[发明专利]一种多组分水煤浆添加剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于化学试剂制备技术领域，尤其属于煤炭能源应用技术领域的水煤浆添加剂制备技术领域，特别涉及一种多组分高效水煤浆添加剂及其应用。

背景技术

我国是一个煤炭丰富而石油匮乏的国家，煤炭资源占化石资源总量的96％以上，国内能源生产、消费也以煤炭为主，而煤炭对生态环境造成了严重的危害。控制煤炭在加工和利用过程中造成的污染，减排SO₂、CO₂、TSP及NO_x，节约煤炭，是促进我国能源安全供应，实施可持续发展能源战略的必然要求和现实选择。水煤浆作为一种新型的洁净能源，既保留了煤的燃烧特性，又有类似重油的液态燃烧应用特点，其成功运用对于推动煤炭的洁净利用具有举足轻重的现实意义。

水煤浆是通过一定的加工工艺，将一定粒度分布的煤粒分散于水中而制得的一种浆状粗颗粒悬浮体系，主要以60～73％的煤粉、30～40％的水，以及适量的添加剂组成，具有一定的流动性和稳定性，可储存、泵送、雾化与稳定燃烧，且燃烧效率高，可显著减少SO₂、NO_x的排放。为具备上述性能要求，水煤浆的煤含量要高，才能降低热值损失，表观粘度要在100s^-1的剪切速率下不超过1500mPa·s才能便于泵送和雾化，要具有良好的稳定性才能防止在储存和运输中产生沉淀。但由于煤是疏水性物质而水却具有较强的极性，水煤浆中的煤粒由于相互之间的疏水作用而易于团聚和沉淀，煤-水分散体系因而易于被破坏，产生煤水分离，要改善这些性能，在制浆时必须加入少量的添加剂。

水煤浆添加剂主要分为分散剂、稳定剂，以及其他辅助添加剂，如消泡剂、调整剂、防霉剂等，其中分散剂最为重要。目前市场上应用较多的分散剂主要是萘磺酸盐缩合物和木质素磺酸盐缩合物。萘系分散剂通常具有较优的分散性能，且浆体流型好，不足之处是稳定性较差，容易产生硬沉淀。木质素系分散剂的主要优点是原料丰富、价格低廉、成浆稳定性好，缺点是制浆黏度大、成浆浓度低、流型粗糙、杂质含量大、处理困难。

发明内容

本发明的目的在于解决水煤浆在使用过程中，浆体粘度高、稳定性差、煤粉浓度不高的问题，而提供一种多组分高效水煤浆添加剂，及其在水煤浆制备中的应用。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：一种多组分高效水煤浆添加剂，其特征在于由聚羧酸系分散剂、表面活性剂、纤维素醚、磷酸盐、无机碱组成，各组分重量份数如下：

聚羧酸系分散剂：50～80份；表面活性剂：10～60份；纤维素醚：5～45份；磷酸盐：1～15份；无机碱：0～3份。

所述聚羧酸系分散剂是小单体与大单体的共聚物；其中小单体是甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸酐、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、烯丙基磺酸钠或甲基丙烯磺酸钠中一种或几种的混合物；大单体是异戊烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、羟丁基聚乙二醇烯基醚中一种或两种的混合物。

所述聚羧酸系分散剂的平均分子量为10000～100000。

所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇、乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、山梨糖醇聚氧乙烯醚、山梨糖醇聚氧乙烯醚、月桂醇硫酸钠中、聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧丁烯嵌段聚醚的一种或几种的混合物。

所述纤维素醚为羧甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚或羟丙基纤维素醚中的一种或几种的混合物。

所述磷酸盐为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或磷酸三钠中的任意一种。

所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾其中任意一种。

本发明中多组分高效水煤浆添加剂的应用方法：

上述多组分高效添加剂的用量为干基煤粉重量的0.2～0.6％。

应用方法包括：将上述的添加剂配成任意浓度的水溶液，然后按一定的掺入量加入到干基煤粉中搅拌均匀，在实际生产应用中，也可根据不同需求，将各所需成分按先后顺序加入，以避免设备、管道腐蚀，以及提升使用效果。由本发明中的多组分高效添加剂可生成一种价格适中、品质优异、分散稳定性好、污染小的水煤浆，具有较强的经济性、可实施性，以及环保性。