第35卷第4期煤炭轉(zhuǎn)化Vol 35 No 42012年10月COAL CONVERSIONOct,2012新疆煤制備油水煤漿張勛蔡會(huì)武2)楊正虎薛曉宏3摘要新疆煤水分含量高不宜制取水煤漿,但因其灰分含量低,用其制備油水煤漿有廣闊的應(yīng)用前景.實(shí)驗(yàn)研究了新疆煤制油水煤漿的成漿條件,以及不同條件下煤漿的性能.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,以木質(zhì)素磺酸鈉為分散劑,聚丙烯酰胺10000為穩(wěn)定劑,煤粉50g,柴油23mL,水26mL時(shí),制取的油水煤漿的靜態(tài)穩(wěn)定性和黏度最佳.以十二烷基苯磺酸鈉和月桂醇聚氧乙烯醚按1:1進(jìn)行復(fù)配制取的煤漿比使用單一分散劑制取的煤漿效果要好.關(guān)鍵詞油水煤漿,新疆煤,黏度,靜態(tài)穩(wěn)定性中圖分類號(hào)TQ536.1,TQ517.4的轉(zhuǎn)速攪拌8min,形成油水乳濁液,再在100r/min0引言的轉(zhuǎn)速下逐步加入一定量研磨好的煤粉,并攪拌l0min,形成煤漿.3油水煤漿是繼油煤漿和水煤漿之后發(fā)展起來(lái)的1.2.2煤漿性能測(cè)定種新型煤基代油流體燃料.油水煤漿由油、煤、水黏度測(cè)定:采用NDJ5S型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì),使用和微量添加劑組成根據(jù)煤漿外相組成的不同,可分3轉(zhuǎn)子,在剪切速率100s-下測(cè)得為油基與水基兩種.油水煤漿的含煤量一般在煤漿靜態(tài)穩(wěn)定性測(cè)定435%~50%之間,含水量不低于15%.與油煤漿及1)攪拌水煤漿試樣使之均勻,將其倒人已知質(zhì)水煤漿相比,這種三元混合燃料具有易點(diǎn)燃、熱值量的瓶中(瓶子規(guī)格要求基本一致,瓶口大小一致),高、用油省和黏度較低等優(yōu)點(diǎn)記錄水煤漿總質(zhì)量m2,放置7d2)7d后,將瓶?jī)?nèi)水煤漿倒入預(yù)先精確稱量并材料與方法干燥清潔的接收瓶中將接收瓶倒置并與裝有水煤漿的試樣瓶口對(duì)正,后將其顛倒過(guò)來(lái)傾倒,8min后停止傾倒,蓋上接收瓶和試樣瓶瓶蓋l實(shí)驗(yàn)材料3)稱量接收瓶總質(zhì)量,計(jì)算接收瓶中水煤漿的0*柴油〔榆林煉油廠生產(chǎn))、聚乙二醇200聚質(zhì)量mb;稱量試樣瓶總質(zhì)量,計(jì)算試樣瓶中殘留物丙烯酰胺10000烷基酚聚氧乙烯醚、十六烷基三甲的質(zhì)量mb基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、月桂4)靜態(tài)穩(wěn)定性計(jì)算公式醇聚氧乙烯醚、羧甲基纖維素鈉,以上藥品規(guī)格均為SB2=m/m2×100%工業(yè)用品;新疆煤(新疆天池化工有限公司生產(chǎn))式中:SBm為水煤漿靜態(tài)穩(wěn)定性,%;mh為水煤漿靜置7d后非流動(dòng)性殘留物的質(zhì)量,g;m2為水煤漿試1.2實(shí)驗(yàn)方法樣的總質(zhì)量,g.接收瓶中水煤漿的質(zhì)量和試樣瓶中1.2.1煤漿制備水煤漿的質(zhì)量之和(mn+m)與水煤漿試樣的總質(zhì)量將新疆煤在粉碎機(jī)中粉碎,再在球磨機(jī)中研磨至m2相差不應(yīng)超過(guò)原質(zhì)量的1%,否則本次實(shí)驗(yàn)無(wú)效顆粒為500目(25m).在燒杯中按比例加入油、水和本實(shí)驗(yàn)將計(jì)算所得的穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)規(guī)定為D添加劑(分散劑和穩(wěn)定劑),用攪拌器以2000/min100%~70%;C:70%~50%;B:50%~20%;A:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(20276056)1)碩士生;2)教授、碩士生導(dǎo)師,西安科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,10054西安;3)高級(jí)丁程師陜西省能源質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所,710054西安收稿日期:2011-11-11;修回日期:201203-14YH器42煤炭轉(zhuǎn)化2012年20%~0%基纖維素鈉各0.5g分別加入3個(gè)不同的燒杯中,再在3個(gè)燒杯中分別加入柴油23mL,水26mL和2結(jié)果與討論木質(zhì)素磺酸鈉0.5g,用攪拌器以2000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌8min,形成油、水乳濁液,再在1000r/min2.1新疆煤煤質(zhì)分析的轉(zhuǎn)速下逐步加入50g煤粉,并攪拌10min.靜置7d后,測(cè)定其靜態(tài)穩(wěn)定性和黏度,結(jié)果見(jiàn)表3新疆煤樣工業(yè)分析結(jié)果見(jiàn)表1.表3不同穩(wěn)定劑制漿的靜態(tài)穩(wěn)定性及黏度表1新疆煤的工業(yè)分析結(jié)果Table 2 Static stability and viscosity of oil-coalTable 1 Proximate analysis results of xinjiang coalslurry prepared with different stabilizersM:/%Mad/%Dai/%HGItabllizerStatic stability/% viscosity/(mPa. s)7.073.5931.00126polyethyleneglycol 2我國(guó)煤制水煤漿技術(shù)已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化程度.用lamide 10 coc321259新疆煤來(lái)制油水煤漿,是因?yàn)槠渌趾扛?不適合CMO1223做水煤漿的原料.根據(jù)張榮曾提出的評(píng)價(jià)煤炭成由表3可知,聚乙二醇2000制備的煤漿黏度漿性難度指數(shù)D(D=7.5+0.5M2-0.05HGI),D過(guò)大,所以聚乙二醇2000不適合用做新疆煤制煤值愈高,煤炭成漿的難度愈大,一般情況下當(dāng)D值的穩(wěn)定劑聚丙烯酰胺1000制備的煤漿靜態(tài)穩(wěn)大于10時(shí),就很難成漿了.由表1數(shù)據(jù)可以計(jì)算出定性最低,但其黏度略高于羧甲基纖維素鈉制備的新疆煤的成漿性難度指數(shù)D=16.2,大于10,因此媒漿的黏度,依據(jù)穩(wěn)定性對(duì)煤漿的影響大于黏度對(duì)很難制成水煤漿煤漿的影響,所以最適穩(wěn)定劑為聚丙烯酰胺100002.2分散劑的確定2.4分散劑的復(fù)配分散劑的作用是適當(dāng)降低水煤漿的黏度,使之分散劑復(fù)配可以提高水煤漿濃度,降低煤漿黏具有良好的流動(dòng)性.在4個(gè)燒杯中分別加入烷基度,同時(shí)還可降低總添加劑用量,達(dá)到價(jià)廉、高效的酚聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基氯化銨木質(zhì)素磺酸目的研究表明,陰離子非離子表面活性劑復(fù)配作鈉、月桂醇聚氧乙烯醚各0.5g,再分別加入柴油為高效煤漿分散劑比較理想.非離子型可同時(shí)用23mL和水26.5mL,用攪拌器以2000r/min的轉(zhuǎn)做分散劑和穩(wěn)定劑陰離子型分散劑價(jià)格相對(duì)便宜,速攪拌8min,形成油、水乳濁液,再在1000/min是制漿的首選添加劑,復(fù)配按照總量為0.5g,十二的轉(zhuǎn)速下逐步加入50g煤粉,并攪拌10min靜置烷基苯磺酸鈉(陰離子型)和月桂醇聚氧乙烯鹺(非7d后,測(cè)定其靜態(tài)穩(wěn)定性和黏度,結(jié)果見(jiàn)表2.離子型)的方式復(fù)配,結(jié)果見(jiàn)表表2不同分散劑制漿的靜態(tài)穩(wěn)定性及黏度表4復(fù)配分散劑制漿的靜態(tài)穩(wěn)定性和黏度Table 2 Static stability and viscosity of oil-coalTable 4 Static stability and viscosity of oil-coalslurry prepared with different dispersantsslurry prepared with compound dispersantDispersantEthoxylatedStaticstability/%(mPa·s)dodecylalcohol/ gSDBS/gViscositytability/%(mPa·s)Polyoxyethylene ether100423950CTAC252021446Sodiun lignosulphonate241o931192Ethoxylated dodecylalcohol3212260.21249由表2可知,烷基酚聚氧乙烯醚制備的煤漿靜0.10.4471597態(tài)穩(wěn)定性為100%,說(shuō)明煤漿會(huì)結(jié)成硬塊,烷基酚聚由表4可以看出,選用陰離子型和非離子型(十氧乙烯醚不適合做新疆煤制煤漿的分散劑.木質(zhì)素二烷基苯磺酸鈉和月桂醇聚氧乙烯醚)按1:1進(jìn)行磺酸鈉制備的煤漿靜態(tài)穩(wěn)定性和黏度均最低,說(shuō)明復(fù)配效果比較好,這時(shí)靜態(tài)穩(wěn)定性最好(35%),黏度木質(zhì)素磺酸鈉可作為較好的分散劑最低(1192mPa·s)2.3穩(wěn)定劑的確定2.5油、水、煤比例的確定將聚乙二醇2000、聚丙烯酰胺10000和羧甲取50g煤,以0.25g月桂醇聚氧乙烯醚、0.25gYH器第4期張勛等新疆煤制備油水煤漿43十二烷基苯磺酸鈉和0.5g聚丙烯酰胺100為添定性達(dá)到最好(19.4%)加劑,以不同油、水比例制取煤漿,靜置7d后,測(cè)定其靜態(tài)穩(wěn)定性和黏度,結(jié)果見(jiàn)表5.3結(jié)論表5不同油/水比例所制漿的靜態(tài)穩(wěn)定性及黏度ble 5 Static stability and viscosity of coal slurry1)以木質(zhì)素磺酸鈉為分散劑,聚丙烯酰胺prepared with different oil and water ratio10000為穩(wěn)定劑,新疆煤粉50g,柴油23mL,水)il/ mL Water/mL Static stability/% viscosity/(mPa. s)26mL時(shí),制取的油水煤漿性能良好,濃度中等,靜置7d無(wú)硬沉淀,可以滿足工業(yè)要求32,513572)分散劑復(fù)配(以十二烷基苯磺酸鈉:月桂醇聚氧乙烯醚=1:1進(jìn)行復(fù)配)制取的煤漿,其性能2824.71236優(yōu)于單一分散劑制取煤漿的性能.3)新疆煤制取的油水煤漿黏度為1156mPa·s,1183靜態(tài)穩(wěn)定性可達(dá)到14d,其各項(xiàng)性能參數(shù)均符合國(guó)2319.41156家標(biāo)準(zhǔn).8由表5可知,煤漿的靜態(tài)穩(wěn)定性和黏度與外加4)新疆煤制取油水煤漿,為煤漿加壓氣化提供水的含量成反比,與油的含量成正比.當(dāng)油水比例為個(gè)新的原料來(lái)源,為新騷煤的深加工提出了23:26時(shí),煤漿的黏度達(dá)到最低(1156mPa·s),穩(wěn)條新的出路參考文獻(xiàn)1]朱紅,陳公倫,松全元,煤漿燃料的新進(jìn)展[J].選煤技術(shù),2000(1):8-9.[2]朱紅,趙煒,學(xué)海油水煤漿三元混合體系的制備及特性研究[.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,31(6):579-582.[3]任蘭柱,郭斌,劉長(zhǎng)躍等.精細(xì)油水煤漿制備及其特性的研究[J].選煤技術(shù),2007(3):12-14.4]GB/T18856.5-2008水煤漿實(shí)驗(yàn)方法第5部分:穩(wěn)定性測(cè)定[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008[5]張榮曾.中國(guó)的水煤漿制備技術(shù)[中函煤炭,196(3);918[6]周明松,邱學(xué)青,王衛(wèi)星.水煤漿分散劑研究進(jìn)展[JJ煤炭轉(zhuǎn)化,2004,27(3):14-15[7]李寒旭湯永新,李虎等復(fù)配添加劑對(duì)水煤漿性能的影響[J淮南工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2000,20(4):37-40[8]陸良平.水煤漿分類利用技術(shù)與制漿新技術(shù)新工藝及國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)務(wù)全書(shū)[M].北京:中國(guó)知識(shí)出版社,2005922-923STUDY ON THE PREPARATION OF OIL-COALSLURRY WITH XINJIANG COALZhang Xun Cai Huiwu Yang Zhenghu and Xue xiaohong(School of Chemistry and Chemical engineering, Xi'an University of Scienceand Technology, 710054 Xi'an; Shaanxi Province Energy Qualitydu pervasion and inspe710054Xian)abStract Xinjiang coal is hard for the preparation of coal-water slurry for its high moisture content. Due to Xinjiang coal,s low ash content, there will be a broad application prospectsto prepare oil-coal slurry with it. The preparation conditions and the performance under differentconditions of Xinjiang oil-coal slurry were studied. The results show that when using sodiumlignosulphonate as dispersant and polyacrylamide 10000 as stabilizer, pulverized coal is 50 gdiesel is 23 mL, water is 26 mL, the oil-coal slurry has the lowest apparent viscosity and the beststability. The performance of the oil-coal slurry prepared with composite dispersant which wasmade by SDBS and ethoxylated dodecylalcohol in accordance with the ratio of 1: 1 is better thanhat with a single dispersant.KEY WORDS oil-coal slurry, Xinjiang coal, viscosity, static stabilityTHYmIC