一種水煤漿的生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種水煤漿的生產方法，其中，該方法包括將VAE廢水與煤粉混合并磨漿，其中，所述VAE廢水含有VAE乳液和水；并調節所述VAE廢水的pH值為7-9。本發明利用VAE廢水代替清水制備水煤漿，減少了化工污水的處理費用，也解決了污水的后續處理問題，并能夠滿足制得的水煤漿的燃燒性能要求。
【專利說明】一種水煤楽的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水煤漿的生產方法。
【背景技術】
[0002]水煤漿是由大約65質量％的煤、34質量％的水和I質量％的添加劑通過物理加工得到的一種低污染、高效率、可管道輸送的代油煤基流體燃料。它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一樣的流動性和穩定性，可以像油一樣易于存儲、管道運輸和霧化燃燒，被稱為液態煤炭產品。水煤漿改變了煤的傳統燃燒方式，它的燃燒效率可達95%以上，且二氧化硫、氮氧化物的排放量及煙塵濃度均達到環保要求，因此，應用極為廣泛，并顯示出了巨大的環保節能優勢。
[0003]現有技術的方法中，有通過將污泥與水煤漿混合后作為燃料使用，例如，CN1632377A公開了一種城市污泥的燃燒處理法，該方法包括將含水70-85%的城市污泥和含水30-40%的成品水煤漿以2:3-3.5的體積比攪拌混合成液體燃料，用漿泵加壓至0.6-0.65MPa送入噴槍，同時將壓力在0.6-0.7MPa的壓縮空氣送至爐膛內燃燒器的噴嘴出口處，射入爐膛使其呈霧化懸浮狀態。
[0004]但是，水煤漿中35%左右為水，而且對水質有一定的要求，在我國近二十年來從初試到商品化，制造水煤漿時都用自來水(或稱清水)。
[0005]眾所周知，目前，世界性的缺水已經成為人類的一大難題。全世界都在重視節水和用水方法的改進。而我國又是世界上缺水國之一，近年來，國家巨額投資于對江河、湖泊、水庫等水利設施的改造建設，通過南水北調解決缺水地區的用水困難等。各企業、事業單位的生產和人民日常生活中已經把節水作為重大事項對待。
[0006]水煤漿的制造對水的消耗量極大，例如，生產10萬噸的水煤漿需用水3.5萬噸左右，再加上清洗設備等工業常規需求，用水量不容忽視。因此，如果能夠科學利用污水(如工業廢水，生活廢水等)，使其代替清水作為水煤漿生產用水，能為國家和企業帶來可觀的經濟效益和社會效益。此外，污水回收利用避免了其對環境的污染，還解決了一定的環境問題，可謂一舉多得。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種利用污水作為水煤漿生產用水的方法，在節約用水、降低水煤漿成本的同時還節約了對污水進行后處理的費用以及避免了污水對環境的污染。
[0008]化工工業產生的污水必須要經過后續的污水處理，以防止直接排放對環境造成嚴重污染以及對人體造成損傷，經過后續處理的污水可以作為生產裝置用水或鍋爐補水，以實現其循環利用。但是，有些裝置產生的污水，如VAE廢水會對污水的回用裝置產生巨大影響，而嚴重影響污水的回用量以及節水量。因此，本發明的發明人發現，如果將化工工業產生的污水用于水煤漿的生產而供水煤漿鍋爐燃燒，不但可以節省所述污水的后處理費用，還能夠消除污水回用裝置生產的問題，實現了煉油化工污染物不轉移、不出廠的目的。
[0009]本發明提供了一種水煤漿的生產方法，其中，該方法包括將VAE廢水與煤粉混合并磨漿，其中，所述VAE廢水含有VAE乳液和水；并調節所述VAE廢水的pH值為7_9。
[0010]通過對采用本發明的方法生產的水煤漿進行分析和測定，其粘度、穩定性和熱值(發熱量)完全能夠滿足工業需要，滿足GB/T18855-2002對于水煤漿基本性能的要求。
[0011]此外，本發明的方法利用了化工工業產生的污水，實現了節省所述污水的后處理費用，消除污水回用裝置生產的問題以及環保的目的。
[0012]本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0013]以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0014]按照本發明，所述水煤漿的生產方法包括將VAE廢水與煤粉混合并磨漿，其中，所述VAE廢水含有VAE乳液和水；并調節所述VAE乳液的pH值為7_9。
[0015]按照本發明，調節所述VAE廢水的pH值為7-9，更優選調節所述VAE廢水的pH值為7-8是為了保證得到的水煤漿的穩定性，以及保持水煤漿漿液的均一性。其中，所述調節VAE廢水的pH值的方法可以為本領域常規的方法，例如，用堿性物質進行調節，具體可以選自氫氧化鈉和/或氫氧化鉀以及它們的水溶液中的一種或多種；或者為了節約成本，也可以采用偏堿性的廢水進行調節，如燕山化工一廠堿渣廢水等。
[0016]本發明中，對于滿足上述條件的VAE廢水的來源并沒有明確的限定，所述VAE廢水通常為生產VAE乳液涂料工藝產生的污水。例如，所述VAE廢水中含有的水包括清洗過濾器產生的清洗水、高壓清洗鼓式過濾器產生的廢水、沖地水等。所述VAE廢水的主要成分為VAE乳液，一般來說，盡管VAE廢水中的VAE乳液(主要為醋酸乙烯-乙烯共聚物和醋酸乙烯單體)能夠為水煤漿的燃燒提供熱值，但是，所述VAE廢水中VAE乳液的含量一般不會太高，例如，一般情況下，以VAE廢水的重量為基準，所述VAE乳液的含量為2重量％以下，優選為0.5-1.2重量％，且其測定方法為本領域技術人員所公知。COD分析值為5000~8000mg/l，還含有微量設備潤滑油、微量碎膠粒等。PH值在5左右。
[0017]所述VAE乳液中的主要成分及其含量為本領域技術人員所公知，并可以參考現有技術，所述VAE乳液含有醋酸乙烯-乙烯共聚物和醋酸乙烯單體，一般情況下，以VAE乳液的重量為基準，醋酸乙烯-乙烯共聚物的含量為60-85重量％，醋酸乙烯單體的含量為15-40 重量 ％。
[0018]按照本發明，優選情況下，為了使得到的水煤漿漿液的均一性、穩定性更好，本發明所述方法還包括將VAE廢水與煤粉，以及分散劑和/或穩定劑混合。所述分散劑和穩定劑的用量可以根據本領域的常識以及根據實際需要進行選擇，優選，所述分散劑和穩定劑的總用量為VAE廢水和煤粉總重量的0.1-1重量％。其中，所述分散劑的種類為本領域技術人員所公知，優選情況下，所述分散劑為FDN高效減水劑(具體可以為萘磺酸鈉甲醛縮合物，并可以商購獲得，例如購自福州通達科技有限公司、北京獨創科技有限公司)。其中，所述穩定劑的種類為本領域技術人員所公知，例如可以為羧甲基纖維素鈉(可以商購獲得，例如購自福州通達科技有限公司、北京獨創科技有限公司)。優選情況下，所述穩定劑的用量為VAE廢水和煤粉總重量的0.1-0.5重量％，所述分散劑的用量為VAE廢水和煤粉總重量的0.5-1 重量 ％。
[0019]按照本發明，為了使VAE廢水與煤粉混合的更均勻，所述混合優選在攪拌條件下進行，所述混合的溫度為15-45°C，優選為20-40°C。所述攪拌的方式和速度取決于VAE廢水和煤粉的用量，攪拌的方式可以為機械攪拌，例如，攪拌的速度可以為40-60rpm。本發明對于VAE廢水與煤粉混合的時間沒有特別的限定，以滿足上述所得產物的性能為準。
[0020]根據本發明，所述VAE廢水和煤粉的相對用量可以與現有技術相同，優選地，為了既能夠保證制得的水煤漿的燃燒性能，又能夠保證制得的水煤漿的粘度適當，相對于100重量份的煤粉，所述VAE廢水的用量為45-65重量份，進一步優選為50-60重量份。
[0021 ] 本發明中，對于所述煤粉的各項性能沒有特別的限定，優選的，所述煤粉為煙煤能制漿煤粉，優選為經過水洗的洗凈煤，且對磨漿前煤粉的顆粒大小沒有特別限定，例如，煤顆粒的平均顆粒直徑可以為2-10厘米。
[0022]根據本發明，所述磨漿的方式可以為本領域公知的各種方式，如利用濕法磨漿機，特別是流體聲能濕法磨漿機進行的濕法磨漿。所述磨漿的條件也可以為本領域公知的條件，優選的，所述磨漿的條件使得磨漿后的水煤漿中煤粉的顆粒直徑小于1000微米，煤粉的平均顆粒直徑為100-200微米。本發明中，所述水煤漿中煤粉的粒度為本領域公知的由GB/T18856.3的方法測定出的粒度。
[0023]根據本發明，實施上述方式的方法可以為間歇式生產工藝，也可以為連續式生產工藝。
[0024]以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
[0025]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0026]此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
[0027]下面，通過以下實施例對本發明進行更詳細的說明。
[0028]本發明實施例中，所用VAE廢水為來自東方有機化工廠，生產VAE工藝的VAE廢水，所述VAE廢水含有VAE乳液和水，其中，以VAE廢水的重量為基準，其中VAE乳液的含量為1.5重量％,水的含量為98重量％,其他成分含量為0.5重量％。以所述VAE乳液的重量為基準，所述VAE乳液中含有65-70重量％的醋酸乙烯-乙烯共聚物和30-35重量％的醋酸乙烯單體。
[0029]所用煤粉為煙煤，購自山西同煤集團，煙煤的平均顆粒直徑為3厘米。
[0030]所述水煤漿樣品的試樣按GB/T18856.1的規定進行采樣和制備；水煤漿的濃度(重量％)根據GB/T18856.2進行測定；水煤漿中煤粉的粒度(微米)根據GB/T18856.3進行測定；水煤漿的表觀粘度(漿體溫度20°C，剪切率lOOs-1，mpas)根據GB/T18856.4進行測定；水煤漿的發熱量( 收到基低位熱值(kcal/kg (MJ/kg)))根據GB/T213的方法進行測定。
[0031]以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。
[0032]實施例1
[0033]本實施例用于說明本發明提供的水煤漿的制備。
[0034](1)將2噸的VAE廢水進行測定，并用堿性污水(來自燕山化工一廠的堿渣廢水)調節所述VAE廢水的pH值(pH試紙測定)為7 ；
[0035](2)在攪拌下，將100重量份的煤粉、50重量份的上述VAE廢水以及0.9重量份的減水劑萘磺酸鈉甲醛縮合物和0.6重量份的穩定劑羧甲基纖維素鈉混合，并用流體聲能濕法磨漿機進行濕法磨漿，得到水煤漿產品Pl ；
[0036](3)從Pl中采樣并制備待測定的水煤漿樣品，測定水煤漿樣品中煤粉的粒度，水煤漿樣品的濃度，表觀粘度和發熱量，結果如表1所示。
[0037]實施例2
[0038]本實施例用于說明本發明提供的水煤漿的制備。
[0039](1)將2噸的VAE廢水進行測定，并用堿性污水調節所述VAE廢水的pH值(pH值試紙測試)為8 ；
[0040](2)在攪拌下，將100重量份的煤粉、57重量份的上述VAE廢水以及1.4重量份的減水劑萘磺酸鈉甲醛縮合物和0.16重量份的穩定劑羧甲基纖維素鈉混合，并用流體聲能濕法磨漿機進行濕法磨漿，得到水煤漿產品P2 ；
[0041](3)從P2中采樣并制備待測定的水煤漿樣品，測定水煤漿樣品中煤粉的粒度，水煤漿樣品的濃度，表觀粘度和發熱量，結果如表1所示。
[0042]實施例3
[0043]本實施例用于說明本發明提供的水煤漿的制備。
[0044](1)將2噸的VAE廢水進行測定，并用堿性污水調節所述VAE廢水的pH值(pH試紙測定)為9 ；
[0045](2)在攪拌下，將100重量份的煤粉、57重量份的上述VAE廢水以及1.4重量份的減水劑萘磺酸鈉甲醛縮合物和0.16重量份的穩定劑羧甲基纖維素鈉混合，并用流體聲能濕法磨漿機進行濕法磨漿，得到水煤漿產品P3 ；
[0046](3)從P3中采樣并制備待測定的水煤漿樣品，測定水煤漿樣品中煤粉的粒度，水煤漿樣品的濃度，表觀粘度和發熱量，結果如表1所示。
[0047]實施例4
[0048]本實施例用于說明本發明提供的水煤漿的制備。
[0049]按照實施例2的方法制備水煤漿，不同的是，步驟(2)中，將100重量份的煤粉、65重量份的上述VAE廢水以及1.485重量份的減水劑萘磺酸鈉甲醛縮合物和0.165重量份的穩定劑羧甲基纖維素鈉混合，并用流體聲能濕法磨漿機進行濕法磨漿，得到水煤漿產品P4。從P4中采樣并制備待測定的水煤漿樣品，測定水煤漿樣品中煤粉的粒度，水煤漿樣品的濃度，表觀粘度和發熱量，結果如表1所示。
[0050]實施例5
[0051]本實施例用于說明本發明提供的水煤漿的制備。
[0052]按照實施例2的方法制備水煤漿，不同的是，步驟(2)中，將100重量份的煤粉、45重量份的上述VAE廢水以及1.3重量份的減水劑萘磺酸鈉甲醛縮合物混合，并用流體聲能濕法磨漿機進行濕法磨漿，得到水煤漿產品P5。從P5中采樣并制備待測定的水煤漿樣品，測定水煤漿樣品中煤粉的粒度，水煤漿樣品的濃度，表觀粘度和發熱量，結果如表1所示。
[0053]對比例I
[0054]本對比例用于說明水煤漿的參比制備方法。
[0055]按照實施例2的方法制備水煤漿，不同的是，使用相同重量的市政自來水代替步驟(I)的VAE廢水，并調節所述水煤漿的pH值為7，得到參比水煤漿產品DPl。然后按照實施例I的方法測定水煤漿樣品DPl中煤粉的粒度，水煤漿樣品的濃度，表觀粘度和發熱量，結果如表1所示。
[0056]表1
[0057]
【權利要求】
1.一種水煤漿的生產方法，其特征在于，該方法包括將VAE廢水與煤粉混合并磨漿，其中，所述VAE廢水含有VAE乳液和水；并調節所述VAE廢水的pH值為7_9。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，調節所述VAE廢水的pH值為7-8。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，以VAE廢水的重量為基準，所述VAE乳液的含量為2重量％以下；所述VAE乳液含有醋酸乙烯-乙烯共聚物和醋酸乙烯單體。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，該方法包括將VAE廢水與煤粉，以及分散劑和/或穩定劑混合，所述分散劑和穩定劑的總用量為VAE廢水和煤粉總重量的0.1-1重量％。
5.根據權利要求1或4所述的方法，其中，所述混合在攪拌條件下進行，所述混合的溫度為 15-45°C。
6.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其中，相對于100重量份的煤粉，所述VAE廢水的用量為45-65重量份。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，相對于100重量份的煤粉，所述VAE廢水的用量為50-60重量份。
8.根據權利要求1、4、7或8所述的方法，其中，所述煤粉為煙煤能制漿煤粉。
9.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其中，所述磨漿的條件使得磨漿后的水煤漿中煤粉的顆粒直徑小于1000微米，水煤漿中煤粉的平均顆粒直徑為100-200微米。
【文檔編號】C10L1/32GK104073306SQ201310108009
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月29日 優先權日:2013年3月29日
【發明者】羅強, 華煒, 姜琳, 宋金棟, 陳貽種, 田鳳杰, 米學琴, 崔建光, 朱智宏 申請人:中國石油化工股份有限公司, 北京燕通水煤漿有限公司