[发明专利]一种高稳定性水煤浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水煤浆及其制备方法，具体涉及一种高稳定性水煤浆及其制备方法。

背景技术

水煤浆是20世纪80年代初开发的一种煤基流体燃料，是一种洁净环保燃料，既保留了煤的燃烧特性，又具备了类似重油的液态燃烧应用特点，是目前中国一项现实的洁净煤技术。它由60％～70％不同粒度分布的煤、30～40％的水和小于1.5％的化学添加剂经过一定的加工工艺制成。外观像油，流动性好，贮存稳定，运输方便(火车或汽车罐车、管道、船舶)，燃烧效率高达95％以上，污染物(SO₂、NO_X)排放较低，约2t水煤浆可以替代1t燃油，可在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等代油或煤燃用。水煤浆技术是适合我国现行阶段适宜的代油、环保节能技术。因此，在国家洁净煤计划中被列为重点高科技发展技术，在中国能源发展中具有十分重要的战略意义。

煤炭为疏水性物质，不易为水所湿润；煤浆中的煤粒很细，具有很大的比表面积，容易自发的凝结，因而煤粒与水不能密切的结合成为一种浆体。水煤浆属一种粗分散体系，很容易产生煤水分离，因此，低粘度、高质量浓度和良好的稳定性是水煤浆最为重要的性能。可见，水煤浆制备过程中，添加剂的作用尤为关键。

水煤浆技术是成熟的煤化工新技术，随着该技术的推广和发展，水煤浆的添加剂的研究和开发日益活跃，不断有新的添加剂推出。根据其用途，添加剂可分为分散剂、稳定剂及助剂。分散剂使煤浆体系各煤粒呈相互分散状，浆体粘度降低，流动性好；而稳定剂使浆体中煤粒悬浮在水中不沉淀或减慢沉降速度，二者的作用同等重要。

水煤浆的稳定剂主要是天然或合成的亲水性高分子如纤维素、多糖、羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺等以及用一些无机矿物质如某些种类的黏土等。实践中大多数有机多糖类高分子聚合物都可用作稳定剂，如Guar胶、黄原胶、Xanthan胶、等均用作稳定剂，其稳定作用主要表现为形成浆体中颗粒间桥键、纵横交错，构成空间网络式结构。

对水煤浆稳定剂的研究国外开始的最早，Saeki等研究了以聚丙烯酸钠作稳定剂与PSSNa共用对水煤浆起稳定效果。实验表明，聚丙烯酸钠的稳定效果与煤中灰分含量有关。日本タナヒル化学工业公司生产低置换度、高聚合度的羧甲基纤维素钠(CMC-Na)作为水煤浆稳定剂。

中国对水煤浆稳定剂也进行了较多的研究。如程京艳，张玲等人利用一种天然聚合物和金属离子交联的稳定剂对大同煤进行了成浆性试验，结果表明该种稳定剂能够显著提升水煤浆的稳定性和粘度。

虽然国内外在水煤浆添加剂领域取得了显著的成果，但现有添加剂特别是稳定剂存在使用煤种范围窄、成本较高等问题。另外，在提高水煤浆稳定性的同时，提高了水煤浆的粘度，降低了水煤浆的流动性。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种水煤浆，其析水率低，具有较好的稳定性。此水煤浆中采用一种新的稳定剂，这种稳定剂适应性强，成本低，可使水煤浆的析水率显著降低，用其制备的水煤浆稳定性好，在提高水煤浆稳定性的同时，不会提高了水煤浆的粘度及降低了水煤浆的流动性。

本发明为实现其目的所采取的技术方案：一种高稳定性水煤浆，含煤粉、添加剂、稳定剂及水，所述水煤浆的质量浓度在64％～70％，稳定剂为抗生素菌渣，其菌渣干基配入量为煤粉干基与菌渣干基总质量的0.1％～1.5％，添加剂配入量为水煤浆质量的1.0％～2.0％，其余为水。

所述抗生素菌渣为林可霉素湿菌渣，庆大霉素湿菌渣和青霉素湿菌渣。

所述添加剂为萘磺酸盐添加剂，也可为木质素磺酸盐添加剂、磺化腐植酸盐等。

本发明的另一目的在于提供高稳定性水煤浆的制备方法，该方法包括下述步骤：

(1)按照国标GB/T 212-2008测出煤粉及抗生素菌渣中水的百分数；

(2)取若干质量的煤粉与抗生素菌渣，其中，其菌渣干基配入量为煤粉干基与菌渣干基总质量的0.1％～1.5％，；

(3)根据水煤浆质量浓度计算公式确定添加剂、软水的添加量，公式如下：

其中：

煤粉与菌渣的干基总质量＝煤粉质量×(100-M_ad1)％+抗生素菌渣的质量×(100-M_ad2)％

添加剂质量＝水煤浆质量×添加剂所占水煤浆质量的百分比；

式中：M_ad1-煤粉的水分百分数；M_ad2-抗生素菌渣的水分百分数；

-软水的添加质量；