[其他]以低级碳质固体为基础的煤水浆组合物

说明书

在过去20年中出现的煤水混合基燃料技术对于电力工业不可靠的燃油供应来说是一个可能的解决方案。正如本领域的许多专利证实的那样，煤水混合物技术提供了制造细粉煤和水为基础的燃料的方法，其中用不同化学物质来提高燃料的固体浓度和这种煤浆燃料的可泵性和燃烧性。

虽然完全可能说从技术和经济上已证明了煤水混合物可用来替代燃料油，同样要求显著改进现有技术状态以便充分利用煤水燃料的潜在的效益的思想也是正确的。

例如，美国专利4，282，006号中公开了使所要求含有分散化学物质的独特粒度分布的颗粒和水结合形成特别有利的煤浆燃料，另外美国专利4，358，293号中公开了使用结合有某一疏水性部分和至少包括100个环氧乙烷重复单体的亲水性部分的非离子表面活性物质在水中制成煤浆的方法。尤其是在这个专利中公开了一种净化细煤的方法，它包括使用各种化学物质和油对煤颗粒进行预处理使它们的表面呈亲油和亲水性质。这样，用水和非离子表面活性剂使纯化的煤浆化从而制成可直接燃烧的燃料。这种燃料还可能含有各种盐和聚合物稳定剂，该稳定剂使预处理的煤颗粒保持悬浮状态。

美国专利4，470，828公开了提高了稳定性和可泵性的煤水浆燃料组合物。某些化学物质的组合物是产生这些有利效果的原因。由此，这个专利提出了将特殊的阴离子表面活性剂与聚醚多元醇或这种化合物的酯化产物，与这种化合物的磷酸盐化，硫酸盐化或羧化产物结合使用。

这种说法表明这种有效的细煤水浆可以通过注意控制粒度分布，煤的表面状态和分散化学物质的选择来制备。在美国专利4，501，205号中还提出了将不同的煤混入这种煤浆。这个专利提出了（第7列，第17～25行）使用至少一种粗碳质组分，如无烟煤或低挥发性的烟煤，和至少一种细碳质组分，如褐煤，来充当这种煤浆的固体。换句话说，该专利提出了使用至少两种煤构成煤浆的固体，据此这种细粒度组分用较低级的煤，这种粗粒度组分用较高级的煤。

目前煤-水混合物燃料技术的一个主要缺点似乎是随着所用煤等级的降低，对分散化学物质的需要量大大增加并且其分散化学物质的效率在降低。这种情况真令人遗憾，因为较低等级煤，即有比较高氧含量的煤的开采成本通常明显地低于高等级煤，即有比较低氧含量的煤的开采成本。以较低级煤为基础的煤浆燃料潜在的作为日益缺少的由有限资源生产的燃油的替代燃料，将能够潜在的提供非常显著的经济效益。低等级煤作煤浆燃料的原料还由于含硫浓度非常低而赋于明显的环境优点;事实上，较低等级的煤的硫含量低于目前使用的煤-水混合物燃料原料的高等级煤的硫含量。

最近的出版物，例如“煤的种类、表面活性剂和煤的纯化对煤水混合物的流变性能的影响”（Kaji    et    al.，5th    International    Symposium    on    Coal    Slurry    Combustion    and    Technology，U.S.DOE，Tampa，Florida，April    25～27，1983）中指出了有较高氧含量，即通常元素分析氧含量超过约6～8%（重量）（ASTM方法D3176-74（1979），无水矿物质基）的煤在它们流动之前，即使在非常低的固体浓度下，也需要加入大量的表面活性剂。事实上，当使用根据美国专利4，358，293提出的非离子表面活性分散剂或例如在美国专利4，504，277中指出的阴离子分散剂时，发现较低等级煤，即氧含量大于6～8%（ASTM    D3176-74，无水矿物质基）的煤常常需要大量的分散剂。这样高的加入量使得煤浆燃料的生产成本高到影响其经济实用性的程度。

我们出乎意料地发现，可以用低级煤制备煤-水浆，其中固体浓度和化学添加物都处于比适合所报导的含有相当大量较低级煤的煤浆更为适当的范围内。根据本发明，这可以通过使用由大部分较低级煤和小部分较高级煤组成的煤来获得，其中的高级煤具有比低级煤更小的平均粒度。

这种较细组分的表面积至少约为总煤浆固体表面积的40%，其中较低级煤的氧含量最好至少比较高级煤的氧含量大2%。这种较低级煤最好具有约6%的氧含量，而较高级煤最好具有小于6%的氧含量。