[发明专利]用超声分散及含氟聚羧酸分散剂制油泥掺配水煤浆的方法

说明书

技术领域

本发明属于水煤浆制浆技术领域，具体涉及一种基于超声分散技术及含氟聚羧酸分散剂的油泥掺配水煤浆的制浆方法。

背景技术

水煤浆是由煤、水及添加剂按一定比例经物理研磨混合后的一种新型、高效、清洁的煤基燃料，水煤浆具有燃烧效率高、污染物排放低等特点，可用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油、代气、代煤燃烧，是当今洁净煤技术的重要组成部分。在我国水煤浆主要用于加压煤气化制备合成气继而进行合成氨及甲醇工业，是煤化工产业的龙头。水煤浆要求良好的制浆工艺，需要制得的水煤浆具有较高的煤浆浓度、一定的粘度以保证良好的流动性、较好的稳定性及适宜的粒径分布以保证水煤浆在气化、燃烧时保持良好的特性。

油泥的主要成分为油、水及泥，其具有较好的热值和造气性能，如能将油泥按一定比例与煤、添加剂及水进行掺配，配制成含油泥的水煤浆后进行气化可将油泥中难以利用的石油资源转化为合成气，并在1300℃高温处理下对油泥彻底进行无害化处理，剩余的泥沙转化为灰分可制水泥。因此，油泥掺配水煤浆造气与目前各种油泥处理相比较是一种工艺可行、经济性优良、工业化前景良好并且能对油泥进行资源化利用和无害化处理的技术方法。但油泥由于来源广泛、成分复杂、体系均一性差、分散能力不良且含有大量的胶质和大分子有机质等组分，如直接将油泥与煤、水及添加剂掺配进行水煤浆制浆，会造成掺配油泥的水煤浆成浆特性不良、粘度高、对气化烧嘴磨损严重、稳定性较差，对制浆系统工艺稳定性冲击较大，极大的影响了制浆的成浆性及稳定性。因此，如何在不改变现有水煤浆制浆工艺的条件下将油泥掺配进入水煤浆系统成为能否使用煤气化技术处理油泥的关键。

中国专利CN201010183569.8将油泥直接与煤、水及添加剂掺配进入磨煤机，虽然可以对油泥进行制浆但油泥成分要求高、对油泥的适应性差，无法满足生产实际中由于油泥组分波动大而引起的水煤浆制浆稳定性及成浆性要求。中国专利CN1594514A公开了一种“污泥水煤浆及其制作工艺”，它以含水70％～85％的城市污泥和含水30％～40％的成品水煤浆，加成品分散剂后混合制浆。其主要缺陷是需要利用成品水煤浆，导致工艺环节增加，进而提高了制浆成本；另外其对于污泥制浆较为有效但对于有机物含量较高的含油污泥制浆其成浆性较差。中国专利CN100580317C公开了一种“城市污泥资源化处理利用方法”，其将城市污水泥掺配煤进行直接制浆，但由于仅通过加入稳定剂实现配浆稳定，其对于有机物含量较高含油污泥制浆成浆性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述油泥直接掺配水煤浆制浆存在的缺点，提供一种基于超声分散技术及含氟聚羧酸分散剂的油泥掺配水煤浆制浆方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成：

1、超声调质处理油泥

将经减量化分离处理后的油泥送入带机械搅拌及超声波强化分散装置的油泥调质罐中，在功率为3～30kW、频率为20kHz～500MHz的超声波作用下对油泥进行预分散处理，预分散处理温度为20～90℃，处理时间为1～600秒，得到调质后的油泥。

2、油泥掺配水煤浆制浆

将调质后的油泥与煤、水及含氟聚羧酸分散剂同时送入湿法棒状磨煤机进行水煤浆制浆，其中含氟聚羧酸分散剂的添加量为水煤浆总质量的0.1％～1.0％，制得的水煤浆经超声波发生器强化传质分散后进入水煤浆储罐中。

上述的含氟聚羧酸分散剂为丙烯酰胺、丙烯酸、马来酸、马来酸酐中至少一种与含氟丙烯酸酯或/和含氟甲基丙烯酸酯的共聚物，该共聚物的重均分子量为1000～200000道尔顿，所述的含氟丙烯酸酯具体可以是全氟丙烯酸辛酯、全氟丙烯酸丁酯、全氟丙烯酸戊酯、全氟丙烯酸庚酯中的任意一种，含氟甲基丙烯酸酯为氟代甲基丙烯酸庚酯，如甲基丙烯酸十二氟庚酯。

上述的超声调质处理油泥步骤1中，优选超声波功率为3～10kW、频率为25kHz～1MHz，优选预分散处理温度为40～60℃，处理时间为1～60秒。

上述的油泥掺配水煤浆制浆步骤2中，制得的水煤浆经超声波发生器强化传质分散的温度为室温，超声波功率为3～30kW、频率为20kHz～500MHz，优选超声波功率为3～10kW、频率为25kHz～1MHz。

与现有的油泥直接掺配水煤浆技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明在油泥掺配水煤浆制浆前先采用超声波强化传质分散油泥各组分，以改善油泥体系的稳定性及均一性，有利于油泥与煤、水及添加剂进行配浆过程中油泥在水煤浆中的分散性，从而提高油泥掺配水煤浆的稳定剂。