聚羧酸系列水煤浆添加剂的合成及性能研究

COAL PREPARATION TECHNOLOGY文章编号:1001-3571200704-037-03聚羧酸系列水煤浆添加剂的合成及性能研究吴晓华,朱书全,茅晔辉,周玲蛛,解维伟,任冠桥(中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083)摘要:试验合成了一种新型的聚羧酸系列水煤浆添加剂。文章考壹了该添加剂对双鴨山原煤、屯留蝶泥、路宁原煤、常村煤泥的成浆效果,并与目前工业上已经应用威熟的幕系添加剂作了对比。果表明,聚羧酸系列添加剂在提高威浆浓度和降低添加剂用量方面明显优于蔡系添加剂关键词:聚羧酸;水煤浆;分散剂;成浆浓度;添加剂用量中图分类号:0632文标识码:A目前,水煤浆技术因其在能源、环境、经济方聚乙二醇和浓硫酸在一定温度下反应一段时间,合面的优势,已经在我国得到大面积应用。要制备优成聚乙二醇乙酸单酯,再加入适量的丙烯酸,在适良的水煤浆,添加剂是关键宜的温度下反应一定时间,即得实验所用的聚氧乙已有和正在开发的水煤浆添加剂有:高缩烯链大分子单体。合度藜磺酸缩合物;丙烯酸与其他丙烯酸单体共1.2聚羧酸系列水煤浆添加剂的合成聚,分子量控制在一定的范围;聚烯烃系列;木质将1份大分子单体、10份丙烯酸按单体浓度素磺酸盐;腐殖酸盐及磺化腐殖酸盐系列;羧酸盐为0.6-0.7mo/1加入到水溶液中,同时加入与及磷酸盐系列;非离子分散剂;环氧乙烷系列表面单体等量的异丙醇;待体系温度到85~90℃时活性剂等等。用量大、普适性差、稳定性不好是现滴加配置好的55份苯乙烯磺酸钠水溶液和占单体有水煤浆添加剂存在的问题。总量4%的过硫酸钾溶液,控制时间在1h内滴完聚羧酸系列高分子添加剂结构灵活,可以根据然后,升高温度到95-100℃,保温Ih,调节pH实际需要,改变其分子量、分子结构,从而能够广值在9-11之间,即得聚羧酸水煤浆添加剂泛用于水泥减水剂、洗涤剂添加剂、涂料及油墨中其分子结构如图1所示颜料分散剂1。本试验合成了一种新型的聚羧酸系列水煤浆添加剂。1聚羧酸系列添加剂的合成1.1聚氧乙烯链大分子单体的制备COOCH-CHKCH, CH-OhzCH- CH.ooCCH,采用乙酸保护羟基法,先将适宜配比的乙酸吴晓华(1981-),女,山西琶阳入,中国矿大学SO, Na在读娜士研究生,研究方:达净娱凌术。联系电话图1蹶羧酸系列添加剂的结构图““+中中+中“十中““中+““[3]栾兆坤,无机高分子絮凝剂聚合氯化铝的基理论的试验研究及其应用[]·能源环境保护,2003与应用研究[D],北京:中国科学院生态环境研PAC与PAM复合累凝剂处理矿井[4 0. Melia, CRI Coagulationin waste中国煤化工炭科学技术,200,94(4);8In The seientific Rasis of Flocculationries, ives, K I, Ed, Sijthoff andHCNMHG流凝过程机理研究及其物理模型den Rije, Netherlands, 1978.[冂,选煤技术,2003,(5):3-7.5]谢广元,选矿学[M].徐州:中国矿业大学出版[9]湛含辉,张晓琪,混凝机理及其试验研究[]·矿[6]刘立民,连传杰,高拱闹,等,矿井水电化学特207年8月25日1.3聚羧酸系列添加剂的性能测试1试验用添加剂的基本性质本试验选用合成的三种添加剂与现在已经工业添加剂名称态浓度/P值化应用的萘系添加剂,对双鸭山原煤、屯留煤泥KY3J4B棕黄色固体粉末籥宁原煤、常村煤泥四种煤作成浆试验。添加剂的xn棕黄色固体粉末基本性质、四种煤的元素分析以及工业分析具体数据如表1~表3所示070423棕红色液体10.329-1107042401棕红色液体12.289-11表2四种煤的元素分析气干燥基w日/%8.96.23表3四种煤的工业分析屯留煤泥0817.2368.6283.610.21470.2165宁原煤常村煤泥6.9711.8211.9272.5080.31330.31602结果与分析喪4药剂筛选试验的条件2.1药剂的筛选试验煤样设定浓度/%添加剂用量/%试验共涉及萘系添加剂与案丙烯酸系列添加剂各三种,基本性质如表1所示,并根据不同的煤屯留煤泥74种,选择合适的浓度、添加剂用量(以吨干煤的宁原煤6988.86质量百分数计)与粒度分布制浆,具体条件列于常村煤泥4表4,成浆结果见表5表5药剂筛选成浆试验结果双鸭山原煤常村煤泥药剂名称实测浓度/黏度/实测浓度/度/实测浓度/黏度/实测浓度/黏度taPa·SmPa·s719.92KY334B29.16>2000672.0870423622,72由表5可以看出,对双鸭山原煤和屯留煤泥成列添加剂各一种,在表6所示的条件下制浆,观察浆结果较好的是KY334A和07042401;对路宁原水煤浆的浓度与黏度的变化,如图2所示煤效果较好的是KY334A和070421;对中国煤化工童试验条件聚羧酸系列添加剂在设定浓度下都能剂用量/%<0.074mm含量效果最好的是070421,萘系添加剂所CNMHGOS大于2000mPa·8,观察所制备的水煤浆,可以选屯留煤泥05择KY334A2.2成黎浓度常村煤泥对四种煤分别用上述筛选出的粪系和聚羧酸系吴晓华等:聚羧酸乐列水煤浆添加剂的合成及性能研究2007年8月25日种药剂的添加剂用量特点是,随着恭系添加剂用量增加,水煤浆黏度明显降低,而聚羧酸系列鋈加剂用量对水煤浆黏度的影响并不大。对于潞宁原煤萘系与聚羧酸系列添加剂用量为0.4%-0.5%时均可制成黏度较低的水煤浆。对于屯留煤泥,萘系添加剂用量为0.3%时,水煤浆的黏度为1970.71mPa·s,已经远远大于可以工业燃烧的水煤浆的黏度;聚羧酸系列添加剂在添加剂用量0.25%时水煤浆的黏度为903.31mPa·s。浓度图2四种煤成浆浓度试睑结果由图2可以看出:所有的水煤浆的黏度都是随着浓度的提高面增大。在给定条件下,对于常村煤泥,萘系添加剂的最高浓度为72%,此时水煤浆的黏度为1014.86mPa·s;聚羧酸系列添加剂在浓度76.45%时,黏度为1340.95mPa·s。对于双800鸭山原煤,恭系添加剂在浓度66%时,能呈现很好的成浆效果,浓度为68%时,黏度为020300.4505097462mPa·s;聚羧酸系列添加剂最高成浆浓度为70.15%,黏度为1454.17mPa·s。对于酪宁原图3四种煤添加剂用量成浆试验结果煤,在添加剂浓度均为69%时,恭系添加剂所成2.4不同系列潘加剂的比较水煤浆的黏度为1764.96mPa·s,聚羧酸系列添横向比较图2两个系列添加剂对四种煤的成浆加剂所成水煤浆的黏度为617.07mPa·s。对于屯果,可得:在相同浓度、添加剂用量下,聚羧酸留煤泥,萘系添加剂成浆的最高浓度为75%,此系列水煤浆添加剂成浆的黏度均比系添加剂要时,黏度为810.91mPa·s;聚羧酸系列添加剂在低。而且,聚羧酸系列添加剂的最高成浆浓度也比浓度为76%时黏度为1215.62mPa·sa养系添加剂要高。所以,与萘系添加剂比较,聚羧2.3添加剂用量酸系列添加剂在提高水煤浆的浓度方面具有优势。用筛选出的药剂分别对双鸭山原煤、屯留煤图3结果显示,对常村煤泥和屯留煤泥,聚羧酸泥、潞宁原煤、常村煤泥在表7所示条件下制备水系列添加剂比券系添加剂在用量方面分别降0.1个煤浆,添加剂用量与黏度的关系如图3所示。百分点和0.05个百分点。同时,对于这四种煤,在表7添加剂用量试验条件相同条件下,聚羧酸系列添加剂成浆黏度均比系添加剂要低。此外,还可以得出,与蔡系添加剂相设定浓度/<0.074mm含量/%双鸭山比,聚羧酸添加剂随着添加剂用量的增加,水煤浆黏度变化不是很明显,即一成浆后,再通过改变聚羧酸系列添加剂用量来降低水煤浆黏度意义不大。常村煤泥由图3可知,大多数的水煤浆的黏度都是者3结论添加剂用量的增加而降低。在表7的条中国煤化工了新型的聚羧酸系列水煤浆常村煤泥,聚羧酸系列添加剂在用量水煤浆的黏度687.61mPa·5;蔡系添CNMHG酸系列添加剂对双鸭山0.3%,不能制成水煤浆,在添加剂用量为0.4%屯留、齋宁、常村四种煤进行了成浆试验。结果表时,黏度为1306.57mPa·s。对于双鸭山煤,在明:对这四种煤,聚羧酸系列添加剂都能制成优质添加剂用量为0.3%-0.5%时,萘系与聚羧酸系的高浓度水煤浆,最高成浆浓度分别为70.15%列添加剂均可以制成符合工业要求的水煤浆,这两76%、69%、76.45%,而萘系添加剂的最高成浆算4期No 42007年8月COAL PREPARATION TECHNOLOCY文章编号:100-3571(2007)04-0040-03利用过滤理论优化带式真空过滤机的设计李佰云,李万华(1,炭科学研究总院唐山研究院,河北唐山063012;2.河北旅游职业学院,河北承德067000)摘要:通过过滤理论的探讨,根据带式真空过滤杋的作业条件,简化了过滤方程,分析了影响过滤效果的因素,并结合理论分析,迷行了优化设计,使之达到最佳过滤效果,实現了最经济的运行成本关键词:水平带式真空过滤机;优化设计;过滤理论中图分类号;TD946.22文献标识码:A水平带式真空过滤机是使过滤悬浮液在真空箱发挥真空过滤机的优势。的真空吸力作用下,通过真空箱上面同步运行的水平胶带和滤布截留固相物料,排出液相流体的一种1过滤理论固液分离设备。它广泛应用于化工、医药、食品从微观学角度看,固体颗粒从悬浮液中分离出矿山及环保等行业。水平带式真空过滤机与来是一种较为复杂的固液分离过程。在生产实践盘过滤机、滚筒过滤机相比,具有一些不可替代中,应用经验公式进行分析即可达到研究的目的。的特点。水平带式真空过滤机按有无过滤胶带分为将粘度为的悬浮液中的固体全部截留于过滤介质水平胶带式和水平布带式;按其真空箱周定型式分表面,在过滤过程中,根据Drey过滤方程有为固定真空箱式和真空箱往复移动式。由于固定真KA△PQ空箱式优于往复移动式,因此,国内外都大力发展固定真空箱式平带过滤机。为适应现代化生产的需式中:Q为滤液流量,m/s;A为过滤面积,m2;为常要和物料性质不同,需要在设计水平带式真空过滤数i为悬浮液粘度m2/sR为单位过滤面积的滤机时依据过滤理论选用合理参数,以期最大限度地饼阻力Lm;R。为单位过滤面积的过滤介质阻力,L/m;AP为过滤工作压力差,M收日期:2007-06=28若过滤的是一种澄清液,上式中各参数均为常李佰会(1910-),男,河北承德人,禹级工程而,毕数,则滤液的流量亦将不变,滤液累积体积随时间大学机设计及期专业,现在煤科学研究学院事四分离、浓设备的开发及论研究工作。联系电延长而线性增加。当过滤含有固体颗粒的悬浮液时,活;(0315)775941在过滤介质表面上开始累积滤饼,导致滤屋阻力浓度为68%、75%、69%、72%;聚羧酸系列添2]李艳,乔卫红李宗石,聚羧酸系接枝共聚物分散剂加剂的最低药剂用量为0.3%、0.25%、0.4%的研究进展[J.广州化工,2005,33(1):16-180.3%,而蔡系添加剂的用量分别为0.3%、[3李崇習,李水德,陈荣军,等,米羧酸系高性能派0.3%、0.4%、0.4%。水剂的合成与性能[J】.化工建材,200,(8)(3)将合成的聚羧酸系列添加剂的成浆效果与技术已经成熟的蔡系添加剂进行比较,聚羧酸系4李崇智,冯乃潇,牛全林,聚駿酸系减水剂红型与高性能化分子设计[],建筑材列添加剂在提高水煤浆的浓度方面性能优王燕系加剂,在添加剂用量方面,聚羧酸系列添中国煤化工玉鹏,蜜酸共要物侧结构量较少的情况下即可制浆,而且,再提高究[冂]化学研究与应用量意义也不大。CNMHG参着文:6]陈兴权,丁永杰,李再峰,等,阴离子型部加剂对1RP佩金斯,等(美国),工业水煤浆示范性燃烧水煤浆动电势的影响【1煤炭转化,2006,29试验[A],水媒浆技术译文集[C],1985.283(1);27-32.