垃圾滲濾液原料制備復合型改性水煤漿添加劑及制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水煤漿添加劑，具體地說是一種以垃圾滲濾液為原料制備的復合型改性水煤漿添加劑及制備方法，屬于水煤漿添加劑領域。
【背景技術】
[0002]水煤漿是一種新型、高效、清潔的煤基燃料，它是由60?70%不同粒度的煤、30?40%的水和約1%左右的添加劑制成的混合物，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、管道輸送和霧化燃燒，被稱為液態煤炭產品。世界能源界自上世紀七十年代就開始了對水煤漿的研究，我國是世界上較早開發這一項目的國家，“水煤漿制備與燃燒技術”從“六五”到“八五”都列為國家重點科技攻關項目。由于水煤漿的燃燒效率可高達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，廣泛用于電站鍋爐、工業鍋爐和工業窯爐代煤、代油、代氣燃燒，亦可作為氣化原料，用于德士古氣化生產合成氨、合成甲醇。但是，由于水煤漿是一種粗顆粒懸浮體，而且煤炭是一種疏水性物質，因此要使水煤漿保持良好的流變性和穩定性，是非常困難的。加入添加劑是解決這一問題的有效方法，特別是對高濃度、高穩定性水煤漿的制備，添加劑的作用尤為關鍵。
[0003]我國城市的運轉每年將產生上億噸的垃圾，特別是加快城鎮化進程、大量農民工涌入城市的今天，垃圾處理早已作為國家和各級政府環境保護的重點工作之一，解決城市“垃圾圍城”問題以迫在眉睫。垃圾廢棄物是與人類生存文明發展相伴相生的，統計資料顯示，全世界的垃圾年均增長率為8.42%，而我國的垃圾年均增長率達到10%以上，并已成為世界上垃圾包圍城市最嚴重的國家之一。全世界每年產生4.9億噸垃圾，其中我國每年就產生近1.5億噸的城市垃圾。全國600多座城市，除縣城外，已有三分之二的大中城市陷入垃圾的包圍之中，且有四分之一的城市已沒有合適場所堆放垃圾，我國政府每年花費300多億元人民幣用于消運和處理這些垃圾。如果處理好城市垃圾，避免對環境造成影響，成為亟待解決的問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于，提供了一種以垃圾滲濾液為原料制備的復合型改性水煤漿添加劑及制備方法，將各種廢棄物進行資源化處理，變廢為寶，避免了對環境造成的影響，提高了廢物的利用價值，得到的產品質量高，品質好，有效提高了工業水煤漿的穩定性、成漿濃度，減少了添加劑用量、降低制漿成本。
[0005]本發明的技術方案為:
一種以垃圾滲濾液為原料制備的復合型改性水煤漿添加劑，由以下重量份的原料制備而成:
垃圾滲濾液20?50份、活性淤泥10?25份、粗萘1?15份、工業廢液20?35份、風化煤或煤泥10?25份、H2S04或Na2S03 10?20份、甲醛5?15份； 其中，所述工業廢液為造紙黑液、味精廢液或糖廠發酵廢液中的一種或多種的混合物；
所述風化煤的細度要求為粒度< 300um，其中粒度小于74um的風化煤至少占風化煤總重量的75% ；
所述H2S04為質量分數98%的濃硫酸溶液。
[0006]優選地，垃圾滲濾液35份、活性淤泥20份、粗萘10份、工業廢液30份、風化煤或煤泥20份、H2S04或Na2S03 15份、甲醛10份。
[0007]優選地，垃圾滲濾液20份、活性淤泥10份、粗萘1份、工業廢液20份、風化煤或煤泥10份、H2S04或Na2S03 10份、甲酸5份。
[0008]優選地，垃圾滲濾液50份、活性淤泥25份、粗萘15份、工業廢液35份、風化煤或煤泥25份、H2S04或Na2S03 20份、甲醛15份。
[0009]上述以垃圾滲濾液為原料制備的復合型改性水煤漿添加劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)備料:按照上述重量配比準備各原料；
(2)混合:將步驟(1)準備的各原料加熱到反應釜中混合攪拌；
(3)磺化、縮合、接枝共聚:向步驟(2)反應釜中的添加磺化劑氏504或Na2S03，以及甲醛，經磺化和縮聚引進接枝多種磺酸基團和羧基基團，聚合提高分子量，要求溫度140-150°C、壓力 1.0-1.25MPa、時間 5_8h ；
本發明通過造紙黑液中的堿木素苯環上的活性基團，添加硫酸和亞硫酸鈉、甲醛作為磺化劑，經化學改性，使堿木素產品通過磺化反應生成木質素磺酸鹽，加入磺化劑使之生成木素磺酸鹽產品，屬陰離子表面活性劑，具有半膠體性質，能在界面產生單分子層吸附作用，對造紙黑液進行分離提取堿木質素，堿木素來源于堿法造紙廢液中，是一種具有分散、粘合及表面活性等特殊性能的天然高分子化合物，通過改性可以制備高性能的水煤漿添加劑。以堿木質素為主要活性基團，采用接枝磺化技術以提高其磺化度和反應活性。
[0010](4)后續:產品磺化縮聚合成后進行過濾、降溫，利用減壓蒸發回收冷凝液作為鍋爐補水，最終得到產品，產品為液態直接灌裝。
[0011]進一步地，所述步驟(3)中還添加活性劑如含磺酸基團混合型表面活性劑、引發劑如過硫酸鉀、促進劑如甲醛或堿性鈉鹽，在合成過程中提高化學反應速率、縮合度、磺化度，使含有磺酸基團分子占比例大于62%。另外，所述的活性劑、引發劑和促進劑的用量可以根據實際需要結合生產經驗而確定。
[0012]采用上述方法能夠提高水煤漿中煤粉顆粒間的剪切應力，降低黏度。強化煤漿中已分散的煤粒、微細膠體粒子和水分子結合成的一種較弱但又有一定強度的三維空間結構。使已分散的固體顆粒相互交聯，有效地阻止顆粒沉淀，防止固液間的分離。據有良好的液體流變性和低黏度，有效提高水煤漿穩定性和降低泵送能耗。
[0013]進一步地，所述復合型改性水煤漿添加劑的外觀為黑褐色或棕黑色液體，固含量為質量分數36 ±3%，pH值為pH8-ll，比重為1.13-1.25。
[0014]本發明產品的摻量為1-3%。，其中，干基煤粉100目以上；成漿性能為水煤漿濃度61-63% ;煤漿粘度為400-1000 mPas，靜止48h無析水，七天內無硬沉淀。
[0015]本發明以城市垃圾填埋場的垃圾滲濾液、餐廚垃圾集中處理設施發酵后的活性淤泥為主要原料，添加粗焦油中分離的粗萘、風化煤、造紙黑液、味精廢液、糖廠發酵廢液，充分利用工業廢液中的有機質腐植酸鹽、萘油等有效成分，添加某些活性成分，按一定比例混合后經磺化、縮聚、合成的復合型改性水煤漿添加劑。
[0016]本發明的優點在于:
1、直接利用各種廢棄物，包括垃圾滲濾液、餐廚垃圾發酵后的活性淤泥、風化煤或洗煤廠煤泥，以及工業廢液如造紙黑液、味精廢液、糖廠發酵廢液等；
2、通磺化和縮聚引進接枝多種磺酸基團和羧基基團，聚合提高分子量，添加活性劑(含磺酸基團混合型表面活性劑)、引發劑(過硫酸鉀)、促進劑(甲醛或堿性鈉鹽)，在合成過程中提高化學反應速率、縮合度、磺化度，含有磺酸基團分子占比例大于62% ；
3、生產過程中取消廢液濃縮，降低能耗，產品磺化、縮聚合成利用減壓蒸發回收冷凝液作為鍋爐補水，產品為液態直接灌裝，無廢水、廢渣排放；
4、提高水煤漿中煤粉顆粒間的剪切應力，降低黏度；強化煤漿中已分散的煤粒、微細膠體粒子和水分子結合成的一種較弱但又有一定強度的三維空間結構；使已分散的固體顆粒相互交朕，有效地阻止顆粒沉淀，防