RU1838385C - Водоугольна суспензи и способ ее получени - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : водоугольна  суспензи  содержит 68.0-72,0 мае.% мелкодисперсного угл  с размером частиц не более 250 мкм; 0,4-0,7 мас.% диспергатора - продукта полиэтоксилировани  сополимера стирола с аллиловым спиртом и до 100 мас.% воды. Суспензию получают предварительным сухим размолом угл  максимального размера частиц 3 мм, последующим мокрым измельчением части дробленого угл  до размера угольных частиц 7,9-8,4 мкм в присутствии диспергатора, добавлением остальной части дробленого угл  к полученной суспензии и гомогенизацией суспензии в смесителе. 2 с.п.ф-лы, 7 табл.

Description

СО

С

Данное изобретение относитс  к устойчивым , способным перекачиватьс  концентрированным суспензи м, содержащим стабилизирующую и сжижающую присадку. Цель изобретени  заключаетс  в преодолении недостатков, характерных дл  существующих технологий, о которых вкратце сказано выше.

Поставленна  цель достигаетс  водо- угольной суспензией содержащей мелкодисперсный уголь с размером частиц не более 250 мкм, диспергатор-продукт полиэтоксилировани  сополимера стирола с ал- лиловым спиртом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Уголь68,0-72,0, Диспергатор 0,4-0,7 Вода 90-100

а также способом получени  этой суспензии , включающим следующие стадии:

а) предварительный сухой размол угл  с получением предварительно размолотого угл  с максимальным размером частиц около 3 мм;

в) влажный размол части предварительно размолотого угл , проводимый в присутствии стабилизирующей и сжижающей присадки, с получением водной дисперсии микрочастиц угл , размер которых 7,9-8.4 мкм;

с) добавление остальной части предварительно размолотого угл  к указанной дисперсии и получение целевой дисперсии окончательным размолом, возможно с последующей стадией гомогенизации полученной смеси.

00

со

00 00 00 О

со

Дл  получени  суспензий изобретени  могут быть использованы любые типы углей как низкого, так и высокого качества, бурые угли, битуминозные угли, антрацит, возможно подвергнутые предварительной обработке с целью удалени  инертных компонентов (обогащение).

В любом случае получают водные дисперсии с высоким содержанием угл , устойчивые при хранении в течение времени, достаточного дл  их промышленного использовани , и достаточно текучие дл  перекачки с помощью насосов по трубам.

Нижеследующие экспериментальные примеры иллюстрируют изложенное без ог- раничени  изобретени .

П р и м е р 1. Получение сжижающей и стабилизирующей присадки.

Используют два вида сополимера сти- рол-аллиловый спирт, а именно:

А. Сополимер стирол-аллиловый спирт со средней мол.м. 1150 и содержанием гид- роксильных групп 7,5 мас.%.

В. Сополимер стирол-аллиловый спирт со средней мол.м. 1500 и содержанием гид- роксильных групп 6 мас.%.

Присадку получают по следующей методике .

В автоклав емкостью 1 л. снабженный магнитной мешалкой и вводами дл  окиси этилена и азота, оболочкой дл  термометра, манометром и предохранительным клапаном , загружают один из указанных сомоно- меров стирол-аллилового спирта в смеси с гидроксидом кали  (титр 86%) в мел ко помо- лотом виде и в количестве 1-1:2 части по массе на каждый 100 ч по массе сополимера стирол-аллиловый спирт.

Автоклав герметизируют, промывают азотом и перемешивают с повышением температуры до 150°С. В течение примерно 120 мин в автоклав подают окись этилена в количестве, соответствующем тому, которое хот т св зать с гидроксильными группами. В течение этого времени наблюдаетс  по-1 вышение температуры в пределах 165- 175°С. После окончани  прибавлени  окиси этилена реакцию продолжают еще 60 мин, затем автоклав охлаждают и извлекают продукт реакции, который используют без дальнейшей очистки в качестве присадки дл  дисперсий угл  в воде.

В этой реакции выходы в пересчете на подаваемую окись этилена всегда были выше 99%. Получены следующие присадки, дл  которых ниже приводитс  среднее число вступивших в реакцию молекул окиси этилена на каждую- гидроксильную группу использованного сополимера стирол-аллиловый спирт.

Присадки А-1-А-6 получены на основе сополимера стирол-аллиловый спирт, обозначенного как сополимер А, а присадки В-1-В-5 получены на основе сополимера стирол-аллиловый спирт, обозначенного выше как сополимер В.

С целью изучени  полученных присадок приготовлены водные дисперсии углей,.содержащие одну из приведенных присадок, дл  которых проведено измерение в зкости при нескольких градиентах скорости. В зкость определена с помощью ротационного вискозиметра модели HAAKE RV 12, снабженного датчиком MVI и измерительной головкой М 500.

Более подробно. В стакан емкостью200 мл отвешивают 70 г образца угл , размолотого по.данным гранулометрии до размера частиц ниже 250 мкм. Затем добавл ют водный раствор испытуемой присадки с получением смеси следующего состава, мас.%: уголь 68-70, присадка 0,5, вода остальное.

Смесь перемешивают мешалкой с двум  металлическими лопаст ми сначала 1 мин при скорости 650 об/мин, затем -2 мин при скорости 1200 об/мин.

Полученную дисперсию ввод т во внешний измерительный цилиндр, температуру в котором поддерживают 20°С, выдерживают 3 мин, после чего измер ют напр жение сдвига при различных градиентах скорости (0-150 ).

Полученные экспериментальные данные ввод т в уравнение Оствальда:

r K-jn. где т - напр жение сдвига. Па;

К - индекс плотности, Па с; у-градиент скорости, п - индекс ньютоновской в зкости, или. в уравнение Бингхема:

То + У + /в.

где т- напр жение сдвига, Па; То- порог текучести, Па;

.у- градиент скорости, г} в - пластическа  в зкость, Па- с.

Дл  каждой пары значени  гну значени  К и Г) (уравнение Оствальда) То И т; в (уравнение Бингхема) рассчитывают по линейной регрессии, приведенной в нижеследующих таблицах. Кроме того и тех же таблицах приведены значени  кажущейс  в зкости (tj арр) (в Па с) при градиентах скорости 30, 60, 100 и 150 .

П-р и м е р 2. Используют колумбийский уголь, который дает следующие результаты анализа (в пересчете на сухое вещество):

Летучие вещества 36,11%

Зола 9,69%

Фиксированный углерод (по разнице), 54,21% масс.

Уголь размолот дл  следующего конечного состо ни  (гранулометри ):

Согласно приведенной методике получают дисперсии угл , содержащие 68,5 мае.% размолотого угл  и 0,5 мае. % присадки , а остальное количество приходитс  на воду. Результаты исследовани  полученных дисперсий приведены в табл. 1.

П р и м е р 3. Используют польский уголь, анализ которого дает следующие результаты (в пересчете на сухое вещество): 0 Летучие вещества30,5%

Зола9,87%.

Фиксированный углерод

(по разнице)59,98 мас.%

Угрль размолот до конечного состо ни  5 (гранулометри ) такого же, что в примере 2.

По приведенной методике получают дисперсии, содержащие 70 мас.% размолотого угл  и 0,5 мас.% присадки, а остальное количество приходитс  на воду. Результаты 0 исследовани  дисперсий приведены в табл. 2,

П р и м е р 4. Используют русский уголь, анализ которого дает следующие результа- 5 ты (в пересчете на сухое вещество):

Летучие вещества37,63%

Зола15,32%

Фиксированный углерод

(по разнице)47,05 мас.%

Уголь размолот до конечного состо ни  (гранулометри ) такого же, что в примере 2.

По приведенной методике получают дисперсии, содержащие 68 мас.% угл  и 0,5 мас.% присадки, а остальное количество 5 приходитс  на воду. Результаты исследовани  дисперсий приведены в табл. 3.

П ри ме р5.

Используют южно-африканский уголь, анализ которого дает следующие результа- 0 ты:

Летучие вещества28,96%

Зола :12,94%

Фиксированный углерод

(по разнице)58,11 мас.% 5 Уголь размолот до конечного состо ни  (гранулометри ) такого же, что в примере 2.

По приведенной методике получают дисперсии, содержащие 70 мас.% угли и 0.5 мас.% присадки, а остальное количество 0 приходитс  на воду. Результаты исследовани  дисперсий приведены в табл. 4.

В табл. 1-4 значени  кажущейс  в зкости ( тарр) дисперсий приведены в мПа нри указанных градиентах скорости. Из приве- 5 денных значений в зкости можно сделать вывод о том, что неионна  присадка изобретени   вл етс  хорошей ожижающей присадкой дл  всех типов использованных углей.

П р и м е р 6. Польский уголь примера 3 подвергают предварительному сухому размолу с целью получени  чЗстиц с максимальным размером 3 мм.

Получают смесь указанного предварительно размолотого угл  (52,6 мас.%, воды (46,4 мас.%) и присадки (1 мас.%).

Полученную смесь подвергают влажному размолу с использованием следующих загрузок при размоле:

3,2 кг стальных шариков по AISI 420, диаметр 31,75 мм

4,8 кг стальных шариков по AISI 420, диаметр 25,

3,2 кг стальных шариков по AISI 420, диаметр 12,7 мм

4,8 кг стальных шариков по AISI 420, диаметр 9,53 мм

Размеры мельницы (внутренние) 240 х 203 мм.

Размолу подвергают 1,8 кг смеси приведенного состава при скорости вращени  мельницы 60 об/мин.

Размол провод т периодическими загрузками по 2 ч до снижени  среднего диаметра частиц угл  до 8,4 мкм.

Дл  полученных в результате дисперсий определ ют показатели, приведенные в табл. 5.

Пример 7. Испытани  провод т по методике примера 6, но с использованием присадки В-3. Получают водные дисперсии со средним размером частиц угл  8,4 мкм, характеристики полученных дисперсий приведены в табл. 5.

Примерв. Испытани  провод т по методике примера 6, но с использованием присадки А-6. Получают водные дисперсии со средним диаметром частиц угл  7,9 мкм, характеристики полученных дисперсий приведены в табл. 5.

П р и м е р 9. Испытани  провод т по методике примера 6 с использованием присадки А-1. Получены данные дисперсии со средним диаметром частиц угл  8,3 мкм, характеристики полученных дисперсий приведены в табл. 5.

П р и м е р 10. Использовали польский уголь того же состава (в расчете на сухое вещество), что и в первоначальном примере 3.

Этот уголь измельчали до части того же размера, что в первоначальном примере 2.

Суспензию готовили таким же образом, как изложено в первоначальных примерах.

Приготовленные суспензии содержали 68 или 72 мас.% измельченного угл  и 0.5 мас.% присадки (остальное приходилось нэ воду).

Характеристики суспензий приведены в табл. 6.

Использовали польский уголь того же состава (в расчете на сухое вещество), что в первоначальном примере 3. Уголь измельчали до частиц того же размера, что в первоначальном примере 2.

Готовили суспензии, содержавшие 70 мас.% угл  и 0,4 или 0,7 мас% присадки (остальное до 100% приходилось на воду). Характеристики суспензий приведены в

0 табл.7.

Из приведенных данных видно, что используемые на стадии размола присадки изобретени  позвол ют получать водные дисперсии микроизмельченного угл , отли5 чающиес  стабильностью и достаточной текучестью .

Такие дисперсии могут быть смешаны с предварительно размолотым углем, предпочтительно в отношении по массе микро0 измельченного угл  к предварительно размолотому углю пор дка 40/60 и полученна  смесь может быть подвергнута окончательной обработке в булавочной дробилке в течение нескольких минут с последующей

5 стадией гомогенизации внутри смесител .

В результате получают концентрированные водные дисперсии угольных частиц, отличающиес  однородностью, стабильностью и текучестью.

Claims (2)

1. Водоугольна  суспензи , содержаща  мелкодисперсный уголь, диспергатор и воду, отличающа с  тем, что суспензи  содержит в качестве мелкодисперсного угл  5 уголь с размером частиц не более 250 мкм и в качестве диспергатора она содержит продукт полиэтоксилировани  сополимера стирола с аллиловым спиртом при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0 уголь- 68,0-72,0;

диспергатор -- 0,4-0,7;

вода - до 100.

2. Способ получени  водоугольной суспензии путем предварительного сухого раз- 5 мола угл  -с получением дробленого угл , - последующего мокрого измельчени  -части дробленного угл  в присутствии диспергатора с получением мелкодисперсного угл , добавлением остальной части дробленного 0 угл  к полученной суспензии и гомогенизации полученной суспензии в смесителе, о т- личающийс  тем, что уголь дроб т до максимального размера частиц 3 мм и мокрое измельчение осуществл ют до размера 5 угольных частиц 7,9-8,4 мкм с получением суспензии при следующем соотношении компонентов, мас.%:

уголь- 68,0-72,0; диспергатор ц - 0.4-0,7; вода -до 100.

Таблица 1

Та б лица 2

Таблицу 3

Таблица4

Таблица 5