水煤浆添加剂在高浓度水煤浆生产中的应用

《水煤浆添加剂在高浓度水煤浆生产中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、水煤浆添加剂在高浓度水煤浆生产中的应用周长丽(河北工业职业技术学院环境与化学工程系，河北石家庄，)2006-05-241 前 言   石油作为一次性不可再生的能源为人类服务了将近一个世纪，但目前已经濒临枯竭；开发核能，虽然经济，但是具有一定危险性，其最终的社会和经济效益目前还无定论；因此，人们重新将目光转向煤炭。中国的产煤大国，煤炭作为能源的储量可供人类继续使用300年；中国也是耗煤大国，长期以来，国内采用直接燃煤的落后技术，一方面造成煤炭的不完全燃烧，热值较低，浪费了宝贵的能源；另一方面，直接燃煤所带来的环境污染、酸雨等，已成为环保极难解决的问题

2、。   高浓度水煤浆是近20年发展起来的一种煤基流体燃料，将具有一定粒径分布的煤粉均匀分布在水中形成高度分散的煤水混合物。它由70％左右的煤，30％水及少量化学添加剂制成，是一种浆体燃料。它具有石油一样的流动性和稳定性，通过泵送、雾化后可以稳定地燃烧，也可以管道输送、远洋运输，并长期贮存。水煤浆在取代油、气及干煤燃烧方面，其热值相当于燃料油的一半，具有环保、节能等综合效益，是我国洁净煤技术的一项重要内容。可代替燃料油用于锅炉，电站与工业炉窑；代替煤炭燃用，具有燃烧效率高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件、节省用煤等优点。最重要的是其二氧化硫

3、和粉煤灰排放少，避免了酸雨的形成，环境污染小，具有极高的社会和经济效益。2 高浓度水煤浆制备所需的技术措施   要做出高性能要求的高浓度水煤浆，单用细煤粉与水简单混合起来是无法实现的，还必须采取一些特殊的技术措施，主要有：2.1 级配技术   级配技术是制浆的关键技术之一，是水煤浆产品中颗粒大小的组成情况，将原料煤磨成水煤浆产品，要求产品的粒度组成有较高的堆积效率，堆积空隙最小，大颗粒间的空隙被较小颗粒充填，小颗粒间的空隙又被更小的颗粒充填，以此减少空隙的水量，提高制浆浓度，改善产品流动性。制浆工艺流程中，要有实现较佳级配的功能。2.2 添加剂技术

4、   在高浓度水煤浆性能中，最为重要的是低粘度和良好的稳定性、流动性。然而，煤炭属疏水性物质，又是颗粒悬浮体，即使易制浆煤种并具有高堆积的颗粒分布，无化学添加剂也不可能制成希望的高浓度水煤浆。   添加剂的主要作用在于改变煤颗粒的表面性质，促使颗粒在水中分散，使浆体有良好的流变特性和稳定性。此外，还要借助添加剂调节煤浆的酸碱度，消除有害因素(如气泡、有害成分等)。   根据作用不同，可将添加剂分为分散剂、稳定剂和助剂三大类，其中前两种最为重要。2.2.1 分散剂   分散剂是最重要的添加剂，其主要作用是改变煤表面的亲水性，降低煤水界面张力，使煤粒充

5、分润湿和均匀分散在少量水中。煤炭的主体是有机质，它是结构十分复杂的大分子碳氢化合物，其表面具有强烈的疏水性，不易为水所润湿。细煤粉又具有极大的比表面积，在水中很容易自发地彼此聚结，这就使煤粒与水不能密切结合成为一种浆体，在较高浓度时只会形成一种湿的泥团。所以制浆中必需加入少量的化学添加剂，即分散剂，以改变煤粒的表面性质，从而使水煤浆有良好的流变特性。其中最要紧的是降低粘度，使之有良好的流动性；其次是有理想的流型。由于各地煤炭的性质千差万别，适用的添加剂会因煤而异，不是一成不变的。   分散剂属表面活性剂，常见阴离子型和非离子型。   (1)阴离子型

6、分散剂   此类化合物属低分子量电解质或大分子及准高分子聚电解质。包括磺酸盐、羧酸盐及少量磷脂类。   普遍应用的是磺酸盐、萘磺酸盐、磺化腐植酸盐、磺化木质素及石油磺酸盐及磺化沥青等。   (2)非离子型分散剂   水煤浆用的非离子型分散剂分子的亲水端，是聚氧乙烯链或再配以少许磺酸基。亲固端是烷基、烷基苯或烷基苯酸等。2.2.2 稳定剂   稳定剂的作用是使煤颗粒稳定悬浮在水中，不发生硬沉淀。    由于水煤浆毕竟是一种固、液两相粗分散体系，煤粒又很容易自发地彼此聚结。在重力或其他外力作用下，很容易发生沉淀。为防止发生硬沉淀，必需加入少量的化学添加

7、剂，即稳定剂。稳定剂有两种作用，一方面使水煤浆具有剪切变稀的流变特性，即当静置存放时水煤浆有较高的粘度，开始流动后粘度又可迅速降下来；另一方面是使沉淀物具有松软的结构，防止产生不可恢复的硬沉淀。   稳定剂主要有无机电解质、高分子化合物两类，如各种可溶性盐类、高分子表面活性剂、纤维素、聚丙烯酸盐等。稳定剂的用量随煤种、稳定剂类型、要求的稳定期而异，变化在干煤量的0.1％～0.006％之间。   从以上可以看出，水煤浆添加剂是水煤浆生产过程中必需的重要助剂，特别是对高浓度、高稳定性水煤浆的制备，添加剂的作用尤为关键。为使水煤浆既具有高分散性，又能在长

8、期贮存和远距离输送中有足够的稳定性，作为水煤浆的添加剂，必须考虑分散剂和稳定剂之间的配合效应，以保证水煤浆的最终性能。