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CN116496818A - 一种适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂及制浆的方法 - Google Patents

一种适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂及制浆的方法 Download PDF

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CN116496818A
CN116496818A CN202310604401.7A CN202310604401A CN116496818A CN 116496818 A CN116496818 A CN 116496818A CN 202310604401 A CN202310604401 A CN 202310604401A CN 116496818 A CN116496818 A CN 116496818A
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slurry
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high salinity
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沈健
黄武
章峻
杨陆涛
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Nanjing Normal University
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Nanjing Normal University
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/24—Organic compounds containing sulfur, selenium and/or tellurium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10L1/326—Coal-water suspensions

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Paper (AREA)

Abstract

本发明公开了一种适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂及制浆的方法，所述水煤浆添加剂是由烷基萘磺酸钠和聚醚磺酸钠按比例复配而成。本发明的水煤浆添加剂克服了传统水煤浆添不适用于高盐度水质的缺点，成功使用该水煤浆添加剂在高盐度水条件下制得高浓度水煤浆；增加了水煤浆的制备和应用范围，克服了高盐废水制浆及在青海湖等淡水资源缺乏的盐湖地区水煤浆制浆困难的缺陷，实现了现有资源的充分利用，具有显著的经济效益和环保意义。采用该添加剂制备的水煤浆流动性好，水煤浆浓度在60～63％，水煤浆粘度为164～827mPa·s。

Description

一种适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂及制浆的方法
技术领域
本发明涉及一种水煤浆添加剂及制浆的方法，尤其涉及一种适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂及制浆的方法。
背景技术
水煤浆作为20世纪70年代石油危机中发展起来的一种新型煤基清洁燃料，旨在替代石油，同时也可作为生产化工产品的合成气原料。
高盐度水主要来源有：一是自然湖泊，高浓度盐水可以在一些自然的盐湖中找到，如死海、盐湖城附近的大盐湖、中国的茶卡盐湖等。这些湖泊因为水分蒸发和盐类矿物质沉积而形成了高浓度的盐水。二是地下盐水：地下含水层中的盐水也可能是高浓度的。这种盐水通常与沉积盆地或地下岩盐层有关，如海水入侵、古海洋沉积或地下岩盐层溶解所形成的含盐地下水。三是工业废水：一些工业过程产生的废水可能含有高浓度的盐分，例如石油和天然气开采、矿山冶炼等。这些废水必须经过处理才能排放，以避免对环境造成严重污染。
如果能将高盐度水与煤粉制成废水水煤浆进行气化或燃烧，一方面可以直接回收利用高盐度水，显著减少生化等废水处理工艺所需的场地和费用；另一方面也降低了制备水煤浆所需的水资源，减小了水煤浆的成本，节省了宝贵的水资源，在缺乏淡水地区具有更大的实际意义。因此，利用高盐度水制备水煤浆是一种高效、经济、环保的废水处理技术。
在水煤浆制备过程中，添加剂虽然在其中所占比例不到1％，但却是水煤浆的重要组成部分，其性能对制得的浆体的特性具有决定作用。煤粉是疏水性物质，无法与水紧密结合。因此，必须加入化学添加剂来改变煤粉颗粒的表面性质，使煤粉颗粒在水中具有更好的分散性能，从而改善浆体的流动性和稳定性。对于高盐度水水煤浆，更需要专门的添加剂或加入方法。
水煤浆分散剂在制浆技术中起着至关重要的作用，然而，现有的分散剂在使用过程中仍存在一些不足之处，比如目前适用的水煤浆添加剂大多只适用于淡水或较低盐度条件下，而针对高盐度水制备水煤浆的添加剂基本上属于空白领域，以上问题严重制约了水煤浆对于高盐度废水的有效利用和在青海、中亚等淡水缺乏地区的应用。因此，开发高盐度水水煤浆分散剂及其加入方法对高盐度水的回收利用和水煤浆技术的进一步拓展应用具有重大意义。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种能提高废水水煤浆的浓度，降低废水水煤浆的粘度，同时实现高盐度水的资源化回收利用的适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂；本发明的另一目的在于提供一种所述水煤浆添加剂用于制备水煤浆的方法。
技术方案：本发明所述适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂，包括烷基萘磺酸钠和聚醚磺酸钠。
优选地，所述烷基萘磺酸钠和聚醚磺酸钠的质量比为1：3～3：1。
本发明所述的水煤浆添加剂在以高盐度水制备水煤浆的方法为：将水煤浆添加剂、干煤粉和高盐度水掺混、搅拌均匀，然后静置，制得高盐度水水煤浆，包括以下步骤：
优选地，所述干煤粉的重量百分比占原料总量的60～63％。
优选地，所述水煤浆添加剂使用量为高盐度水质量的0.2～0.4％。
优选地，所述的高盐度水是指总含盐质量分数在5％及以上的盐水，主要来源有自然湖泊、地下盐水、工业废水等。
优选地，所述搅拌时间为8～10分钟，静置时间为5～6分钟。
优选地，所述高盐度水为使用45gNaCl、5gCaCl2、1000ml去离子水配成的矿化度为5万的模拟盐水。
优选地，最终制得的水煤浆浓度为60～63％，粘度为164～827mPa·s。
发明原理描述：在常规的水煤浆制备过程中，添加剂与煤种，甚至水质、制备工艺等具有一定的适配性，即不同的煤种、水质和制备工艺应选择不同类型的添加剂。采用高盐度水制备水煤浆在添加剂选配方面显然是不一样的，主要原因是由于高盐度水中成分十分复杂且多变，因此有必要对高盐度水制备水煤浆的添加剂进行专门的适配性实验和研究开发。高盐度水中一般含有较多的正价金属离子，会降低成浆性能；因此本发明在常用添加剂萘磺酸钠的基础上添加了聚醚磺酸钠，形成复配的水煤浆添加剂，提高了成浆性能。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：有利于提高废水水煤浆的浓度，降低废水水煤浆的粘度，同时实现高盐度水的资源化回收利用；采用本发明所述添加剂制备的水煤浆流动性好，水煤浆浓度在60～63％，水煤浆粘度为164～827mPa·s。
具体实施方式
实施例1
该实施例中水煤浆复合添加剂成分为：烷基萘磺酸钠、聚醚磺酸钠，质量比为1：3。添加剂用量为高盐度水的0.2％。称取模拟盐水100g、水煤浆复合添加剂0.2g、干燥煤粉150g，搅拌均匀，然后静置，制得高盐度水水煤浆。静置5min后，测量其粘度，观察其流动性。
配置水煤浆使用的高盐度水为实验室使用45gNaCl、5gCaCl2、1000ml去离子水配成的矿化度为5万的模拟盐水。
实施例2
该实施例中水煤浆复合添加剂成分为：烷基萘磺酸钠、聚醚磺酸钠，质量比为1：1。添加剂用量为高盐度水的0.2％。称取模拟盐水100g、水煤浆复合添加剂0.2g、干燥煤粉150，搅拌均匀，然后静置，制得高盐度水水煤浆。静置5min后，测量其粘度，观察其流动性。
配置水煤浆使用的高盐度水为实验室使用45gNaCl、5gCaCl2、1000ml去离子水配成的矿化度为5万的模拟盐水。
实施例3
该实施例中水煤浆复合添加剂成分为：烷基萘磺酸钠、聚醚磺酸钠，质量比为3：1。添加剂用量为高盐度水的0.2％。称取模拟盐水100g、水煤浆复合添加剂0.2g、干燥煤粉150g，搅拌均匀，然后静置，制得高盐度水水煤浆。静置5min后，测量其粘度，观察其流动性。
配置水煤浆使用的高盐度水为实验室使用45gNaCl、5gCaCl2、1000ml去离子水配成的矿化度为5万的模拟盐水。
实施例4
该实施例中水煤浆复合添加剂成分为：烷基萘磺酸钠、聚醚磺酸钠，质量比为1：3。添加剂用量为高盐度水的0.4％。称取模拟盐水100g、水煤浆复合添加剂0.4g、干燥煤粉150g，搅拌均匀，然后静置，制得高盐度水水煤浆。静置5min后，测量其粘度，观察其流动性。
配置水煤浆使用的高盐度水为实验室使用45gNaCl、5gCaCl2、1000ml去离子水配成的矿化度为5万的模拟盐水。
实施例5
该实施例中水煤浆复合添加剂成分为：烷基萘磺酸钠、聚醚磺酸钠，质量比为3：1。添加剂用量为高盐度水的0.4％。称取模拟盐水100g、水煤浆复合添加剂0.4g、干燥煤粉150g，搅拌均匀，然后静置，制得高盐度水水煤浆。静置5min后，测量其粘度，观察其流动性。
配置水煤浆使用的高盐度水为实验室使用45gNaCl、5gCaCl2、1000ml去离子水配成的矿化度为5万的模拟盐水。
实施例6
该实施例中煤浆复合添加剂成分为：烷基萘磺酸钠、聚醚磺酸钠，质量比为1：1。
称取模拟盐水100g、水煤浆复合添加剂0.4g、干燥煤粉150g，搅拌均匀，然后静置，制得高盐度水水煤浆。静置5min后，测量其粘度，观察其流动性。
配置水煤浆使用的高盐度水为实验室使用45gNaCl、5gCaCl2、1000ml去离子水配成的矿化度为5万的模拟盐水。
实施例7
该实施例中煤浆复合添加剂成分为：烷基萘磺酸钠、聚醚磺酸钠，质量比为1：1。
称取100g模拟盐水、水煤浆复合添加剂0.4g、干燥煤粉156.4g，搅拌均匀，然后静置，制得高盐度水水煤浆。静置5min后，测量其粘度，观察其流动性。
配置水煤浆使用的高盐度水为实验室使用45gNaCl、5gCaCl2、1000ml去离子水配成的矿化度为5万的模拟盐水。
实施例8
该实施例中煤浆复合添加剂成分为：烷基萘磺酸钠、聚醚磺酸钠，质量比为1：1。
称取100g模拟盐水、水煤浆复合添加剂0.4g、干燥煤粉163.2g，搅拌均匀，然后静置，制得高盐度水水煤浆。静置5min后，测量其粘度，观察其流动性。
配置水煤浆使用的高盐度水为实验室使用45gNaCl、5gCaCl2、1000ml去离子水配成的矿化度为5万的模拟盐水。
实施例9
该实施例中煤浆复合添加剂成分为：烷基萘磺酸钠、聚醚磺酸钠，质量比为1：1。
称取100g模拟盐水、水煤浆复合添加剂0.4g、干燥煤粉170.3g，搅拌均匀，然后静置，制得高盐度水水煤浆。静置5min后，测量其粘度，观察其流动性。
配置水煤浆使用的高盐度水为实验室使用45gNaCl、5gCaCl2、1000ml去离子水配成的矿化度为5万的模拟盐水。
对比例1～4
依次重复实施例6～9的步骤，不同之处在于所使用的添加剂是烷基萘磺酸钠。
表1为本发明实施例6～9和对比例1～4制备的不同成浆浓度的水煤浆性能对比表，如下所示。
表1
注:流动性A-平滑流动,不间断；B流动不顺畅,有间断；C-不能自主往下流,需借助外力；D-结团现象严重。

Claims (10)

1.一种适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂，其特征在于，包括烷基萘磺酸钠和聚醚磺酸。
2.根据权利要求1所述的适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂，其特征在于，所述烷基萘磺酸钠和聚醚磺酸钠的质量比为1：3～3：1。
3.一种权利要求1所述的适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂用于制浆的方法，其特征在于，该方法为将水煤浆添加剂、干煤粉和高盐度水掺混、搅拌均匀，然后静置，制得高盐度水水煤浆。
4.根据权利要求3所述的适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂用于制浆的方法，其特征在于，所述干煤粉的重量百分比占原料总量的60～63％。
5.根据权利要求3所述的适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂用于制浆的方法，其特征在于，所述水煤浆添加剂使用量为高盐度水质量的0.2～0.4％。
6.根据权利要求3所述的适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂用于制浆的方法，其特征在于，所述搅拌时间为8～10分钟，静置时间为5～6分钟。
7.根据权利要求3所述的适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂用于制浆的方法，其特征在于，所述高盐度水为使用45gNaCl、5gCaCl2、1000ml去离子水配成的矿化度为5万的模拟盐水。
8.根据权利要求3所述的适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂用于制浆的方法，其特征在于，所述高盐度水是指总含盐质量分数在5％及以上的盐水。
9.根据权利要求3所述的适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂用于制浆的方法，其特征在于，所述高盐度水来自自然湖泊、地下盐水或工业废水。
10.根据权利要求3所述的适用于高盐度水制浆的水煤浆添加剂用于制浆的方法，其特征在于，所述水煤浆浓度为60～63％，粘度为164～827mPa·s。
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