[发明专利]用于煤水悬浮液的添加剂组合物及使用其的煤水悬浮液

说明书

本发明提供一种用于煤水悬浮液的添加剂组合物及使用其的煤水悬浮液。本发明的添加剂组合物含有聚合物磺酸盐、木质素盐、聚多糖、聚磷酸盐和非离子表面活性剂，其可以制备65～72wt％固含量的煤水悬浮液，该悬浮液的粘度低、流动性好、悬浮稳定性好。

技术领域

本发明涉及煤化工领域，特别涉及一种用于煤水悬浮液的添加剂组合物。更进一步，本发明涉及有助于将煤粉分散、悬浮到水中，从而产生含有高比例的煤也可以完全流动的煤水悬浮液的添加剂组合物。

背景技术

长期以来，我国一直将发展洁净煤技术作为煤化工先进能源领域的重要技术方向。洁净煤技术已经成为我国能源可持续发展的重要领域。水煤浆是重要的洁净煤技术之一。它是由一定细度的煤粉、水和添加剂混合而成的一种煤水悬浮液。它可以作为锅炉燃料，也可以作为气化原料来制造基础化工产品。

工业应用的水煤浆要求浓度高、粘度低、流动性好、悬浮稳定性好。但是，由于水煤浆是一种煤水悬浮液，而煤是一种疏水性物质，因此要使水煤浆保持良好的性能，在水煤浆生产过程中，加入添加剂是非常重要的，特别是制备高浓度水煤浆，添加剂尤为关键。目前，加入添加剂所制备的水煤浆普遍存在三类现象：1、粘度低，流动性好，悬浮稳定性一般，但是浓度低；2、浓度高，粘度和流动性一般，但是悬浮稳定差；3、浓度高，悬浮稳定一般，但粘度和流动性差。

因此，选择合适的添加剂组合物，以解决水煤浆浓度与粘度、流动性及悬浮稳定性之间的矛盾，是水煤浆技术一个重要的研究方向。

发明内容

本发明提供了一种用于煤水悬浮液的添加剂组合物，将多个组份复配，用于制备水煤浆，使得制备的水煤浆同时具有浓度高，粘度低，流动性好，悬浮稳定性好的特点。

本发明的一个方面提供一种用于煤水悬浮液的添加剂组合物，所述添加剂组合物含有聚合物磺酸盐、木质素盐、聚多糖、聚磷酸盐和非离子表面活性剂。

本发明的另一个方面提供煤水悬浮液，所述煤水悬浮液含有如上述的添加剂组合物。

本发明的添加剂组合物解决了水煤浆浓度与粘度、流动性及悬浮稳定性之间的矛盾，可以制备出浓度在65～72wt％的水煤浆，该浆体具有浓度高、粘度低、流动性好、悬浮稳定性好的特点。

具体实施方式

实践表明，高浓度水煤浆通常表现为浓度高，粘度高，流动性差，浆体悬浮不够稳定。因此使煤粒在水中能够良好的分散而不聚集，稳定的悬浮而不沉淀，是制备高浓度水煤浆的必要条件。而煤化工废水回收用作水煤浆的水源，则要求添加剂具有较好的抗污能力。

发明人发现，当将多种添加剂组分(聚合物磺酸盐、木质素盐、聚多糖、聚磷酸盐和非离子表面活性剂)组合在一起使用时，这些组分之间存在良好的协同作用，可以用于高比例固体组份的煤水悬浮液，获得粘度低、流动性好、悬浮稳定性好的高比例固体组份(65～72wt％固含量)的煤水悬浮液，同时还具有较好的抗污能力。

本发明提供的水煤浆添加剂组合物含有多种两亲分子，两亲分子由疏水基和亲水基两部分构成。各种煤粒的表面均呈现疏水性，两亲分子通过其疏水基与煤粒表面结合，以亲水基朝水的定向排列方式，把水分子吸附在煤粒表面，使煤粒表面由疏水转化为亲水，在煤粒表面形成水化膜。煤粒本身是中性粒子，当其吸附两亲分子以后，成为带电粒子，各煤粒表面即带有相同电荷，煤粒之间就会产生静电排斥力。当这种斥力大于煤粒间的范德华引力时，就可以防止煤粒相互聚集沉淀，促使煤粒稳定的分散在水中。聚合物磺酸盐的磺酸基团带有非常强的电荷，其相互间的静电斥力使得煤粒在水中稳定的分散；木质素盐在水中电离后，也会形成带有较强的电荷的基团，同样能促进煤粒在水中分散。聚磷酸盐和表面活性剂都能在煤粒表面形成一层水化膜，将煤粒隔开，阻止煤粒间相互聚集。