[发明专利]一种木质素系水煤浆分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备水煤浆的分散剂及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种木质素系水煤浆分散剂及其制备方法，属于水煤浆制备的分散剂技术领域。

背景技术

水煤浆分散剂是水煤浆制备过程中必须加入的化学添加剂，可以提高水煤浆的流动性、稳定性和成浆浓度。近年来，随着国家大力推广洁净煤技术，水煤浆作为燃料和湿法气化进料已经被广泛应用于工业锅炉和煤化工行业，市场对水煤浆的需求量增长导致对水煤浆分散剂的需求量也在持续增长。

目前国内常用的水煤浆分散剂主要有萘磺酸钠系和木质素磺酸钠系列。萘磺酸钠系分散剂作为一种高效分散剂，占据水煤浆分散剂行业中50%以上的市场。这类分散剂的优点是分散降黏能力较好，制备工艺较为简单；缺点是稳定性不好，容易析水产生硬沉淀，原料来自石油产品，价格较高，并且随着石油资源的枯竭，其成本会进一步上涨。木质素磺酸钠系分散剂，目前其还存在分散降黏能力较差、添加量多的缺点，市场份额不大。国外生产的分散剂主要有日本的PSS系列和瑞典的非离子型分散剂，其性能总体上优于国内，但价格也远远高于国内的分散剂的价格。昂贵分散剂的使用，大大增加了水煤浆的制备成本，因此，研究开发兼顾效果与价格的新一代水煤浆分散剂具有重要意义。它作为技术储备，将会使我国水煤浆技术再上新台阶，为以煤代油和水煤浆气化技术的完善作出重大贡献。

木质素是造纸工业的副产物，主要含在制浆法造纸的黑液中，价格低廉，来源丰富，且是可再生性的生物资源。我国造纸行业每年产生造纸黑液50亿吨，其中木质素约含430万吨。目前大部分作为废物随造纸废水直接排放，既浪费了重要的资源，又严重污染了环境，因此对黑液的有效资源化处理显得非常重要。木质素经过磺化后成为一类有表面活性的物质，可以作为水煤浆分散剂加以利用。木质素类水煤浆分散剂具有原料丰富、价格低廉（1000-3000元/吨）、浆体稳定性较好等优点，受到科研人员和用户的重视。因此，木质素类水煤浆分散剂具有成为水煤浆添加剂主流产品的优势。

目前木质素系水煤浆添加剂大多直接采用木质素磺酸盐为原料进行改性或者复配合成，例如：

国家知识产权局于2009.9.30公开了一件申请号为200910081375.4，名称为“一种多组分复合水煤浆分散剂及其应用”的发明专利，该专利涉及一种分散剂及其应用，提供一种多组分复合分散剂及其在水煤浆生产中的应用。多组分复合水煤浆分散剂各组分按一定重量配比混合配制，萘磺酸盐40-70%；聚氨基羧酸盐5-15%；聚甲基丙烯磺酸盐4-10%；木质素磺酸盐5-35%；碳酸盐6-26%。上述不同重量配比各组分均匀混合制成固体水煤浆分散剂，也可以配比成任意百分浓度的水溶液水煤浆分散剂。本发明的分散剂与煤粉均匀混合制成水煤浆。本发明中的水煤浆分散剂用量省、高效、成品水煤浆浓度高，粘度适中，流动性好，稳定性高，除适应广泛煤种制浆外，还适用于石油焦制浆。最大限度提高制浆效果，具有较好的性价比。

国家知识产权局于2011.3.17公开了一件申请号为201110065107.0，名称为“一种水煤浆分散剂”的发明专利，该专利由75-95%木质素磺酸盐、2-15%聚磷酸盐、2-10%高分子助剂和0.1-1.0%氢氧化钠所组成。本分散剂的添加量为0.5-3‰，配成2-3%的水溶液直接泵入棒磨机中制备水煤浆，所制备的水煤浆浓度可提高到60-70%，粘度可降低到400-1200Pa·s。本分散剂适用于多煤种，特别是煤质较差的煤种制备水煤浆。

国家知识产权局于2011.5.16公开了一件申请号为201110125439.3，名称为“木质素磺酸盐接枝共聚物分散剂及其制备工艺和应用”的发明专利，该专利涉及木质素磺酸盐接枝共聚物分散剂及其制备工艺和应用，所述接枝共聚物分散剂为红棕色或黑褐色液体，pH值为7-10，其重均分子量Mw为5000-100000，数均分子量Mn为2500-50000，25℃时密度为1.04-1.35g/mL。该产品可用作混凝土外加剂、陶瓷生产减水剂、染料分散剂、涂料分散剂、水煤浆添加剂和油泥分散剂，该产品的各项性能均可达到相关质量标准要求。该产品制备工艺简单、条件温和，采用常规设备、生产成本低，而且是一种绿色环保型、无污染清洁化生产工艺。

但是木质素磺酸盐的价格本身比碱木质素高，其磺化度也有限，并且磺化大多在高温高压工艺下进行，对生产设备和条件要求较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种木质素系水煤浆分散剂，本发明利用来源广泛、价格低廉的碱木质素开发一种分散效果好、成本低的水煤浆分散剂，提高水煤浆的性能，降低水煤浆制备的成本。