水煤浆添加剂及水煤浆稳定性的研究

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1、第33卷第2期日用化学工业Vo1.33No.22003年4月ChinaSurfactantDetergent&CosmeticsApril2003水煤浆添加剂及水煤浆稳定性的研究1,22232411寿崇琦,赵春宾,贾海波,杨树新,张志良,郑利强,李关宾,陈立仁(11中国科学院兰州化学物理研究所,甘肃　兰州　730000;21济南大学化工学院,山东　济南　250022;31甘肃省建材设计研究院,甘肃　兰州　730000;41山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室,山东　济南　250100)摘要:研究了实验室中制备水煤浆的方法,选择了合适的煤种和适合

2、成浆的煤粉粒度分布。使用了不同分子结构的高分子阴离子型表面活性剂作为添加剂制备水煤浆。研究了不同分子结构的添加剂对同种煤质的水煤浆成浆性的性能比较,选择出了合适的主添加剂。探讨了添加剂的添加量与煤的成浆性、流变性以及静态稳定性的关系。结果表明,添加剂的分子链长短、分子链上的活性基团的多少等因素以及在煤浆中的添加量对水煤浆的成浆性、黏度、质量分数、流变性以及稳定性具有显著的影响。关键词:表面活性剂;水煤浆;流变性;稳定性中图分类号:TQ42319文献标识码:B文章编号:1001-1803(2003)02-0120-04　　环境和能源是人类生存和发展

3、的基本条件。能源浆性、流变性及静态稳定性的影响。作为基本资源对社会、经济的发展和人民生活水平的1　实验提高具有极其重要的作用,而作为一次性商品能源的111　试剂煤炭在能源结构中占有重要的地位。在我国的能源结添加剂:多环芳香　磺酸甲醛缩合物(NASP)及聚[7]构中,煤炭占有75%以上,原油占1617%、天然气占氧乙烯醚类,分子结构特征见表1。118%、水电占610%。从长远角度考虑,因在一次性表1　添加剂的分子结构特征能源探明储量中煤炭占90%以上[1],可见煤炭在我国Tab.1Structureofadditives一次性能源中占据着不可替代的

4、地位。种类添加剂品种主要结构取代基水煤浆(CWM)是近年来兴起的以煤代油为目标Ⅰ(阴离子型)1多环芳香烃-CH3的新型燃料。它是把煤加工研磨成微细煤粉,按煤质2甲醛缩合物-CH2-PhⅡ(非离子型)3-R1量分数约70%、水质量分数约30%的比例和适量的4聚氧乙烯醚类-R2(对煤粉约1%)的化学添加剂配制而成的煤水混合5-R3[2]物。由于它既能保持煤的物理化学性能,又能像石　　原煤:山东兖州煤矿产洗精煤(兴隆煤),粒度分油一样具有良好的流动性和稳定性;既可泵送,又易储布,通过75μm大于80%,5μm大于20%,其他性质运和调整;既可雾化燃烧,

5、又属低污染洁净燃料;而且如表2。燃烧效率高,有着代油、节能、环保和综合利用等多种表2　原煤的性质效益,因此水煤浆(CWM)成为煤炭加工利用方面的一Tab.2Propertyoftheoriginalcoal[3]项重要技术。w(固体)ργw(元素)/%外观pH值为了改善煤的成浆性,提高煤浆的质量分数,使煤/%/g·cm-3/mN·m-1CHONS浆既具有良好的流动性,又具有良好的稳定性,除采用褐色液体3812312100112070105801806150718511422189配煤成浆、压力处理和热力处理之外,添加剂的应用是　注:　表面张力测定

6、的水溶液为煤的质量分数1%。在成浆工艺中非常重要的措施。不同的煤种适应的添112　水煤浆制浆方法和工艺流程加剂不尽相同,在水煤浆制备中,若要制出好的煤浆,制浆方法有干法制浆和湿法制浆两种。综合考虑不仅与所用添加剂的类型、数量有关,还与添加剂的添多种因素,本实验选用干法制浆:先用球磨机粉磨原煤[4～6]加方式和添加点有关。成符合要求的煤粉,然后根据设计量,加水及添加剂,作者旨在研究添加剂的种类、用量对水煤浆的成搅拌30min成浆,整个制浆过程分如以下几步:收稿日期:2002-06-13;修回日期:2002-10-25作者简介:寿崇琦(1963-),

7、男,中国科学院兰州化学物理研究所博士生,济南大学化工学院副教授,硕士生导师。·120·©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第2期　　　　　　　　　寿崇琦等:水煤浆添加剂及水煤浆稳定性的研究　　　　　　　　　　成果集录(1)煤粉的制备:称取3kg原煤,装入40cm×40(3>4>5),这说明非离子型添加剂的憎水基团链长cm×60cm规格的球磨机(预先洗过烘干)粉磨30min增加时,其分散效率提高、成浆性增加。(因30min时煤粉的粒度分布较为合理)。21112

8、　分子结构对流变性的影响(2)添加剂的配制:根据实验设计的需要称取适量水煤浆的流变性是影响水煤浆的贮存、运输及雾的水、主添加剂,然后配制