東媒系舯技015年第5期水煤漿的制備及特性研究張盛剛(山東公信安全評價有限公司,山東棗莊277100)摘要實驗以棗莊煙煤和無煙煤為原料,滎丙烯酰胺為穩(wěn)定劑,木質(zhì)素磺酸鈉為分散劑,采用干法制漿制備水煤漿樣品分別考察了煤粉濃度、恒溫溫度、剪切速率、煤炭種類、級配技術(shù)等工藝參彀對水煤漿粘度和穩(wěn)定性的影響。結(jié)論為:在煤粉比例為3:1(即210目的煤粉占75%,60目的煤粉占25%,固相含量約為55%,恒溫溫度為30℃時,制得的水煤漿恰好具有符合工業(yè)條件的黏度值。關(guān)鍵詞水煤漿制備水煤漿特性粘度中圖分類號TQ51743文獻標識碼Bdoi:10.3969/jssn.1005-2801.2015.05.90Study on preparation and properties of coal water slurryZhang shengShandong public security evaluation Co. Ltd, Shandong Zaozhuang 277100)Abstract: Taken the Zaozhuang bituminous coal and anthracite as experimental raw material, polyacrylamide as agnosulfonate as ad the coal water slurry sample studied the effect of pulverized coal concentration, temperature, shear rate, coal types, gradation technologyparameters on the viscosity and stability of coal water slurry. Conclusion: in the pulverized coal ratio was 3: 1 (210to 60 coal accounted for 75%, coal accounted for 25% to aboutsolid content, temperature is 30 C, water coalslurry prepared just conforms to the industrial conditions of viscosityKey words: coal water slurry preparation the characteristics of coal water slurry viscosity水煤漿是重要的清潔能源,它是20世紀70年表1所用煤樣的工業(yè)分析表代興起的煤基液態(tài)燃料,用于代油和代煤都有著很煤樣名稱 Md Au Darc.好的節(jié)能和環(huán)保效益1。水煤漿粘度和穩(wěn)定性對棗莊煙媒134383297315131287其輸送和使用有很大的影響。為此以棗莊煙煤和無棗莊無煙煤2.131161364484.285.331.58796煙煤為原料,聚丙烯酰胺為穩(wěn)定劑,木質(zhì)素磺酸鈉12實驗主要試劑及設(shè)備(表2、表3)為分散劑,采用干法制漿制備水煤漿樣品,分別考表2實驗所用的主要試劑試劑名稱級別技術(shù)指標主要用途察了煤粉濃度、恒溫溫度、剪切速率、煤炭種類聚丙烯分析純分子量:500萬以上水解度:懸浮劑、增稠級配技術(shù)等工藝參數(shù)對水煤漿粘度和穩(wěn)定性的影酰胺(AR)≤30%,固體含量≥90%劑、絮凝劑分散劑、降粘響酸鈉(AR)PH值9,氯025%,水5%劉、強劑實驗部分表3實驗所用的主要設(shè)備設(shè)備名稱生產(chǎn)廠家1.1實驗原料密封錘式破碎機KERP-180X150B鎮(zhèn)江市科瑞制樣設(shè)備有限公實驗原料為棗莊煙煤和無煙煤,有關(guān)棗莊煤(未振動磨樣機XZM-100武漢柏杉機械有限公司經(jīng)過任何處理)的煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)見表1電子天平F0B上海精密科學(xué)儀器有限公司電動攪拌機76-1型上海標本模型廠制造水煤漿粘度NXS-4C型收稿日期2015-01-291.3實驗流程作者簡介張盛剛(1978-)男,本科學(xué)歷,工程師,2010年畢業(yè)于山東科技大學(xué)安全工程專業(yè),現(xiàn)在山東公信安全評價有限在對煤資源進行分析評價的基礎(chǔ)上,使用實驗公司工作。室現(xiàn)有的設(shè)備選擇合適的水煤漿制漿工藝,以煙煤015年第5期山京媒,技和無煙煤為原料,把煤破碎、磨碎、過篩工序即可為55%、添加劑為聚丙烯酰胺和木質(zhì)素磺酸鈉各得到適當(dāng)粒徑的煤粉,具體過程如圖1所示0.5%、恒溫溫度為30℃、不同的剪切速率下測量水水添加劑煤漿的黏度變化,然后得到相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)。實驗一]千數(shù)神樣]一故→水產(chǎn)結(jié)果如圖4所示圖1實驗流程圖2實驗結(jié)果分析實驗取用的煤樣為棗莊煙煤和無煙煤,磨碎成粉后,選用60和210目的煤渣粉,用聚丙烯酰胺和木質(zhì)素磺酸鈉為添加劑,來制備活水煤漿樣品在制備水煤漿的過程中,影響水煤漿特性的因素有很多,在實驗中,主要承擔(dān)了研究恒溫溫度、煤炭種類、水煤比、剪切速率以及級配技術(shù)對制得的水圖4剪切速率對水煤漿粘度的影響煤漿的黏度和穩(wěn)定性的影響。從圖4可以看出,隨著剪切速率的增加,水煤2.1恒溫溫度對水煤漿粘度的影響漿的黏度也會跟著逐漸降低,符合“剪切變稀”理論。所用的煙煤煤粉粒度均為210目,攪拌時間均在D=30s之前水煤漿的黏度下降的速度比較明顯,為10mim,添加劑為聚丙烯酰胺和木質(zhì)素磺酸鈉(各即在D=30s之后水煤漿的黏度下降的速度變的比0.5%,然后放入水煤漿粘度計中分別在25℃、較平緩30℃、35℃的情況下恒溫10min,根據(jù)兩種剪切速23煤炭的種類對水煤漿粘度的影響率測定溫度對水煤漿粘度的影響,溫度不同時的水采用相同溫度、相同的添加劑的種類和比例以煤漿樣品的黏度變化如圖2和圖3所示。及相同的煤粉固相含量來比較煙煤和無煙煤隨著剪切速率的提升所表現(xiàn)出來的變化差別,所得的數(shù)據(jù)如圖5所示D10D10趙架嶄1.無煙煤的變化曲線燃架長2.熠煤的變化曲線圖2溫度對水煤漿粘度圖3溫度對水煤漿粘度的影響變化(D=10s)的影響變化(D=100/s)一般地,升高溫度會使水煤漿的流動性提高。Roh的研究結(jié)果表明21,水煤漿的黏度會因溫度的升高而降低,即提高水煤漿的溫度有利于漿的輸送。圖5煤炭的種類對水煤漿粘度的影響溫度的影響還與溫度所在范圍有關(guān)。 Sandra的研究由圖5可以看出,在其它工藝指標固定的情況結(jié)果表明3,在溫度低于100℃時,水煤漿粘度隨下,煙煤制備的水煤漿的黏度在相同的剪切速率下溫度的升高而降低,在溫度高于100℃時則呈現(xiàn)相低于無煙煤制備的水煤漿的黏度。反趨勢4。24水煤漿的濃度對水煤漿粘度的影響在剪切速率不變的情況下,水煤漿的黏度都隨在煙煤的粒度為210目,恒溫溫度為30℃下著溫度的升高而降低,這也符合Roh的硏究結(jié)果;分別配出不同濃度的水煤漿,然后放入水煤漿粘度如圖2、圖3所示,分別在D=10s-和D=100s的計中,經(jīng)不同的剪切速率,然后測定出不同粘度的情況下,水煤漿的黏度隨著溫度的升高逐漸降低,水煤漿在不同剪切速率下的變化趨勢,如圖6。這也符合 Sandra在溫度低于100℃的研究結(jié)果。由圖6可以看出,隨著剪切速率的增加,水煤22剪切速率對水煤漿粘度的影響漿的黏度都是下降的。但是在同一剪切速率下,隨同樣以210目的原煤為原料,在水煤漿的濃度著水煤漿濃度的增加,水煤漿的黏度也會跟著上升。20東媒系舯技15年第5期表4水煤漿的穩(wěn)定性煤樣濃度目測流動性粘度(D=100s)析水率(mPas1.固相含量為60%時的粘度變化煙煤7562.固相含量為59%時的粘度變化煙煤無煙煤|5520無煙煤目測流動性級別說明:A級,稀流體,流動連續(xù)平滑不間斷;B級,稠流體,流動較連續(xù),流體圖6不同濃度對水煤漿粘度的影響表面不光滑;C級,借助于外力才能較好地流動2.5級配技術(shù)對水煤漿粘度的影響D級,泥狀不成漿,不能流動。般地,為提高煤炭的燃燒效率,煤粒應(yīng)達到3結(jié)論定的細度。一般要求粒度上限為300μm,其中<200網(wǎng)目(74um)的含量≥75%。以210目和60本實驗選用棗莊的煙煤和無煙煤為原料,在采目的兩種無煙煤粉為原料,比例為75%級配出實驗用添加劑為05%液相百分比)聚丙烯酰胺的穩(wěn)定所用的煤粉原料。在恒溫溫度為30℃,無煙煤煤粉劑和09%(液相百分比)木質(zhì)素磺酸鈉的分散劑固相含量為5%下,級配出所需的水煤漿樣品,然攪拌時間為 1 Omin的情況下,得出無煙煤混配之后測出級配和未級配的水煤漿樣品隨著剪切速率的后的水煤漿的效果更好。一般的,恒溫溫度升高、增加水煤漿粘度的變化趨勢,如圖7所示。剪切速率的增加水煤漿的黏度會隨之降低;其它工藝條件相同的情況下,級配得到的水煤漿的黏度低于未級配得到的水煤漿。但是考慮到成本,僅以煙1未級配的水煤漿粘度變化煤作為對象,利用最佳的級配技術(shù)和水煤漿的恒溫2級配的水煤漿粘度變化溫度,采用水煤漿粘度計來測量水煤漿樣品的黏度值,并根據(jù)剪切速率為100s、水煤漿粘度低于120 OmPas來作為評價水煤漿性能的指標。本實驗得出的結(jié)論為:在煤粉比例為3:1(即210目的煤粉占75%,60目的煤粉占25%),固相含量約為圖7級配與未級配的水煤漿粘度變化55%,恒溫溫度為30℃時,制得的水煤漿恰好具有通過對比可以看出,水煤漿的級配技術(shù)大大降合工業(yè)條件的黏度值。低了水煤漿在固定濃度下的黏度,也就間接證明了【參考文獻】級配技術(shù)有利于提升水煤漿的流動性。1]杜小茹,李光美,黃欣,等,水煤漿技術(shù)以及難煤粉的粒度分布會影響水煤漿的穩(wěn)定性、流變制漿煤種成漿性的提高途徑[J].煤炭轉(zhuǎn)化,性及燃燒特性。煤粉過細,水煤漿的比表面積就越2010(1):176-177大,影響成漿性;煤粉過粗雖然成漿性較好,但是[2] Woskoboen ko, Fedir, Siemon, et al. Rheology of穩(wěn)定性比較差。所以,要選擇合適的煤粉粒度比例。Victorian Brown Coal Slurries: 1. Raw Coal water2.6各項指標對水煤漿穩(wěn)定性的影響[J].Fue,1987(9):1299-1304取210目的煙煤和無煙煤作為煤樣,恒溫溫度「3] Sandra V, Rolando b, Monica m,eta! Rheology of為30℃,添加劑均為0.5%的聚丙烯酰胺穩(wěn)定劑和coal water mixtures containing petroleum coke [J I0.5%的木質(zhì)素磺酸鈉分散劑。分別混配出煤粉含量Fuel,1996,75(3):259-261.為55和60%的水煤漿樣品,測定出固定剪切速率4]代淑蘭,陳良勇,代少輝,水煤漿的流變特性研的水煤漿粘度后,靜置48h后觀察水煤漿的穩(wěn)定性究進展[J].鍋爐技術(shù),2010(3)以及計算各自的析水率。所得實驗數(shù)據(jù)如表4所示。析水率:析水率析水高度水煤漿原始高度