貴州化工2011年10月Guizhou ChemicalIndustry第36卷第5期添加劑對生物質(zhì)/煤復(fù)合水煤漿成漿性能的影響付成兵,魏大鵬,張慧,楊杰董永剛(貴州大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,貴州貴陽550003)摘要:研究并制備一種添加牛糞代替部分煤粉的新型水煤漿,并對多種水煤漿添加劑進(jìn)行篩選,發(fā)現(xiàn)添加劑種類及用量,對水煤漿的性能有顯著影響。通過實(shí)驗(yàn)最終選出最佳的添加劑使用方案,即將0.3%的木質(zhì)素磺酸鹽oT-4水煤漿添加劑和0.2%的萘磺酸鹽水煤漿添加劑復(fù)配使用,水煤漿的粘度將降到最低(678mPa·s1)。關(guān)鍵詞:添加劑;水煤漿;成漿性能中圖分類號:TQ531.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1008-9411(2011)05-0004-031引言2.1.1實(shí)驗(yàn)原料及儀器制備生物質(zhì)/煤復(fù)合水煤漿所用的原料主要有:水煤漿是一種可以泵送,霧化代油燃燒的煤煙煤(市售)牛糞(其中牛糞取自貴陽市三聯(lián)乳業(yè)基流體燃料,它是由62%~70%的煤粉,29%~37%奶牛廠)水煤漿專用添加劑和水。儀器見表1。的水,1%左右的化學(xué)添加劑經(jīng)過一定的工藝流程加表1儀器工而成,具有一定的流動性的流體。它作為是一種儀器名稱燃料,從發(fā)熱量上來看,在電廠實(shí)際應(yīng)用中2,3,2.t球磨機(jī)XQM-2L左右的水煤漿燃燒的能量與I石油燃燒的能量相電子分析天平FA-1004當(dāng),但水煤漿的成本卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于石油。化學(xué)添加劑電熱鼓風(fēng)干燥箱101-3ABs的使用能有效的降低水煤漿的粘度,粒徑等性能,從激光粒度儀數(shù)字粘度儀DV-2 +PRO而能大大提高水煤漿的流動性和燃燒值,其成本僅次于煤炭費(fèi)用,它直接影響水煤漿的價格和推廣,因其中實(shí)驗(yàn)中使用的水煤漿添加劑有:A:安陽雙此降低其成本,開發(fā)性能價格比最優(yōu)的添加劑是水環(huán)助劑廠生產(chǎn)的水煤漿添加劑MF(甲基萘磺酸鹽甲煤漿發(fā)展中的一個重要任務(wù)。醛縮合物);B:佛山歐陶生產(chǎn)的oT-4水煤漿添加同時隨著我國近年來的大力發(fā)展畜牧業(yè),商牧劑(木質(zhì)素磺酸鹽)C:安陽熒迪生產(chǎn)的水煤漿分散業(yè)造成的環(huán)境污染問題日益突出。尤其牛糞作為劑NNO(萘磺酸鹽甲醛縮合物);D大慶油田生產(chǎn)的備牧業(yè)產(chǎn)生的主要生物廢物之一,其主要成分為水水煤漿添加劑(煤焦油系磺酸鹽);E:安陽熒迪生產(chǎn)和大量可燃型有機(jī)物質(zhì)。若將其作為生產(chǎn)水煤漿的的水煤漿添加劑F-30(亞甲基萘磺酸鈉)。原料,即可以減少制備水煤漿時水和不可再生資源1.2原料分析煤的用量,又可以解決日益嚴(yán)重的畜牧業(yè)環(huán)境污染通過實(shí)驗(yàn)室測定,主要原料煙煤與牛糞的燃燒問題。性能如下表2。本文采用養(yǎng)牛場新鮮牛糞為原料,在不改變水表2煙煤與干牛糞的燃燒性能煤漿的燃燒性能的基礎(chǔ)上,研制例如新的環(huán)保型生樣品發(fā)熱量/J·g-1灰分/%揮發(fā)分/%硫份/%物質(zhì)水煤漿,針對生物質(zhì)水煤漿的成漿特性,復(fù)配選煤樣36717擇有較優(yōu)使用效果的添加劑。干牛糞l7142實(shí)驗(yàn)2.2試樣制備2.1實(shí)驗(yàn)原料及儀器將煤樣破碎到3mm以下,稱量;按設(shè)計(jì)濃度,將基金項(xiàng)目:貴州省科技攻關(guān)項(xiàng)目黔科合CY字[201013046,齡科合CZ字[20113012收稿日期:2011-07-16作者簡介:付成兵(1976-),男,研究生,講師,研究方向:綠色化工及環(huán)境保護(hù),E-mail-b722@163,com2011年10月第36卷第5期付成兵等:添加劑對生物質(zhì)/煤復(fù)合水煤漿成漿性能的影響5添加劑溶于少量水;再將煤、牛糞、水稱量好后與添高,也易于在煤粒表明吸附,從而有效增加煤粒之間加劑一起放入小燒杯中攪拌均勻;將攪拌均勻的水的靜電排斥力提高了水煤漿的成漿性,尤其在混入煤漿在球磨機(jī)粉磨一定時間;最后,取出磨制的水煤定牛糞后,這些極性較大的添加劑對于分散牛糞漿,標(biāo)號,進(jìn)行水煤漿粘度、粒度等成漿性能檢測試中大量的纖維和半纖維有較好效果,故能明顯提高驗(yàn)生物質(zhì)水煤漿的成漿性。而A、D、E三種添加劑中2.3試樣分析在芳環(huán)單體上含有的大量甲基,有利于使水煤漿水煤漿粘度和粒度性能的檢測方法均遵循國家呈假塑性流體但這三種添加劑因羥值低,而對牛糞標(biāo)準(zhǔn)GB/T18856.3-2008進(jìn)行。的分散性較差,當(dāng)牛糞添加后其對生物質(zhì)水煤漿的3結(jié)果與討論成漿性的提高有所下降。在綜合考慮,添加劑的實(shí)驗(yàn)效果和環(huán)境經(jīng)濟(jì)性3.1不同添加劑對牛糞/煤復(fù)合水煤漿成漿性能的等因素后,實(shí)驗(yàn)最終優(yōu)選出從造紙廢液中提取出的影響B(tài),磺化木質(zhì)素作為生物質(zhì)水煤漿的主要添加劑。實(shí)驗(yàn)表明,水煤漿添加劑分子結(jié)構(gòu)特征(包括主3.2添加劑的復(fù)配對牛糞/煤復(fù)合水煤漿成漿性能結(jié)構(gòu)特征取代基的類型和性質(zhì),聚合度,磺化度,羥的影響值等)與煤及煤表明物化性質(zhì)間有著密切的聯(lián)系研究表明,多核芳環(huán)單體上有甲基或芐基取代大量研究發(fā)現(xiàn)陰離子型的水煤漿添加劑,價廉易時,有利于水煤漿呈假塑性流體,在選用B為主得0,且減黏作用好及流型好,但通用性不佳。要添加劑的基礎(chǔ)上,若復(fù)配其他添加劑,將能對水煤此類化合物屬低分子量電解質(zhì)或大分子及準(zhǔn)高漿的成漿性能有一定的提高實(shí)驗(yàn)中將幾種添加劑分子聚電解質(zhì)。包括磺酸鹽、羧酸鹽及少量磷酸酯分別與B進(jìn)行復(fù)配其結(jié)果如表4所示類,普遍應(yīng)用的是磺酸鹽,如萘磺酸鹽、磺化腐植酸表4復(fù)配添加劑對水煤漿成漿性能的影響鹽、磺化木質(zhì)素以及石油磺酸鹽、磺化瀝青等本實(shí)驗(yàn)煤牛糞添加劑粘度平均粒度選取了五種陰離子型添加劑,考察不同添加劑對生編號/%&%/mPa·s-1物質(zhì)型水煤漿成漿性能的影響,其結(jié)果如下表3。BA 560.3+0.2781表3不同添加對水煤漿成漿性能的影響0.3+0.2754323,煤牛糞添加劑粘度平均粒度BD560.3+0.2/%&/%0.3+0.2678/mPa·80.5從表4的數(shù)據(jù)上看,通過復(fù)配添加劑制備出的C73327水煤漿成漿性能要明顯優(yōu)于單獨(dú)使用一種添加劑的0.5957效果,而且當(dāng)B、E復(fù)配時,水煤漿的粘度降至最低注:表中&,文章出現(xiàn)的“%”,皆指質(zhì)量百分?jǐn)?shù);678mPa·sl。從結(jié)果上看出適當(dāng)?shù)脑黾犹砑觿┲斜碇小耙弧敝竷x表無法測出數(shù)據(jù),已超出范圍側(cè)鏈甲基的含量對于提高水煤漿的成漿性是有益A-E代表不同水煤漿添加劑的,但是如添加劑的聚合度過大(如D-煤焦油系磺由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,不同水煤漿添加劑對水酸鹽),會使得水煤漿呈脹塑性流體,不利于水煤漿煤漿成漿性能的影響不同,其中B、C兩種添加劑的的成漿。助成漿性最好。其原因,主要因?yàn)橥ㄟ^添加劑在煤3.3添加劑的復(fù)配比例對牛糞/煤復(fù)合水煤漿成漿粒表明的吸附,增加了煤粒表明的動電勢,因而使得性能的影響煤粒之間的靜電排斥力增加,從而增加了漿體的穩(wěn)由于添加劑B與E復(fù)配時,對水煤漿成漿性的定性。在添加劑分子結(jié)構(gòu)特征對水煤漿成漿性能影提高最為明顯,因此為進(jìn)一步提高添加劑的使用效響的諸多因素中,添加劑的磺化度、聚合度和羥值的果,就需要選擇最優(yōu)的復(fù)配比例。在控制添加劑總影響尤為明顯-9。在實(shí)驗(yàn)中選擇的幾種添加劑量為05%,改變B和E的用量,不同復(fù)配比例對水中,B為木質(zhì)素磺酸鹽,屬于多核芳烴聚合物,其單煤漿成漿性的影響如表5所示。體上取代基多為極性基團(tuán),其羥值較高;C為萘磺酸由表5可以看出,當(dāng)BE復(fù)配,且復(fù)配比例為3:2鹽甲醛縮合物,也屬于多核芳烴,其側(cè)鏈為甲醛縮合時,復(fù)配效果達(dá)到最好。物,也是羥基較多的基團(tuán)基團(tuán)的煤漿進(jìn)行性能貴州化工2011年10月6Guizhou ChemicalIndustry第36卷第5期后,與國標(biāo)相比,其結(jié)果如表6。測試,該水煤漿的粘度為678mPa·s-,大大低于水表5復(fù)配比例對水煤漿成漿性能的影響煤漿國家標(biāo)準(zhǔn),可作為普通水煤漿的合格替代品來編號煤牛糞添加劑粘度平均粒度使用/%&/%40.0+0.5參考文獻(xiàn):0.1+0.4[1]張榮曾水煤漿制漿技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,1996:40.2+0.30.3+0.202105-16.[2]魏文瓏,王燦,常宏宏,水煤漿的工業(yè)應(yīng)用進(jìn)展[J]選0.4+0.1779煤技術(shù),2009,(6):74-78BE5640.5+0.089927[3]王共遠(yuǎn),吳國光,李啟輝水煤漿制備技術(shù)的最新進(jìn)展J]能源技術(shù)與管理,2006,(2):57-58表6自制復(fù)合水煤漿的成漿性能[4]張榮曾.水煤漿制漿技術(shù)[M]北京:科學(xué)出版社,1996樣品粒度/μm濃度/%粘度/mPa·s-1[5]李凱年,逯德山畜牧業(yè)環(huán)境污染嚴(yán)重加強(qiáng)治理勢在必自制樣3161678行[J].畜牧獸醫(yī)科技信息,2006(11):6-8從上表可以看出,實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)BE復(fù)配制備的[6]許寧,李志富吳希坤催化合成高聚合度萘磺酸鹽縮水煤漿,成漿性能已到達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn),由此可見,我們合物[J].精細(xì)化工,2003,20(9):538-540選擇的添加劑對生物質(zhì)/煤復(fù)合型水煤漿的成漿性7]吳國光,王曉春,劉炯天水煤漿添加劑NF制漿試驗(yàn)及有明顯的改善,可應(yīng)用于該種生物質(zhì)水煤漿的實(shí)際其效能的研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,34(6)生產(chǎn)中。[8]吳國光郭照冰,武建軍等.恭油餾分合成水煤漿分散劑4結(jié)論的研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報,200,32(6):670673.本文嘗試一種新型環(huán)保型生物質(zhì)水煤漿的制[9]冉寧慶,戴郁著.亞甲基蔡磺酸-苯乙烯磺酸-馬來酸備。通過對影響水煤漿成漿性能因素的考察,成功鹽對水煤漿的分散作用研究[J],南京大學(xué)學(xué)報(自然制備得到一種添加牛糞代替部分煤粉,使用磺化木科學(xué)版),199,35(5):643-647質(zhì)素和亞甲基萘磺酸鈉為添加劑,其添加量分別為10]孫成功水煤漿分散體系中陰離子型分散劑的吸附特性0.3%和0.2%的新型生物質(zhì)水煤漿,通過成漿性能和降粘效應(yīng)[J].燃燒化學(xué)學(xué)報,1995,23(3):248-25Effect of Additives on the Slurry Ability of Coal -waterSlurry with Renewable Biomass WasteFU Cheng-bin, WEI Da-peng, ZHANG Hui, YANG Jie, DONG Yong-gangSchool of chemistry and chemical engineering, Guizhou University, Guiyang, Guizhou 550003, China)Abstract: In this paper, Coal-water slurry was prepared by renewable biomass waste-cow dung. Using freshcow dung to preparing CWs, reduce the usage of coal comparing with normal method. During the preparation, wefound that the kind and usage of additive agent could obviously affect the performance of coal water slurry.Through large experiments, the best composite additives had been gotten, which was 0. 3% lignosulfonate (OT-4)and 0. 2% naphthalenesulfonate-formaldehyde polymer. Under this condition, the viscosity of CWs had been re-duced to678mPa·s-1Key words: additives, coal-water slurry, slurry ability金赤公司1汽輪發(fā)電機(jī)組一次并網(wǎng)發(fā)電成功9月25日9時34分,經(jīng)過長達(dá)近三個月的油系統(tǒng)循環(huán)和主蒸汽管道吹掃隨著金赤公司水汽車間1#汽輪發(fā)電機(jī)組621同期開關(guān)的順利閉合標(biāo)志著25MW1汽輪發(fā)電機(jī)組一次性并網(wǎng)發(fā)電成功1·汽輪發(fā)電機(jī)組成功并網(wǎng)運(yùn)行,是公司試開車工作中的一個重要節(jié)點(diǎn)這意味著水汽車間已基本打通工藝流程具備向后續(xù)生產(chǎn)裝置連續(xù)供水、供汽、供電的能力。