添加剂的选择对水煤浆的影响

20科技论坛添加剂的选择对水煤浆的影响李洋1王金凤2(1、北大荒股份有限公司浩良河化肥分公司造气车间黑龙江伊春1531032、北大荒股份有限公司浩良河化肥分公司研发中心,黑龙江伊春153103)摘要:添加剂的种类和性能是影响水煤浆的黏度、稳定性、含煤量、雾化、燃烧和成本等重要参数的主要因素。除耗费高的高频法所有CWM的制备都需一种或别中添加剂。在选择添加剂时必须考虑它们的成份、燃烧特性、金属腐蚀性、环境污染及原料质量和来源等情况。添加剂有多种类型和分类法。本文将根据五种制浆方法加以分类,以下所讨论的是以煤的粒度为1-1000μ这个范围作基础的。关键词:添加剂;水煤浆;影响近些年来,由于高浓度水煤浆可用类似于石油管道的方式运输表1煤样的粒度及分布表2烟煤的灰组成特征并可作为替代燃料,所以引起了人们浓厚的兴趣。制备高浓度的水平均百分数成分重量百分比煤浆,有必要稳定煤颗粒,以防止由于胶体在重力作用下沉淀絮凝并产生较为密实的沉淀物。这样的不稳定系统会在管道的输送中产40生很大困难,也会在储存和雾化燃烧过程中引起较大问题。要克服100这些困难,通常是在浆体溶液中建立起某种较弱的具有三维网络结大于10u48构的絮凝物来阻止沉淀,水煤浆中需要系统研究的一个问题是浆体煤的比重煤粒的平均比重为1.27流变中的流动性,通常情况下理想的流变形态是低剪切高黏度、高特征添加剂,就不赘述了。研究中所用的原料及试验条件如剪切低黏度的假塑体系,通过加入合适的添加剂如聚电介质和表面煤的粒度。煤粒的大小和组成直接影响添加剂用量。通常粒度活性剂,可使体系具有这样的流变行为。越细添加剂用量越大。本文讨论的粒度范围见表1,我们认为表11添加剂的种类平均粒度70具有代表性。1.I乳化悬浮法灰分。灰成分所对所需添加剂有很大影响,例如褐煤常含石灰这类添加剂的HLB值(油水平衡值)为5-13,对HB值大于其平均含量达灰分的30%。在CWM中石灰和水生产氢氧化钙,大13的水溶性添加剂不宜用这种制浆法(水溶性添加剂最好用于制大影响了添加剂的PH值,直接影响了水的黏度,并进而影响了COM)。用这种方法有两种CW产品:CWM的黏度。因而必须按灰分调节剂的用量。我们的研究是用灰分()(Cw)—这类的特点是煤粒浮悬在乳浊液中,随时间增7.2%的美国烟煤。(见表2长煤粒就沉淀,最高含煤量一般低于60%。(2)(AW—C)—这自然含水量。25℃时煤的自然含水量平均为3%,我们把它看作类的特点是气泡群(100u1000x)分散在乳化的水中,充填在煤煤的一部分,而不计入补加水中粒间空隙中煤含量为60%-90%。这种形式CW的最大特点是煤粒稳定性通过测定CWM中70煤粒(或水,根据具体情况而定不沉淀,只有水从CW中沉积出来。在CW混合物中沉淀速度来评定其稳定性,用沉淀1mm所需时间12粘性—悬浮法来确定。例如:假设在CWM中,颗粒沉淀1mm需10小时,于是这类添加剂可提高的黏度,使悬浮在水中煤粒的下沉速率降CWM的稳定性就是10小时。低,这些添加剂在水中的溶解度大,黏度相当高,其HLB值一般超2添加剂的类型及其对水煤浆的影响过13这种CW属(Cw)型,也即煤粒悬浮在“高黏度”水中;含煤量2.1乳化-悬浮法通常低于60%;出现煤粒沉淀现象;添加剂用量超过4%。因为这类添加剂的HLB值是5-13,所以有许多种可以用。我们13比重——悬浮法用过各种有机酸的铵盐、钠盐和钾盐,油酸和脂肪酸的衍生物以及添加剂的用途在于提高水的比重使它接近煤粒比重,因而煤耐酸来制配(CW)和(AW-O型乳化-悬浮CWM。用55%的煤和粒的下沉速度变得很慢或完全停止。这类添加剂水溶性好除提高25%添加剂成功地制出黏度高于400秒或稳定性低于24小时的水的比重外其黏度也随之增大,这两点对制浆都有利。这类添加剂产物。的HIB值一般大于13%所制出的CW属(Cw)型。也就是煤粒悬22粘性一悬浮法浮在“高比重水”中。煤含量通常小于60%煤粒可能沉淀或不沉淀。用于此类CW的添加剂能明显的分散于水中,并大幅度增加水这种方法添加剂用量最大,一般在8%以上。的黏度,其HLB值都高于13。它属胶体或胶体化合物。例如:食用14比重一粘性-悬浮法胶,植物胶,甘油胶,鱼胶,蛋白胶,骨胶,皮胶,工业凝胶,照相用胶这类添加剂的特征是提高水的比重使之接近煤的比重,同时,等。根据计算要求提高水的粘度,目的是减小煤粒在CWM中的沉降速23比重悬浮法度。这类添加剂的HLB值大于8,CWM是CW型即煤粒悬浮在“提制造这类CW型的添加剂易溶于水,并大大提高水的比重,它高比重和黏度的水”中,煤含量小于60%,可能出现煤粒沉淀现象,们多为固体和不可燃烧添加剂用量在3%以上。3结论15乳化一粘性-降低比重-悬浮法要生产70%或更高浓度的CWM,它的比重必须小于1,煤含量这类添加剂的HLB值为2-5,黏度很大。添加剂用量常小于越高,比重就越低。CWM的含煤量也直接关系到煤的成份和粒度%,其CWM也有二种型式:以及所用添加剂的数量。为进一步加强研究和大量发展CWM有必(1)(CA/w]型特点是煤粒或气泡群都悬浮在具有高黏度的要在这些变化中确立其理论上的关系。乳化水中。CWM的比重范围是08-1.1,含煤量小于65%,煤粒会沉我们已发现添加剂的HB值越小,在CW生产中用量也少,但淀。(2)(Cw-C)型,气泡群(0.1-50)悬浮在“具有高粘度乳浊液的是不易建立起添加剂的数量和HB值之间的比列关系,因为要考水”中,然后充填在煤粒间的空隙煤含量为65-90%。煤粒不沉淀但虑到包括添加剂特征以外还涉及煤粒成份和粒度。水会析出。参考文献除上述五种方法外,还有特殊的制浆法“半成品制浆法”。在上张延霖邱学青,王卫星木钠添加剂对水煤浆流变行为的影响研述五种方法中任一种用减少水量或增加添加剂用量的方法可得半究J煤炭转化2005,2成品,再补加适当的水量就得最终产品。因为这种方法不再用任何