專利名稱：：一種水煤漿添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及水煤漿領(lǐng)域，特別涉及一種水煤漿添加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：我國是煤炭大國，特定的能源結(jié)構(gòu)決定了在未來幾十年內(nèi)，煤炭仍將是我國的主導(dǎo)能源。但是，我國煤炭利用技術(shù)相對落后，環(huán)保設(shè)施亦不配套、不健全。不但煤炭利用效率低，煤炭資源浪費嚴重，而且煤炭燃燒所產(chǎn)生的大量煙塵和S02嚴重污染了大氣環(huán)境。隨著注重環(huán)保的呼聲日益高漲，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)是提高中國能源效率、減少環(huán)境污染的重要途徑。中國已將發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)列入《中國21世紀議程》，強調(diào)要加大潔凈煤技術(shù)研究開發(fā)力度，擴大潔凈煤領(lǐng)域的對外開放，推進潔凈煤技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。水煤漿是上世紀70年代末80年代初應(yīng)運而生的潔凈煤技術(shù)之一。它是由一定粒度分布的煤、水和少量化學(xué)添加劑配制而成的一種漿體燃料。它具有石油一樣的流動性，可以泵送、霧化和著火燃燒，可代替石油作為工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、工業(yè)窯爐用燃料，也可以作為氣化原料制合成氣，加工下游化工產(chǎn)品。具有工業(yè)應(yīng)用價值的水煤漿產(chǎn)品要求有高濃度、低黏度、良好的流動性和穩(wěn)定時間長的特點。在水煤漿生產(chǎn)過程中，水煤漿添加劑對水煤漿性能起著至關(guān)重要的作用。水煤漿添加劑主要有分散劑、穩(wěn)定劑和其他輔助藥劑，其中分散劑起關(guān)鍵作用。目前的水煤漿分散劑主要有萘系、腐殖酸系、木質(zhì)素系、聚烯烴系和非離子型。但是這些產(chǎn)品各有優(yōu)點，也各有缺陷，應(yīng)用方面不同程度地受到制約。如萘系分散劑分散性好、減粘作用強、漿流性好，但是漿體穩(wěn)定性較差，容易析水產(chǎn)生硬沉淀。腐殖酸系分散劑具有分散性能好的優(yōu)點，可單獨使用，但對金屬離子敏感，容易形成沉淀，漿的穩(wěn)定性差，對制漿水質(zhì)要求較高。木質(zhì)素磺酸鹽的優(yōu)點是原料豐富，價格便宜，穩(wěn)定性較好，但缺點是制漿黏度較大，漿流動性不好。聚烯烴類分散劑對低灰水煤漿具有較好的分散穩(wěn)定性，但需要嚴格控制分子質(zhì)量及其分布，而且價格較高，對煤種要求較嚴格。非離子型分散劑的主要優(yōu)點在于分子的親水親油性和相對分子質(zhì)量易于調(diào)節(jié)和控制，不受水質(zhì)和煤中可溶物的影響，不需添加穩(wěn)定劑，但是價格昂貴。本發(fā)明提供一種三元復(fù)配的水煤漿添加劑，是由萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和垸基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯按一定比例復(fù)配而成，它具有適用煤種范圍廣的特點，對于變質(zhì)程度較低的煤種也有較好的成漿性能，擴大了煤炭的來源，提高了成漿性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種制備方法簡單、適用煤種范圍廣、成漿性能良好的水煤漿添加劑及其制備方法。本發(fā)明水煤漿添加劑的制備方法具體步驟如下(1)配制固體粉末添加劑按一定質(zhì)量比比例(8:1:11:8:1)(較佳比例為7:2:15:4:l)稱取陰離子表面活性劑萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和非離子表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯，混合均勻后即可；所述的萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽的聚合度為715。所述木質(zhì)素磺酸鹽是其鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽或銨鹽中的一種或多種。所述的烷基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯是辛基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯或十二烷基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯中的一種或多種；所用的垸基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯的聚合度是10100。(2)配制液體添加劑按一定質(zhì)量比比例(8:1:11:8:1)(較佳比例為7:2:15:4:1)稱取萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和烷基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯，加入一定量的水中充分溶解，待添加劑完全溶解后，即可得到固含量質(zhì)量百分比為30%50%的復(fù)配液體添加劑。(3)制備煤粉將原料煤破碎到一定粒度(《10mm)，然后用球磨機進行干法粉碎，因為原煤在球磨機中粉碎，所得煤粉中會有大顆粒(大于14目)存在，另外直接磨制的煤粉粒度分布比例不一定符合水煤漿制漿要求，所以須先按一定目數(shù)進行篩分，然后根據(jù)水煤漿制漿具體的粒度分布要求稱取煤粉，將各種粒徑的煤粉進行混合。通常按照不同目數(shù)進行篩分，得到制漿用煤樣的粒度分布如下粒徑通過率％14目10040目80~98200目4060《325目2540通常按上述的粒度分布稱取煤粉，將其混合均勻。(4)制備水煤漿按照預(yù)先設(shè)定的水煤漿濃度和添加劑的添加量計算出所需的固體粉末添加劑或液體添加劑的量、需補加的水量及成漿所需的煤量。通常所得水煤衆(zhòng)中添加劑的用量為添加劑(折固)的質(zhì)量是煤(干基)質(zhì)量的0.11%。并分別進行稱取，將添加劑和水混合均勻后，攪拌下將稱好的煤樣加入其中，在10001500轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下勻漿510分鐘。本發(fā)明所采用的復(fù)配添加劑由萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和烷基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯組成，三者協(xié)同作用，提高了煤的親水性，降低了煤漿的黏度，使煤漿具有良好的流動性；而且雙電層效應(yīng)和空間位阻效應(yīng)同時存在，共同作用實現(xiàn)漿體的穩(wěn)定性要求。該水煤漿添加劑的用量少，當復(fù)合添加劑達到干基煤重量的0.1lwt。"時，可以制備出煤粉含量在6270wt^的水煤衆(zhòng)，煤粉含量實際是用恒溫干燥箱干燥法稱量計算而得，包括添加劑的質(zhì)量在內(nèi)。該漿體具有良好的流動性，較低的表觀黏度和良好的靜態(tài)穩(wěn)定性。該復(fù)合型添加劑生產(chǎn)工藝簡單，性能優(yōu)良，適用煤種范圍廣，本發(fā)明制備的水煤漿添加劑特別適用于低變質(zhì)程度的煤制備高濃度的水煤漿。所述雙電層效應(yīng)是指對于陰離子型表面活性劑，其實是一種電解質(zhì)，在水中會發(fā)生電離，當陰離子型表面活性劑分散在水中，包裹在煤顆粒外時，其分子會在煤表面形成一圈正電荷、一圈負電荷，當一個煤顆粒向另一個煤顆?？拷鼤r，會因為靜電斥力而排斥開來達到分散的目的。所述空間位阻效應(yīng)是指對于陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑，因為其分子中存在長鏈或大分子結(jié)構(gòu)，當兩分子相互靠近時，引起空間阻礙而使其分開，也達到分散穩(wěn)定的目的。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明，以下僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能以此限定本發(fā)明的范圍。即大凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。實施例1煤樣來源內(nèi)蒙煤1#<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注煤的工業(yè)分析按GB/T212-2001進行測定；煤的元素分析按GB/T476-2001進行測定;煤的可磨指數(shù)按MT/T230-2005進行測定。以下實施例210類同。添加劑類型萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽木質(zhì)素磺酸鈉辛基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯=1:8:1，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽的聚合度為7，烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的聚合度為100。添加劑用量復(fù)合添加劑(折固)的質(zhì)量是煤(干基)質(zhì)量的0.1%。成漿性能結(jié)果水煤槳濃度為67%，在25°C、剪切速率為28.38s—1時，表觀黏度為920mPa.s，可穩(wěn)定存在15天。實施例2煤樣來源內(nèi)蒙煤2#<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>添加劑類型萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽木質(zhì)素磺酸藥壬基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯=5:4:1，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽的聚合度為7，垸基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的聚合度為10。添加劑用量復(fù)合添加劑(折固)的質(zhì)量是煤(干基)質(zhì)量的0.1%。成漿性能結(jié)果水煤漿濃度為68%，在25°C、剪切速率為28.38s—1時，表觀黏度為880mPa.s，可穩(wěn)定存在10天。實施例3煤樣來源內(nèi)蒙煤3#項目工業(yè)分析元素分析可磨指數(shù)HGI水分Mad灰分揮發(fā)分Vad其它碳氫Had硫St.ad其它單位wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%/內(nèi)蒙煤3#11,797.5230.3350.3663.43.880.9231.863添加劑類型萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽木質(zhì)素磺酸鈉十二烷基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯和壬基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯=8:1:1，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽的聚合度為15，烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的聚合度為40。添加劑用量復(fù)合添加劑(折固)的質(zhì)量是煤(干基)質(zhì)量的1%。成漿性能結(jié)果水煤漿濃度為63%，在25'C、剪切速率為28.38s—1時，表觀黏度為1040mPa.s，可穩(wěn)定存在5天。實施例4煤樣來源內(nèi)蒙煤4#項目工業(yè)分析元素分析可磨指數(shù)HGI水分Mad灰分Aad揮發(fā)分Vad其它碳Cad氫Had硫St.ad其它單位wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%/內(nèi)蒙煤4#12.225.6830.9551.1564.323.950.3531.3862添加劑類型萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽木質(zhì)素磺酸銨和木質(zhì)素磺酸鈉壬基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯=7:2:1，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽的聚合度為10，烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的聚合度為80。添加劑用量復(fù)合添加劑(折固)的質(zhì)量是煤(干基)質(zhì)量的1%。成漿性能結(jié)果水煤漿濃度為63%，在25。C、剪切速率為28.38s"時，表觀黏度為llOOmPa.s，可穩(wěn)定存在20天。7實施例5煤樣來源內(nèi)蒙煤5#項目工業(yè)分析元素分析可磨指數(shù)HGI水分Mad灰分Aad揮發(fā)分Vad其它碳Csd氫Had硫St.ad其它單位wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%/內(nèi)蒙煤5#7.425.6630.956.0270.064.150.2325.5660添加劑類型萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽木質(zhì)素磺酸鈉辛基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯和壬基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯=6:3:1，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽的聚合度為10，烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的聚合度為50。添加劑用量復(fù)合添加劑(折固)的質(zhì)量是煤(干基)質(zhì)量的0.5%。成漿性能結(jié)果水煤漿濃度為65%，在25"C、剪切速率為28.38s—1時，表觀黏度為1020mPa,s，可穩(wěn)定存在8天。實施例6煤樣來源內(nèi)蒙煤6#項目工業(yè)分析元素分析可磨指數(shù)HGI水分Mad灰分Aad揮發(fā)分Vad其它碳Cad氫Had硫St.ad其它單位wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%/內(nèi)蒙煤6弁8.083.9429.2858.771.494.050.1824.2862添加劑類型萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽木質(zhì)素磺酸鈉壬基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯=3:6:1，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽的聚合度為15，烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的聚合度為60。添加劑用量復(fù)合添加劑(折固)的質(zhì)量是煤(干基)質(zhì)量的0.5%。成漿性能結(jié)果水煤漿濃度為67%，在25'C、剪切速率為28.38s—i時，表觀黏度為llOOmPa.s，可穩(wěn)定存在5天。8實施例7煤樣來源內(nèi)蒙煤7#項目工業(yè)分析元素分析可磨指數(shù)HGI水分Mad灰分Aad揮發(fā)分Vad其它碳Cad氫Had硫St.ad其它單位wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%/內(nèi)蒙煤7弁10.6515.0428.9345.3856.683.221.3638.7478添加劑類型萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽木質(zhì)素磺酸銨壬基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯=8:1:1，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽的聚合度為15，烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的聚合度為80。添加劑用量復(fù)合添加劑(折固)的質(zhì)量是煤(干基)質(zhì)量的1%。成漿性能結(jié)果水煤漿濃度為62%，在25。C、剪切速率為28.38s—1時，表觀黏度為lOOOmPa.s，可穩(wěn)定存在5天。實施例8煤樣來源內(nèi)蒙煤8#項目工業(yè)分析元素分析可磨指數(shù)HGI水分Mad《^揮發(fā)分Vad其它碳Cad氫Had硫St.ad其它單位wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%/內(nèi)蒙煤8#6.465.9630.5357.0570.494.090.2225.262添加劑類型萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽木質(zhì)素磺酸鈉和木質(zhì)素磺酸鎂壬基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯=1:8:1，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽的聚合度為7，烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的聚合度為40。添加劑用量復(fù)合添加劑(折固)的質(zhì)量是煤(干基)質(zhì)量的0.1%。成漿性能結(jié)果水煤漿濃度為65%，在25"C、剪切速率為28.38s—1時，表觀黏度為980mPa.s，可穩(wěn)定存在10天。9實施例9煤樣來源山東棗莊煤項目工業(yè)分析元素分析可磨指數(shù)HGI水分Mad《^揮發(fā)分Vad其它碳氫Had硫St.ad其它單位wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%/棗莊煤2.33謹40.0049.5972.724.914.0518.3260添加劑類型萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽木質(zhì)素磺酸鈣壬基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯=5:4:1，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽的聚合度為7，垸基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的聚合度為100。添加劑用量復(fù)合添加劑(折固)的質(zhì)量是煤(干基)質(zhì)量的0.1%。成漿性能結(jié)果水煤漿濃度為70%，在25'C、剪切速率為28.38s—1時，表觀黏度為900mPa，s，可穩(wěn)定存在15天。實施例10煤樣來源甘肅華亭煤項目工業(yè)分析元素分析可磨指數(shù)HGI水分Mad灰分Aad揮發(fā)分Vad其它碳Cad氫Had硫St.ad其它單位wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%wt%/華亭煤4.927.8934.4652.7368.213.760.7327.362添加劑類型萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽木質(zhì)素磺酸鈉辛基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯=2:7:1，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽的聚合度為15，烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的聚合度為60。添加劑用量復(fù)合添加劑(折固)的質(zhì)量是煤(干基)質(zhì)量的0.5%。成漿性能結(jié)果水煤漿濃度為68%，在251\剪切速率為28.38s"時，表觀黏度為940mPa.s，可穩(wěn)定存在15天。其中，內(nèi)蒙煤3#、內(nèi)蒙煤4#和內(nèi)蒙煤7#屬于低變質(zhì)程度的煤，在使用本發(fā)明所制備的水煤漿添加劑后均可得到高濃度的水煤漿。10權(quán)利要求1.一種水煤漿添加劑，其特征在于，由萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和烷基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯復(fù)配組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑，其特征在于，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和垸基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯質(zhì)量比為8:1:11:8:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的添加劑，其特征在于，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽的聚合度為715。4.根據(jù)權(quán)利要求13所述的任意一種添加劑，其特征在于，木質(zhì)素磺酸鹽為鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽或銨鹽中的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求14所述的任意一種添加劑，其特征在于，垸基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯為辛基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯或十二烷基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯中的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求15所述的任意一種添加劑，其特征在于，垸基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯的聚合度是10100。7.根據(jù)權(quán)利要求16所述的任意一種添加劑，其特征在于，固體添加劑溶解于水中得到固含量質(zhì)量百分比為30%50%的復(fù)配液體添加劑。8.—種如權(quán)利要求17所述的任意一種添加劑的制備方法，包括a.配制固體粉末添加劑按比例稱取萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和烷基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯，混合均勻；b.配制液體添加劑將步驟a配制的固體粉末添加劑加入水中充分溶解，得到復(fù)配液體添加劑。9.一種如權(quán)利要求17所述的任意一種添加劑在水煤漿中的應(yīng)用，包括a.制備煤粉將原料煤粉碎、篩分，將得到的制漿用煤樣混合均勻；b.制備水煤漿按比例稱取固體添加劑或液體添加劑、水及成漿所需的煤，將添加劑和水混合均勻后，攪拌下將稱好的煤樣加入其中，攪拌勻漿。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的添加劑在水煤漿中的應(yīng)用，其特征在于，水煤漿中折固后的添加劑的質(zhì)量是干基煤質(zhì)量的0.11%。全文摘要本發(fā)明提供一種水煤漿添加劑及其制備方法，該添加劑由陰離子表面活性劑萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和非離子表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯按質(zhì)量比為8∶1∶1～1∶8∶1復(fù)配而成。本發(fā)明是將萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和烷基酚聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯應(yīng)用于水煤漿的制備技術(shù)中，其對煤種適應(yīng)性廣，特別是針對低變質(zhì)程度的煤種，當三元復(fù)合型添加劑達到煤(干基)重量的0.1～1wt％時，可以制備出煤粉含量在62～70wt％的水煤漿，該漿體具有良好的流動性，較低的表觀黏度和良好的靜態(tài)穩(wěn)定性。該三元復(fù)合型添加劑生產(chǎn)工藝簡單，性能優(yōu)良，適用煤種范圍廣。文檔編號C10L1/32GK101550369SQ200810224760公開日2009年10月7日申請日期2008年12月26日優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日發(fā)明者劉雪飛,孟令龍,?？∈?張彥洲,段妮麗,王志彬申請人:新奧新能(北京)科技有限公司