一種煤氣化專用的復合水煤漿添加劑的制作方法
【專利摘要】一種煤氣化專用的復合水煤漿添加劑，各組分按以下重量配比關系混合配制：30～75%的木質素磺酸鹽，10～45%的磺酸鹽甲醛縮合物，5～15%的聚氧乙烯醚類，5～25%的磷酸鹽，0～5%的酸堿調節劑，0～2%的穩定劑，將前述的各組分按配比制備成固態粉狀混合物或者配制成任意濃度的水溶液，然后加入干基煤粉中攪拌均勻，所述添加劑干基用量為干基煤粉重量的0.4%～1.0%。本發明添加劑制備的成品水煤漿成漿濃度高、并且粘度低、流變特性佳、穩定性好、煤種適應性廣。
【專利說明】一種煤氣化專用的復合水煤漿添加劑
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水煤漿添加劑，特別是涉及一種廉價、高效、性價比高的煤氣化專用的復合水煤漿添加劑。
【背景技術】
[0002]水煤漿是一種新型采用物理方法制備的煤基流體潔凈環保燃料，也是一種用煤炭做原料生產合成氣的新型原料。是由一定粒度組成的煤(約60%~70%)，水(約30%~40%) 和少量的水煤漿添加劑經過一定的加工工藝制備而成。水煤漿添加劑是制備高濃度水煤漿的關鍵，少量的水煤漿添加劑吸附在煤水界面，使疏水的煤顆粒在水中均勻分散，使水煤漿具有高濃度、低粘度、良好的流動性和穩定性，具有工業應用價值。其推廣應用可充分潔凈利用煤炭資源，使煤炭固體流態化，減少粉塵污染、低硫化物及氮化物排放，在國家能源發展計劃中具有十分重要的戰略意義。
[0003]目前，國內外水煤漿添加劑，按其化學組成不同，有:(1)各類取代基萘磺酸鹽縮合物，其優點是具有優良的潤濕、分散性能，分散降粘能力強，漿體流型好，適用范圍廣，然而漿體穩定性差，容易析水并產生不可逆的硬沉淀，而且價格偏高。(2)木質素磺酸鹽，其優點是原料資源豐富，價格便宜、原料易得，制漿穩定性能好，然而其原料復雜，性能不穩定， 制漿性能比較差，難以滿足工業應用要求。(3)腐植酸鹽，其優點是從低階煤種提取，具有分散性能好，但其對金屬離子敏感，容易形成沉淀，漿體穩定性差。(4)聚羧酸系列，其優點是制備的水煤漿流動性和穩定性好，但價格較高，用于制備燃燒用水煤漿尚可，用于制備氣化用水煤漿性價比差。(5)聚烯烴系列，其優點是對低灰水煤漿具有較高的分散穩定作用，但需要嚴格控制分子質量及其分布，而且價格高。
[0004]目前國外應用最為廣泛 的兩類水煤漿添加劑是萘磺酸鹽甲醛縮合物與聚苯乙烯磺酸鹽，國內水煤漿添加劑主要以萘系、木質素磺酸鹽和腐植酸系為主。萘系分散劑制漿存在穩定性差，成本較高的問題，而其他的聚羧酸系列和聚烯烴系列雖高效但價格昂貴，制漿成本高。木質素磺酸鹽類水煤漿添加劑價格低廉，制漿穩定性好，但分散效果較差。
[0005]目前我國正在使用的水煤漿添加劑種類繁多，但品質參差不齊，性價比不高，要么高效價格高昂，要么廉價性能差，且成漿濃度普遍較低(有的甚至低達50%)，難以達到工業應用要求。另外，在水煤漿氣化裝置制漿系統中，往往會加入氣化系統的灰水、蒸餾冷凝水、 甲醇蒸餾殘液、MTO凈化水及MTO廢堿水等中的一種或幾種部分或全部代替工藝脫鹽水， 大大增加了氣化裝置制漿系統制漿的難度(水煤漿成漿濃度在同比條件下，下降3%~5%)， 難以制備高濃度的水煤漿，普遍氣化用水煤漿的濃度都小于60%，煤漿濃度每提高I %， 煤漿氣化有效氣可以提高1.67%，但是隨著煤漿濃度的提高，煤漿粘度急劇上升，流動性變差，工業應用價值差。基于此，我們認為很有必要開發一種性價比高的煤氣化專用的復合型水煤漿添加劑，以應對氣化裝置制漿系統日益復雜的工況，提高煤漿濃度，降低煤漿粘度， 提高煤漿流動性，擴大氣化制漿煤種范圍，加快煤炭潔凈化利用的推廣。
【發明內容】
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[0006]本發明的目的在于一種性價比高的煤氣化專用的復合型水煤漿添加劑，以應對氣化裝置制漿系統日益復雜的工況，提高煤漿濃度，降低煤漿粘度，提高煤漿流動性，擴大氣化制漿煤種范圍，加快煤炭潔凈化利用的推廣的一種煤氣化專用的復合型水煤漿添加劑。
[0007]本發明一種煤氣化專用的復合水煤漿添加劑，各組分按以下重量配比為:
[0008]30~75%的木質素磺酸鹽；
[0009]10~45%的磺酸鹽甲醛縮合物；
[0010]5~15%的聚氧乙烯醚類；
[0011]5~25%的磷酸鹽；
[0012]O~5%的酸堿調節劑；
[0013]O~2%的穩定劑；
[0014]所述的木質素磺酸鹽是木質素磺酸鈉、木質素磺酸鈣或木質素磺酸銨。
[0015]所述的磺酸鹽甲醛縮合物是萘磺酸鈉甲醛縮合物、亞甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物或氨基苯磺酸鈉-苯酚-甲醛縮合物。
[0016]所述的聚氧乙烯醚類是壬基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙稀酷。
[0017]所述的磷酸鹽是磷酸三鈉、磷酸鉀、磷酸銨、三聚磷酸鈉或三聚磷酸鉀。
[0018]所述的酸堿調節劑是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、硫酸或硝酸。
[0019]所述的穩定劑是羧甲基纖維素、羥乙基纖維素或聚丙烯酰胺。
[0020]本發明中一種煤氣化專用的復合水煤漿添加劑的應用方法如下:將前述的各組分按配比制備成固態粉狀混合物或者配制成任意濃度的水溶液，然后加入干基煤粉中攪拌均勻，所述添加劑干基用量為干基煤粉重量的0.4%~1.0%。
[0021 ] 與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0022]能夠適用于復雜的制漿工況，特別是采用氣化灰水、蒸餾冷凝水、甲醇蒸餾殘液、MTO凈化水及MTO廢堿水等工業污水制漿工況；添加劑的單位消耗量少；成品水煤漿成漿濃度高、粘度低、流變特性佳、穩定性好、煤種適應性廣。根據不同的煤種特性以及制漿工況的變化，調整水煤漿添加劑的配方，能最大限度的提高煤漿的效果，同時具有最高的性價比。
【具體實施方式】
[0023]實施例1:
[0024]煤樣產地:陜西神府大柳塔
[0025]一種煤氣化專用的復合水煤漿添加劑，木質素磺酸鈉:萘磺酸鈉甲醛縮合物:壬基酚聚氧乙烯醚:磷酸三鈉:氫氧化鈉:羧甲基纖維素=70:24:3:3:0.6:0.03
[0026]將上述物料依次加入水中，按重量百分比將干基煤62%，氣化灰水37.6%，本發明添加劑0.4%混合，使用攪拌器攪拌均化10分鐘后，即得到濃度62%，粘度667.8mPa.s，密度
1.19g/cm3，流動性8.9s,穩定性1.2%，PH值，8.10的氣化用水煤漿。
[0027]實施例2:
[0028]煤樣產地:陜西神府補 連塔煤礦
[0029]添加劑按重量百分比配比:[0030]木質素磺酸鈉:亞甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物:脂肪酸聚氧乙烯酯:三聚磷酸鈉；聚丙烯酰胺=50 =40:3:7:0.01
[0031]將上述物料依次加入水中，按重量百分比將干基煤65%，水34.5%，添加劑水溶液 0.5%混合，使用攪拌器攪拌均化10分鐘后，即得到濃度65%，粘度865.8mPa.s，密度1.20g/ cm3,流動性10.8s,穩定性2.4%，PH值8.00的氣化用水煤漿。
[0032]實施例3:
[0033]煤樣產地:新疆奇臺縣紅沙泉煤礦，該地區煤塊使用常規添加劑制漿只能制備質量濃度為56%的合格煤漿。
[0034]添加劑配比:
[0035]木質素磺酸鈉:氨基苯磺酸鈉-苯酚-甲醛縮合物:高碳脂肪醇聚氧乙烯醚:三聚磷酸鈉:氫氧化鈉=20:70:1:5:4
[0036]將上述物料依次加入水中，按重量百分比將干基煤60%，水39.3%，添加劑0.7%混合，使用攪拌器攪拌均化10分鐘后，即得到濃度60%，粘度1065.8mPa.s，密度1.19g/cm3,流動性13.5s,穩定性0.5%，PH值7.82的氣化用水煤漿。
[0037]從上述實施例可以看出，本發明添加劑制備的成品水煤漿成漿濃度高、并且粘度低、流變特性佳、穩定性好、煤種適應性廣。
[0038]本添加劑可以配成任意濃度的水溶液，以溶液形式加入到棒磨機、球磨機或攪拌桶中，也可以制成固態粉末狀混合物，以粉狀加入到球磨機或棒磨機中，特別是在濕法制漿中效果更為明顯。
【權利要求】
1.一種煤氣化專用的復合水煤漿添加劑，各組分按以下重量配比關系混合配制: 30~75%的木質素磺酸鹽； 10~45%的磺酸鹽甲醛縮合物； 5~15%的聚氧乙烯醚類； 5~25%的磷酸鹽； O~5%的酸堿調節劑； O~2%的穩定劑。
2.根據權利要求1所述的煤氣化專用的復合水煤漿添加劑，其特征在于，所述的木質素磺酸鹽是木質素磺酸鈉、木質素磺酸鈣或木質素磺酸銨。
3.根據權利要求1所述的煤氣化專用的復合水煤漿添加劑，其特征在于，所述的磺酸鹽甲醛縮合物是萘磺酸鈉甲醛縮合物、亞甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物或氨基苯磺酸鈉-苯酚-甲醛縮合物。
4.根據權利要求1所述的煤氣化專用的復合水煤漿添加劑，其特征在于，所述的聚氧乙烯醚類是壬基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯。
5.根據權利要求1所述的煤氣化專用的復合水煤漿添加劑，其特征在于，所述的磷酸鹽是磷酸三鈉、磷酸鉀、磷酸銨、三聚磷酸鈉或三聚磷酸鉀。
6.根據權利要求1所述的煤氣化專用的復合水煤漿添加劑，其特征在于，所述的酸堿調節劑是氫氧化鈉、氫氧化鉀、 氨水、硫酸或硝酸。
7.根據權利要求1所述的煤氣化專用的復合水煤漿添加劑，其特征在于，所述的穩定劑是羧甲基纖維素、羥乙基纖維素或聚丙烯酰胺。
8.一種煤氣化專用的復合水煤漿添加劑的應用方法如下:按權利要求1所述的煤氣化專用的復合水煤漿添加劑各組分配比制備成固態粉狀混合物或者配制成任意濃度的水溶液，然后加入干基煤粉中攪拌均勻，所述煤氣化專用的復合水煤漿添加劑干基用量為干基煤粉重量的0.4%~1.0%。
【文檔編號】C10L1/24GK103509617SQ201310017430
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年1月17日 優先權日:2013年1月17日
【發明者】潘激 申請人:湖南東盈煤化工技術開發有限公司