SU1554764A3 - Водоугольна суспензи - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  топлив, в частности водоугольной суспензии, что может быть использовано дл  транспортировки этого топлива на дальние рассто ни  по трубопроводам. Цель - повышение качества и устойчивости суспензии. В ее состав вход т, мас.%: уголь 55 - 77, NA- соль продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом 0,2 - 1, вода до 100. Используемый уголь содержит 40 - 70 мас.% частиц с размером 60 - 210 мкм и остальное - с размером 3 - 20 мкм, а продукт конденсации имеет степень конденсации 2 - 9. При необходимости суспензи  может содержать 0,01 - 0,03 мас.% полисахарида в качестве стабилизатора. В этом случае суспензи  стабильна в течение 30 сут при низкой в зкости. 4 ил., 7 табл.

Description

j

(21)3450440/23-04

(22)19.05.82

(31)21885А/81

(32)21.05.81

(33)IT

(46) 30.03.90. Бкш. 12

(71)Снампрогетти С.п.А. (ЧТ)

(72)Энцо Феррони, Габриэлл  Габриэлли, Пьеро Бальони, Франческо Феррини и Энрико Корньани (IT)

(53)665.75 (088.8)

(56)Патент США N- 3762887, кл. 44-51, 1973.

Патент Великобритании N° 1469319, кл. С 5 Е, 1977.

(54)ВОДОУГОЛЬНАЯ СУСПЕНЗИЯ

(57)Изобретение касаетс  топлив, в частности водоугольной суспензии,

что может быть использовано дл  транспортировки этого топлива на дальние рассто ни  по трубопроводам. Цель - повышение качества и устойчивости суспензии. В ее состав вход т , мас.%: уголь 55-77, Na-соль продукта конденсации нафталинсульфо- кислоты с формальдегидом 0,2-1, вода до 100. Используемый уголь содержит 40-70 мас.% частиц с размером 60- 210 мкм и остальное с размером 3- 20 мкм, а продукт конденсации имеет степень конденсации 2-9. При необходимости суспензи  может содержать 0,01-0,03 мас.% полисахарида в качестве стабилизатора. В этом случае суспензи  стабильна в течение 30 сут при низкой в зкости. 4 ил., 7 табл.

(Л

Изобретение относитс  к водоугольной суспензии с высокой концентрацией угл , которое может быть использовано в гидропроводном транспорте.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества суспензии и ее устойчивости .

Пример. В качестве исходных углей используют угли, характеристика которых приведена в табл.1.

Получение суспензий включает следующие операции.

Уголь размалывают до частиц двух диапазонов размеров, причем размол провод т всухую или же в мокром состо нии (т.е. в присутствии воды) с получением либо двух групп угольных частиц в случае сухого размола, либо водных пульп двух групп угольных час

тиц в случае мокрого размола, хот  размол предпочтительно проводить всухую дл  получени  частиц большего размера и в мокром состо нии дл  получени  частиц меньшего размера, во врем  мокрого размола может присутствовать полиэлектролит.

Смешивают две группы частиц в описанных пропорци х при их получении и тех и других всухую или же в мокром состо нии.

Добавл ют полиэлектролит либо к воде, либо, если в мокром состо нии получают только угольные частицы меньшего размера, к водной суспензии указанных угольных частиц меньшего размера.

Добавл ют подход щие количества либо двух смесевых групп угольных

СЛ

СП

Јь 1

О

частиц к водному раствору полиэлект- тролита, либо угольных частиц большего размера к водной суспензии угольных частиц меньшего размера, содержащей полиэлектролит.

При необходимости добавл ют стабилизатор либо с полиэлектролитом, либо после добавлени  полиэлектролита , но перед добавлением смесевых угольных частиц двух групп или угольных частиц большего размера, или после введени  в воду двух групп угольных частиц.

В качестве электролитов исполь- зуют ДАКСАД-15, ДАКСАД-19, РЕОПЛАСТ 203, которые принадлежат к классу натриевых солей, полученных поликонденсацией формальдегида с нафталин- сульфокислотами.

Формулу солей можно представить следующим образом:

SO-,Na

П

Дл  ДАКСАДА 15 () и РЕОГО1АС- ТА 203 индекс п может измен тьс  от 2 до 7 (это один и тот же продукт, продаваемый различными производител ми ), а ДАКСАД 19 отличаетс  от ДАКСАД 15 и РЕОГШАСТА 203 тем, что п достигает 9.

В примерах указан только ДАКСАД 1 так как при использовании РК01ШАС- ТА 203 и ДАКСАДА 19 достигаютс  аналгичные результаты.

КЕЛЗАН представл ет собой полисахарид .

Используемые полиэлектролиты и полисахарид  вл ютс  продукцией промышленности и их молекул рна  масса находитс  в диапазоне 500-3000

В табл. 2-4 приведены полученные результаты по приготовлению суспензи и ее стабильности

В табл.2 прин ты следующие обозначени :

dm, - средний размер частиц первой группы, мкм, dniz - средний размер частиц

второй группы, мкм; Суу, - мас.% частиц первой группы (по сухому веществу); мзс.% частиц второй группы (по сухому веществу)i

0

0

5

5

0

4Q

.,-

50

Cw - мас.% угл  в водной суспензии ,

Cw - ДАКСАД-15 мае.У, - ДАКСАД-15 в водной суспензии,

Cw - КЕЛЗАН мас.% - КЕЛЗАН

в водной суспензии.

Выражени  d, , ёг, С, СМ1, содержащиес  в уравнении

а bg U СМ1) - log (% СМ2) log d, - log d2

имеют следующие значени :

d и d представл ют собой два размера частиц, заключенные между средними диаметрами двух используемых фракций и соответствующие точкам перегиба кривой гранулометрического распределени  (по размеру грита). См и СМ2 представл ют собой совокупные весовые процентные содержани  частиц, имеющих диаметр меньше d , и d,.

Дл  лучшего понимани  указанных терминов, приведены примеры, относ щиес  к распределени м грита по размерам дл  фиг.1 и 2.

На фиг.1 и 2 показаны возможные формы кривой зависимости кумул тивного процента от размера частиц, вычерченной в двойном логарифмическом масштабе.

По оси ординат отложен процент См, а по оси абсцисс - диаметры в микрометрах (мкм).

Индекс а дл  предлагаемой суспензии не может быть больше 0,4.

Пример дл  фиг.1 (пример 23).

Угольную смесь составл ют из двух фракций, грубой и тонкой в соотношении 60:40 и она имеет следующие свойства: грубую фракцию составл ют частицы с размерами свыше 44 и ниже 148 мкм, а мелкую фракцию составл ют частицы размерами менее 25 мкм.

Согласно графика на фиг.1 следует, что средний размер частиц первой группы составл ет 83 мкм, а средний размер частиц второй группы - 11 мкм.

Таким образом, уравнение согласно графика на фиг.1 становитс  следующим: поскольку d ( 44, d/Ј 25 мкм, С м 4 и G,UЈ 40Х, то тогда

  log 40 - log 40 log 44 - log 25

Пример дл  фиг.2 (пример 10). Угольную смесь составл ют из двух фракций, грубой и тонкой в соотношении АО:60 и она характеризуетс  следующими свойствами, мкм: груба  фракци  - частицы меньше 300, тонка  фракци  - частицы меньше 20.

Таким образом, средни размер частиц первой группы составл ет 82, а средний размер частиц второй группы - 7,2 мкм.

Из графика на фиг.2 следует, что d t 50 мкм, d 2. 20 мкм, Смч 69,6% мг. 63,6% и уравнение имеет следующий вид:

а log 69,6 - log 63,6

а log % - log 20 ° U

Из графика на фиг.З следует, что дл  расчета индекса а используют еле дующие данные, мкм:

dW2

d,

Л С MI

С М2.

С уу,

С W4

210 20 177 70 35% 33,5% 65 мас.% 35 -- - Следовательно а (log 35 - og 33,5) : (log 177 - log 70) 0,047.

В табл.3 прин ты следующие обозачени :

А - к угольной пыли сначала прибавл ют воду, затем электролит в водном растворе и полученную массу перемешивают до однородности;

В - к угольной пыли сначала добавл ют электролит в водном растворе, затем воду и полученную массу перемешивают до однородности,

С - воду ввод т в- угольную пыль, затем добавл ют порошок электролита и всю массу перемешивают до однородности; U - порошковый электролит добавл ют в угольную пыль, затем добавл ют воду и полученную массу перемешивают до однородности .

Процент стабильности - показатель, оторый определ ют экспериментально ледующим образом. Образец испытываеой смеси помещают в цилиндр диаетром 24 и длиной 150 мм. Этот

цилиндр выдерживают в покое некоторое врем , а потом быстро довод т до температуры замерзани  и ниже ее, Образцы размером 15 мм с вершины и с нижней части цилиндра отрезают и определ ют концентрацию угл  в этих двух образцах.

Индекс стабильности определ ют следующим образом:

С

И, - 100,

70

15 где С5 - концентраци  угл  в верхнем

15 мм образце , ( - концентраци  угл  в нижнем

15 мм образце.

Если Cs и С; одинаковы, то индекс стабильности равен 100%, и если это так, то нет расслоени  и смесь стабильна Измен   врем  отстаивани , которое предшествует замораживанию, можно определить стабильность в тече- 25 ние любого желательного отрезка времени .

В табл.4 и 5 представлено вли ние концентрации ДАКСАД-15 на в зкость и стабильность водоугольной суспенЗо зии (БУС).

Как следует из приведенных данных,

оптимальной концентрацией полиэлек- тролита дл  ВУС  вл етс  концентраци  0,2-1,0 мае.%.

Количество полисахарида составл - 35 ет 0,01-0,3 мас.%.

Пример 32. При использовании углей, которые могут быть суспендированы в ВУС лишь с трудом, что обусловлено в основном их поверхностными свойствами, например с использованием колумбийских углей, получают смеси с более низким содержанием твердых частиц (табл.6).

Колумбийский уголь имеет влажность (при высушивании на воздухе,) 1,76 мас.% зольность 12,06% (сухой вес), содержание летучих компонентов 35,34% (сухой вес) 52,60% фиксированного углерода (дифференциально ), общее содержание серы 0,89Z (сухой вес) и более низкую теплотворную способность 6680 ккал/кг.

На фиг.4 представлен расчет индекса а дл  колумбийского угл  при его концентрации в ВУС 56 мас.%.

Отношение крупных частиц к мелким 70/30,мкм: dm, 60; d mz 3; d4 68; d2 12; CM, 70%; Сд,й35%.

40

45

50

а

log 70 - log 35

log bS - log 12

0,4.

Таким образом, в предлагаемой во- доугольной суспензии достигаетс  высока  стабильность в течение 30 сут при ниэкой в зкости.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Водоугольна  суспензи  на основе мелкодисперсного угл  со средним размером частиц 3,0-210 мкм, полиэлектролита и воды, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества и устойчивости суспензии , она содержит уголь, состо щий из двух групп угольных частиц, из которых перва  группа имеет средний

   1Полунин 1 21017220705545454470

   2- -210172 0705545454469 1- -21017/20706535J533,569

   4- -21017У1575ЬО404039.569

   5- -1501271570ЬО40404069

   6Польский И- 2 21017520706040403969

   7- -21017520706040401969

   8- -210179157560404039,569

   9- -210179157560404039,569 10- -82507,2204069,66063,6Ь9 ItКитайский15012784060404039,577

   12- -2101721560604040 39,875

   13- -21017220705545454573,5

   14- -21017220706040404073

   15Канадский210172207055454544,770 1Ь- -210172207055454544,770

   17- -21017215705545454569

   18- -150127157055454544,769

   19Пчю-Афрнканский210175157060404039 ,674

   20- -210175157060404039,672

   21- -210175157060404039,672

   22- -15012715706040404о 69

   23- -834411256040404070

   5

   0

   размер частиц 60-210 мкм, а втора  группа - 3,0-20 мкм при содержании в угле 40-70 мас.% частиц первой группы, в качестве полиэлектролита она содержит натриевую соль продукта конденсации нафталинсульфокисло- ты с формальдегидом со степенью конденсации 2-9 при следующем соотношении компонентов суспензии, мас.%: Указанный уголь55-77

   Натриева  соль продукта конденсации нафталин- сульфокислоты с формальдегидом со степенью конденсации 2-90,2-1,0 Вода До 100 и при необходимости суспензи  дополнительно содержит 0,01-0,03 мас.% полисахарида в качестве стабилизатора.

   Таблица 1

   Т а В л и и а 2

   О

   0,02

   О

   О

   О

   О

   0,01

   О

   0,01

   О

   О

   О

   0,01

   о о

   0,02

   О

   О

   О 0,01

   о о о

   650

   97/1 Кольцева  ро- Колодезна  ликова  мельница

   0,025

   56

   0,4

   0,8

   Л «/ «f

   Таблица 5

   1000

   97

   at мкм

   /

   юо 70:

   60чо юю

   5

   з

   2

   /

   i t 1

   01 0,1

   0,5 1 г

   §

   I

   i3

   I

   I

   Фие 3

   Фил

   Ю W 50 50 W НО МКМ

   Разн9р чо тн,

   ипнидпмаэдй % пмниПнодоэ

   Ј

   t

   5Г

   5r

   §

   §

   Ј

   I

   со

   S

   e