having a minimum viscosity value (table. 2), obtained with a bentonite content of about 1.5% per suspension, but due to a large decrease in the level of coal, which fell from 62 to 57 wt. For a suspension containing only 57 wt. coal, there may be difficulties in combustion due to the low heat capacity of such a suspension.

Результаты представлены в табл. 6. The results are presented in table. 6.

Claims (6)

1. Способ приготовления и транспортирования по трубопроводам концентрированных смесей угля в воде, включающий стадию приготовления суспензии путем мокрого измельчения в присутствии одной или более диспергирующих добавок и стадию транспортирования посредством одной или более перекачивающих станций, отличающийся тем, что на стадии приготовления суспензии диспергирующие добавки вводят в количестве, минимально необходимом для получения начальной вязкости суспензии в диапазоне 0,8 1,5 Па•с при сдвиговой скорости течения 10 с-1, а на стадии транспортирования одной или более порциями вводят дополнительную диспергирующую добавку в количестве, обеспечивающем ограничение увеличения вязкости суспензии на величину, меньшую, чем 30% относительно начальной вязкости.1. The method of preparation and transportation through pipelines of concentrated mixtures of coal in water, including the stage of preparation of the suspension by wet grinding in the presence of one or more dispersing additives and the stage of transportation by one or more pumping stations, characterized in that at the stage of preparation of the suspension dispersing additives are introduced into the amount minimally necessary to obtain the initial viscosity of the suspension in the range of 0.8 1.5 Pa • s at a shear flow rate of 10 s - 1 , and at the stage When transporting one or more portions, an additional dispersant is added in an amount that limits the increase in viscosity of the suspension by an amount less than 30% relative to the initial viscosity. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что одной или более порциями вводят дополнительную добавку в количестве, обеспечивающем ограничение увеличения вязкости суспензии на величину, меньшую, чем 20% относительно начальной вязкости суспензии. 2. The method according to claim 1, characterized in that one or more portions introduce an additional additive in an amount that limits the increase in viscosity of the suspension by an amount less than 20% relative to the initial viscosity of the suspension. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что диспергирующая добавка или смесь диспергирующих добавок принадлежит к классу сульфатов щелочных металлов или аммония. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the dispersant or mixture of dispersant additives belongs to the class of sulfates of alkali metals or ammonium. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что диспергирующая добавка принадлежит к классу нафталинсульфонатов или алкилнафталинсульфонатов щелочных металлов или аммония, конденсированных с формальдегидом. 4. The method according to claim 3, characterized in that the dispersing additive belongs to the class of alkali metal or ammonium naphthalenesulfonates or alkylnaphthalenesulfonates condensed with formaldehyde. 5. Способ по одному из пп.1 4, отличающийся тем, что в течение стадии транспортирования контролируют величину диспергирующей добавки посредством установленных на трубопроводной линии вискозиметров и дозаторов этой добавки, приводимых в действие вискозиметрами при превышении предельно допустимой вязкости. 5. The method according to one of claims 1 to 4, characterized in that during the transportation stage the dispersing additive is controlled by means of viscometers and dispensers of this additive installed on the piping line, driven by viscometers when the maximum permissible viscosity is exceeded. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что контроль вязкости и доз добавки осуществляют на перекачивающих станциях трубопроводной линии посредством установленных на них вышеупомянутых вискозиметров и дозаторов. 6. The method according to claim 5, characterized in that the viscosity and dosage of the additive are controlled at the pumping stations of the pipeline line by means of the aforementioned viscometers and dispensers installed on them.
RU93004505A 1992-01-29 1993-01-28 Method of preparation and transportation of concentrated mixtures of coal and water along pipelines RU2100267C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITM192A000159 1992-01-29
ITMI920159A IT1260465B (en) 1992-01-29 1992-01-29 Process for the preparation and transport of concentrated dispersions of coal in water via pipes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93004505A RU93004505A (en) 1995-07-09
RU2100267C1 true RU2100267C1 (en) 1997-12-27

Family

ID=11361707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93004505A RU2100267C1 (en) 1992-01-29 1993-01-28 Method of preparation and transportation of concentrated mixtures of coal and water along pipelines

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN1039130C (en)
IT (1) IT1260465B (en)
RU (1) RU2100267C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546836C2 (en) * 2008-03-26 2015-04-10 Экопьюро Constructively improved plastics, characterised by reinforcing action of filling agent

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109809192A (en) * 2018-12-10 2019-05-28 北京矿冶科技集团有限公司 A kind of tailings paste pipe-line transportation system and method
CN111575060B (en) * 2020-05-29 2021-06-22 新奥科技发展有限公司 Coal water slurry gasification system and coal water slurry additive recovery method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE, заявка, 3621319, кл. C 10 L 1/32, 1988. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546836C2 (en) * 2008-03-26 2015-04-10 Экопьюро Constructively improved plastics, characterised by reinforcing action of filling agent

Also Published As

Publication number Publication date
IT1260465B (en) 1996-04-09
CN1075743A (en) 1993-09-01
CN1039130C (en) 1998-07-15
ITMI920159A0 (en) 1992-01-29
ITMI920159A1 (en) 1993-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4162143A (en) Emulsifier blend and aqueous fuel oil emulsions
CA2243054C (en) Multiple emulsion and method for preparing same
NO840051L (en) DIFFICULT SUSPENSION OF A SOLID FUEL AND PROCEDURE AND MANUFACTURING PRODUCTS THEREOF
US5096461A (en) Separable coal-oil slurries having controlled sedimentation properties suitable for transport by pipeline
US4726810A (en) Process for the selective agglomeration of sub-bituminous coal fines
EP0139686A1 (en) Novel grinding mixture and process for preparing a slurry therefrom
US4389219A (en) Stabilized coal-oil mixture
US4478602A (en) Carbonaceous oil slurries stabilized by binary surfactant mixtures
RU2100267C1 (en) Method of preparation and transportation of concentrated mixtures of coal and water along pipelines
NO840049L (en) PUMPABLE Aqueous SUSPENSION OF A SOLID FUEL AND A PROCEDURE FOR PREPARING THEREOF
US4415338A (en) Aqueous carbonaceous slurries
US4511365A (en) Coal-aqueous mixtures
US4740329A (en) Dispersing agents for coal slurries
SU1491344A3 (en) Water-coal suspension
DK162654B (en) PROCEDURE FOR PREPARING COOL-WATER MIXTURES
US4645514A (en) Coal-aqueous slurry
US4171957A (en) Method for stabilizing a mixed fuel
JPS6146038B2 (en)
KR900004550B1 (en) Coal slurry composition
US4114956A (en) Transporting iron ore slurries
SU1545947A3 (en) Coal-water suspension
SU1554764A3 (en) Coal-water suspension
CA1179132A (en) Carbonaceous materials in water slurries
DE3621319C2 (en)
CA1128751A (en) Magnesium hydroxide in water in oil emulsion as additive for liquid hydrocarbon