[发明专利]一种极性高分子型水煤浆添加剂的制备方法及一种残碳分离的方法

说明书

本发明公开一种极性高分子型水煤浆添加剂的制备方法及一种残碳分离的方法。通过制备一种可携带高电荷数的助剂，经过筛选后被吸附至气化细渣内部孔道使其带电，利用残碳导电原理在电选设备内实现细渣与残碳的有效分离，提高细渣中的残碳含量并可提升其利用价值，实现资源化回收利用，减少资源浪费及碳排放。

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体涉及水煤浆添加剂，以及其在气化细渣残碳电选分离的应用。

背景技术

原煤目前仍是化工行业的主要原料，无论是水煤浆气化还是粉煤气化，由于在气化炉内的停留时间受限，总会有未反应的残碳随工艺气带出气化炉，最终以气化细渣的形式排出系统。气化细渣中残碳含量在20-40％，普遍应用到建筑材料生产领域，少数返回气化炉或循环流化床再次利用，由于不可燃烧的灰渣部分较多，能量利用率较低。若将细渣中残碳进行重新分离回收，从资源化回收利用及碳减排方面意义重大。

目前脱碳方法主要分为干法和湿法两种。其中湿法脱碳主要为浮选脱碳，通过浮选剂将残碳与细渣进行分离，回收率较高，但由于细渣的孔隙结构发达，浮选剂的使用量较大，成本较高。干法脱碳主要为电选脱碳，多利用细渣高速流动之间的摩擦静电进行分离，由于静电量较小，分离效果不佳。

专利CN112237786A公布了一种煤气化细渣中残碳的分离方法，将气化细渣浆与油料混合，得到含油细渣浆，完成含残碳的油料和渣水分离。

专利CN110052334A公布了一种煤气化细渣浮选分离脱水系统及方法，可实现对气化黑水中残碳、灰和水的分离，水可以循环使用，残碳和灰可用于生产高附加值材料，有利于实现煤气化细渣的资源化利用。

电选分离气化细渣较少，多数为湿法脱碳技术。上述专利也都是对气化细渣进行湿法分离残碳的应用，对油料等浮选剂的使用量较大，还需涉及废水的处理问题，因此需要从干法分离细渣中残碳技术进行突破和解决，降低使用和废水处理成本。

发明内容

本发明公开了一种极性高分子型水煤浆添加剂的制备方法及一种残碳分离的方法。通过制备一种可携带高电荷数的助剂，将其负载在气化细渣内，通过电选设备实现细渣与残碳的有效分离，提升电选的分离效率，实现资源化回收利用，减少资源浪费及碳排放。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。

一种极性高分子型水煤浆添加剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)高电荷数助剂制备

在两端为正方形面上安装有直流电极的长方体反应器中，聚乙二醇溶液和碳原子为2-6的二元羧酸溶液混合，超声处理1-4h，功率选择1.5-5kw，每30-60min将相对于聚乙二醇1-10wt％的浓硫酸加入反应器中，得到混合液；

(2)高电荷数助剂筛选

在长方体反应器中部安装1-3层阳离子选择性渗透膜，添加碱液将混合液pH值调节成7-7.5；以10-100V/min优选20-50V/min的升压速率将电极升压至300-800V优选500-800V，然后保持3-5h，在正电极侧的反应器内得到高电荷数助剂。

具体的，本发明所述的长方体反应器水平放置，反应器两个正方形平面安装一组直流电极。

步骤(1)水平放置的长方体反应器长短比为3-8，优选5-8。

所述长短比为长方体的一个长方形面上的长边与短边的比例。

本发明所述的聚乙二醇的数均分子量为800-8000，优选4000-8000。

所述的助剂的分子量为3000-32000，优选15000-32000。

本发明发明所述的聚乙二醇溶液的溶剂是水。