水煤漿添加劑在高濃度水煤漿生產(chǎn)中的應(yīng)用

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1、水煤漿添加劑在高濃度水煤漿生產(chǎn)中的應(yīng)用周長麗(河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程系，河北石家莊，)2006-05-241?前?言???石油作為一次性不可再生的能源為人類服務(wù)了將近一個世紀(jì)，但目前已經(jīng)瀕臨枯竭；開發(fā)核能，雖然經(jīng)濟，但是具有一定危險性，其最終的社會和經(jīng)濟效益目前還無定論；因此，人們重新將目光轉(zhuǎn)向煤炭。中國的產(chǎn)煤大國，煤炭作為能源的儲量可供人類繼續(xù)使用300年；中國也是耗煤大國，長期以來，國內(nèi)采用直接燃煤的落后技術(shù)，一方面造成煤炭的不完全燃燒，熱值較低，浪費了寶貴的能源；另一方面，直接燃煤所帶來的環(huán)境污染、酸雨等，已成為環(huán)保極難解決的問題

2、。???高濃度水煤漿是近20年發(fā)展起來的一種煤基流體燃料，將具有一定粒徑分布的煤粉均勻分布在水中形成高度分散的煤水混合物。它由70％左右的煤，30％水及少量化學(xué)添加劑制成，是一種漿體燃料。它具有石油一樣的流動性和穩(wěn)定性，通過泵送、霧化后可以穩(wěn)定地燃燒，也可以管道輸送、遠(yuǎn)洋運輸，并長期貯存。水煤漿在取代油、氣及干煤燃燒方面，其熱值相當(dāng)于燃料油的一半，具有環(huán)保、節(jié)能等綜合效益，是我國潔凈煤技術(shù)的一項重要內(nèi)容。可代替燃料油用于鍋爐，電站與工業(yè)爐窯；代替煤炭燃用，具有燃燒效率高、負(fù)荷調(diào)整便利、減少環(huán)境污染、改善勞動條件、節(jié)省用煤等優(yōu)點。最重要的是其二氧化硫

3、和粉煤灰排放少，避免了酸雨的形成，環(huán)境污染小，具有極高的社會和經(jīng)濟效益。2?高濃度水煤漿制備所需的技術(shù)措施???要做出高性能要求的高濃度水煤漿，單用細(xì)煤粉與水簡單混合起來是無法實現(xiàn)的，還必須采取一些特殊的技術(shù)措施，主要有：2.1?級配技術(shù)???級配技術(shù)是制漿的關(guān)鍵技術(shù)之一，是水煤漿產(chǎn)品中顆粒大小的組成情況，將原料煤磨成水煤漿產(chǎn)品，要求產(chǎn)品的粒度組成有較高的堆積效率，堆積空隙最小，大顆粒間的空隙被較小顆粒充填，小顆粒間的空隙又被更小的顆粒充填，以此減少空隙的水量，提高制漿濃度，改善產(chǎn)品流動性。制漿工藝流程中，要有實現(xiàn)較佳級配的功能。2.2?添加劑技術(shù)

4、???在高濃度水煤漿性能中，最為重要的是低粘度和良好的穩(wěn)定性、流動性。然而，煤炭屬疏水性物質(zhì)，又是顆粒懸浮體，即使易制漿煤種并具有高堆積的顆粒分布，無化學(xué)添加劑也不可能制成希望的高濃度水煤漿。???添加劑的主要作用在于改變煤顆粒的表面性質(zhì)，促使顆粒在水中分散，使?jié){體有良好的流變特性和穩(wěn)定性。此外，還要借助添加劑調(diào)節(jié)煤漿的酸堿度，消除有害因素(如氣泡、有害成分等)。???根據(jù)作用不同，可將添加劑分為分散劑、穩(wěn)定劑和助劑三大類，其中前兩種最為重要。2.2.1?分散劑???分散劑是最重要的添加劑，其主要作用是改變煤表面的親水性，降低煤水界面張力，使煤粒充

5、分潤濕和均勻分散在少量水中。煤炭的主體是有機質(zhì)，它是結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的大分子碳?xì)浠衔?，其表面具有強烈的疏水性，不易為水所潤濕。?xì)煤粉又具有極大的比表面積，在水中很容易自發(fā)地彼此聚結(jié)，這就使煤粒與水不能密切結(jié)合成為一種漿體，在較高濃度時只會形成一種濕的泥團。所以制漿中必需加入少量的化學(xué)添加劑，即分散劑，以改變煤粒的表面性質(zhì)，從而使水煤漿有良好的流變特性。其中最要緊的是降低粘度，使之有良好的流動性；其次是有理想的流型。由于各地煤炭的性質(zhì)千差萬別，適用的添加劑會因煤而異，不是一成不變的。???分散劑屬表面活性劑，常見陰離子型和非離子型。???(1)陰離子型

6、分散劑???此類化合物屬低分子量電解質(zhì)或大分子及準(zhǔn)高分子聚電解質(zhì)。包括磺酸鹽、羧酸鹽及少量磷脂類。???普遍應(yīng)用的是磺酸鹽、萘磺酸鹽、磺化腐植酸鹽、磺化木質(zhì)素及石油磺酸鹽及磺化瀝青等。???(2)非離子型分散劑???水煤漿用的非離子型分散劑分子的親水端，是聚氧乙烯鏈或再配以少許磺酸基。親固端是烷基、烷基苯或烷基苯酸等。2.2.2?穩(wěn)定劑???穩(wěn)定劑的作用是使煤顆粒穩(wěn)定懸浮在水中，不發(fā)生硬沉淀。????由于水煤漿畢竟是一種固、液兩相粗分散體系，煤粒又很容易自發(fā)地彼此聚結(jié)。在重力或其他外力作用下，很容易發(fā)生沉淀。為防止發(fā)生硬沉淀，必需加入少量的化學(xué)添加

7、劑，即穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑有兩種作用，一方面使水煤漿具有剪切變稀的流變特性，即當(dāng)靜置存放時水煤漿有較高的粘度，開始流動后粘度又可迅速降下來；另一方面是使沉淀物具有松軟的結(jié)構(gòu)，防止產(chǎn)生不可恢復(fù)的硬沉淀。???穩(wěn)定劑主要有無機電解質(zhì)、高分子化合物兩類，如各種可溶性鹽類、高分子表面活性劑、纖維素、聚丙烯酸鹽等。穩(wěn)定劑的用量隨煤種、穩(wěn)定劑類型、要求的穩(wěn)定期而異，變化在干煤量的0.1％～0.006％之間。???從以上可以看出，水煤漿添加劑是水煤漿生產(chǎn)過程中必需的重要助劑，特別是對高濃度、高穩(wěn)定性水煤漿的制備，添加劑的作用尤為關(guān)鍵。為使水煤漿既具有高分散性，又能在長

8、期貯存和遠(yuǎn)距離輸送中有足夠的穩(wěn)定性，作為水煤漿的添加劑，必須考慮分散劑和穩(wěn)定劑之間的配合效應(yīng)，以保證水煤漿的最終性能。??