第35卷第02期煤炭技術(shù)Vol.35№o.022016年02月Coal TechnologyFeb.2016doi:10.13301/ cnki.ct.2016.02.117水煤漿添加劑研究進展淺析張菲菲(中國礦業(yè)大學(xué)北京)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院,北京100093摘要:簡述了國內(nèi)外水煤漿添加劑發(fā)展現(xiàn)狀,淺析了目前我國對不同種類水煤漿添加劑的研究進展,展望了水煤漿添加劑的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞:水煤漿;添加劑;分散劑;穩(wěn)定劑中圖分類號:TQ536文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1008-8725(2016)02-0302-03Research Progress of Water Coal Slurry AdditivesZHANG Fei-fei(School of Chemical and Environmental Engineering. China University of Mining and Technology(Beijing), Beijing100083 ChinaAbstract: Introduces the present development situation about coal slurry additives at home and abroadanalyzes the progress of different kinds of water coal slurry additives at present in China and points outhe development trend of coal water slurry additive.Key words: coal water slurry additive; dispersant; stabilize0引言司、美國 OxceFuel公司等。日本Lon公司推出的以水煤漿技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)擁有很多優(yōu)勢,隨 PSSNa為基礎(chǔ)的水煤漿添加劑以及從數(shù)百種分散劑著煤漿管道輸煤這一新興運輸方式的應(yīng)用,可以采中研發(fā)篩選出的AC710分散劑,與傳統(tǒng)分散劑相用泵送、霧化的方式,在高溫高壓下氣化實現(xiàn)水煤漿比,提高了分散與穩(wěn)定效果并于20世紀(jì)投入規(guī)?；羝?燃?xì)獾穆?lián)合循環(huán)應(yīng)用,不僅大大緩解了能源生產(chǎn) Gabrieli研究發(fā)現(xiàn)用PSNa作添加劑時煤粒運輸?shù)木o張局面,而且避免了煤炭在制備、中轉(zhuǎn)、接間靜電排斥作用與位阻排斥作用并存從而改變了煤收及使用等各個環(huán)節(jié)的損耗與對環(huán)境的污染。粒間的吸附方式,使得煤顆粒在水中的分散效果大1水煤漿制備工藝大提升。美國 OxceFuel公司復(fù)配2種表面活性劑得性能良好的水煤漿需要同時滿足以下條件:較到的水煤漿添加劑,利用各自具有的親水基來使煤高的含煤濃度,煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常在60%-70%,以顆粒達(dá)到潤濕分散效果。美國 Nat Distillers公司研發(fā)便于充分地燃燒;適宜的表觀黏度;優(yōu)良的穩(wěn)定性,出的新型非離子型分散劑,在不使用穩(wěn)定劑的情況以避免貯存過程中產(chǎn)生不可恢復(fù)的硬沉淀;嚴(yán)格的下,水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可達(dá)到70%,保持3個月以上煤粒細(xì)度控制,要求最大粒度小于0.3πm,并且小不產(chǎn)生硬沉淀,具有適用煤種范圍廣、水硬度低等優(yōu)勢于0074m粒級的質(zhì)量不應(yīng)少于75%。由于煤炭相對國外,我國水煤漿技術(shù)研究開始于20世紀(jì)的天然疏水性,不易被水潤濕且由于煤漿的細(xì)度要80年代初,在水煤漿添加劑研制方面,許多國產(chǎn)添求很細(xì),容易聚結(jié),致使煤粒與水很難密切地結(jié)合成加劑已經(jīng)陸續(xù)問世但仍存在煤漿黏度大、消耗量多整體。所以添加劑的種類和性能在水煤漿制備工藝成本高等問題,性價比高、適應(yīng)性廣的添加劑有待進中至關(guān)重要步開發(fā)。2國內(nèi)外水煤漿發(fā)展現(xiàn)狀3水煤漿添加劑研究進展自20世紀(jì)30年代開始,國外研究人員在水煤水煤漿添加劑的分類方法有很多,以水煤漿添漿添加劑的篩選和研制方面進展迅速,研發(fā)了一批加劑的使用功能為標(biāo)準(zhǔn),可將其分為分散劑、穩(wěn)定劑性能優(yōu)良的水煤漿添加劑,如水煤漿專用添加劑及輔助藥劑三大類。NSF和PSS,并且工業(yè)化生產(chǎn)已經(jīng)達(dá)到一定規(guī)模。為31分散劑進一步開發(fā)高性價比的添加劑,科研人員進行了多分散劑分類方法多樣,為便于分類探討,在此以方面不斷探索,比較突出的研發(fā)公司有日本Lion公分散劑在水中的解離離子電性情況分類,分為離子國家自然科學(xué)基金項目(51474221)型、非離子型及陽離子型三大類。由于陽離子型水煤第35卷第02期水煤漿添加劑研究進展淺析—張非菲Vol 35 No 02漿添加劑價格昂貴,效果差,科研工作者對其研究也析,并測定出添加劑對于煤粒的表面吸附量及電位很少涉及。變化量,得出結(jié)論,通過對極性和非極性基團的調(diào)整(1)陰離子型分散劑增大了煤粒之間的空間位阻效應(yīng)和靜電排斥作用陰離子型分散劑價格相較于其他添加劑,價格使水煤漿的黏度降低,分散穩(wěn)定性提高便宜,是水煤漿制備的首選。自然界中的土壤、河流、湖泊海洋中蘊藏大量①聚烯烴系列的腐植酸,以棕、黑腐植酸為原料制備水煤漿,來源聚烯烴磺酸鹽系列以苯乙烯磺酸、丁二烯,乙烯廣泛,并且可以取得可觀的社會經(jīng)濟效益。因此,對等單體聚合磺化而成,通過控制相對分子質(zhì)量多少腐植酸鹽及磺化腐植酸鹽系列添加劑的研究方面也對低灰水煤漿達(dá)到減黏及穩(wěn)定作用。如聚環(huán)烯磺酸顯得尤為重要。鹽、聚二烯磺酸鹽等周志軍等以農(nóng)村廢棄稻稈粉末與山東袞州精煤冉宇慶等聚烯烴系列NDF水煤漿添加劑應(yīng)用為原料,研究不同種類單一表面活性劑及不同復(fù)配于神府煤和東灘煤,其用量降低并且水煤漿制品的比例添加劑對生物質(zhì)水煤漿的表觀黏度、流動性及界面張力靈活可控,研究發(fā)現(xiàn)其中起主導(dǎo)作用的為經(jīng)濟性等方面的影響后發(fā)現(xiàn)以一定比例復(fù)配后的添NDF的親水基團。加劑應(yīng)用于水煤漿的制備技術(shù)中后效果最佳②聚丙烯酸酯系列李華民等以腐植酸含量較高的霍林河礦高風(fēng)化孫立力等采用均相聚合法,合成了一種新型三度褐煤為原料提純制備腐植酸添加劑,通過腐植酸元共聚物高分子表面活性劑PS-1,對其特性黏數(shù)、試驗、萘系實驗對比發(fā)現(xiàn)其使用效果相當(dāng),但其價格表面張力、界而張力等產(chǎn)品性能進行了測定分析,探只有萘系添加劑的20%。討了表面張力發(fā)生變化的機理。④各類取代基聚萘磺酸鹽系列③木質(zhì)素磺酸鹽及其改性產(chǎn)品吳國光等對不同變質(zhì)程度的煤種與萘磺酸鈉甲木質(zhì)素相比較石油產(chǎn)品合成的水煤漿添加劑來醛縮合物NSF的縮合度之間的關(guān)系進行的研究表源廣泛,是廣泛存在于地球上的可再生資源。利用造明,中等變質(zhì)程度的煤中與NSF的縮合度有最佳匹紙業(yè)及木材水解業(yè)產(chǎn)生的木質(zhì)素,通過化學(xué)改性配值。為使水煤漿取得更好的穩(wěn)定性,研究人員進一制備出水煤漿添加劑,不僅可以緩解造紙等行業(yè)帶步將NSF與木質(zhì)素磺酸鈉進行復(fù)配,其穩(wěn)定性明顯來的環(huán)境污染,而且可以降低水煤漿添加劑生產(chǎn)成提高。本,前景廣闊,是未來水煤漿添加劑研究的重要方⑤聚羧酸鹽及磷酸鹽系列向。近年來,相關(guān)工作者進行了大量研究。聚羧酸鹽系列分散劑的分子結(jié)構(gòu)中的羧基和酯宋金梅根據(jù)木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),對比3組實基同時具有親水疏水性,可通過聚合單體直接共聚驗制備方案后篩選岀了制備木質(zhì)素改性添加劑的最法,功能化聚合法、原位聚合法與接枝方法等調(diào)節(jié)其佳方案,優(yōu)化了水煤漿成漿方案,對比原料煤以及分中的酸酯比例,從而調(diào)節(jié)分子親水親油值來改變水別添加LPSM、LFSA、萘系分散劑的常村精煤水煤漿煤漿的分散效果。如馬來酸鈉-丙烯酸鈉共聚物、馬的燃燒特性后發(fā)現(xiàn)改性木質(zhì)素可以提高燃料煤的燃來酸鈉-甲基丙烯酸鈉共聚物、馬來酸鈉-甲基烯丙燒特性基磺酸鈉等。王國房等以水煤漿表觀黏度為指標(biāo),對水煤漿吳曉華等以雙鴨山原煤、屯留煤泥、潞寧原煤進行了產(chǎn)品性能評價試驗,篩選出制備堿木質(zhì)素改常村煤泥進行成漿試驗,對比合成的聚羧酸列水煤性添加劑最佳路線T藝方案,通過與萘系、脂肪族添漿添加劑與常規(guī)萘系添加劑,發(fā)現(xiàn)其用量少、成漿濃加劑的對比,發(fā)現(xiàn)加入新型水煤漿添加劑水煤漿表度高,適宜工業(yè)化生產(chǎn)。觀黏度相對有所下降。(2)非離子型分散劑戴財勝等通過引入活性基團的方法,制備出以①聚氧乙烯系列改性堿木素水煤漿添加劑、制得降黏提穩(wěn)的高效復(fù)聚氧乙烯類分散劑的相對分子質(zhì)量可通過控制合型水煤漿添加DCSA環(huán)氧乙烷加和個數(shù)來達(dá)到適宜的HLB值。李風(fēng)起等通過對改性木質(zhì)素自身分子結(jié)構(gòu)的分李永盺等以水煤漿的成漿性為指標(biāo),研究了8303-Vol. 35No 02水煤漿添加劑研究進展淺析——張菲非第35卷第02期種不同變質(zhì)煤種與壬基酚聚氧乙烯醚型添加劑的不煤漿生產(chǎn)廠中進行工業(yè)應(yīng)用試驗后,推廣應(yīng)用取得同聚合度之間的相關(guān)規(guī)律,結(jié)果發(fā)現(xiàn):8種煤的成漿了良好的社會和經(jīng)濟效益。性能隨添加劑聚合度的增加而增加;當(dāng)聚合度增加國家水煤漿工程技術(shù)研究中心針對以神華為代到一定值時,成漿性能達(dá)到最佳狀態(tài),之后水煤漿的表的低階煤復(fù)配出氣化水煤漿專用新型添加劑,并成漿性能反而隨聚合度的增大而降低。由此可見,試驗出分散劑最佳用量定黏最高成漿濃度,對比國在制備新型添加劑時,合理控制聚合度非常必要。內(nèi)其他水煤漿生產(chǎn)廠商產(chǎn)品,發(fā)現(xiàn)其在流動性能、穩(wěn)②聚氧乙烷系列定性能方面均據(jù)有較大優(yōu)勢。聚氧乙烷類分散劑對高濃度的水煤漿適應(yīng)性能34其他輔助添加劑良好。除分散劑穩(wěn)定劑外,還有一些其他輔助水煤漿郭榮等以環(huán)氧乙烷與環(huán)氧內(nèi)烷為原料合成新型添加劑如消泡劑pH調(diào)節(jié)劑、殺菌藥劑、乳化劑等。復(fù)合水煤漿添加劑,對六盤水水洗精煤及貴州某地在輔助添加劑方面近年來對乳化劑的研究相對較多。普通煙煤進行水煤漿成漿性能測試研究最終結(jié)果4水煤漿添加劑的發(fā)展趨勢表明其水煤漿濃度大于65%,且水煤漿黏度較低、隨著環(huán)境、能源問題的日益明顯,水煤漿技術(shù)作適應(yīng)煤種范圍廣、長時間靜止后不發(fā)生硬沉淀。為潔凈煤技術(shù)的一項重要內(nèi)容受到國家高度重視,32穩(wěn)定劑水煤漿添加劑的研制對水煤漿技術(shù)至關(guān)重要,成為制備好的水煤漿需進行貯存和遠(yuǎn)距離輸送水水煤漿應(yīng)用的研究重點在此綜合看來,以可再生資煤漿穩(wěn)定性要求較高。穩(wěn)定劑是為防止水煤漿形成源進行改性篩選利用多種水煤漿添加劑復(fù)配出高硬沉淀而添加的其主要作用分為2點:①使水煤漿效復(fù)合添加劑技術(shù)或利用多個化學(xué)反應(yīng)制備出新型存放時具有高黏度流動時具有低黏度;②避免產(chǎn)生水煤漿添加劑,成為研究人員未來研究的主要方向硬沉淀。因此,新型穩(wěn)定劑的研發(fā)也很有必要。和水煤漿添加劑的發(fā)展趨勢。(1)無機電解質(zhì)參考文獻(xiàn)這類物質(zhì)的作用為壓縮雙電層,降低靜電排斥(1]朱睿杰高效復(fù)合型水煤漿添加劑及其分散機理的研究D湘力,促進顆粒凝結(jié):對已吸附有陰離子表面活性劑分潭湖南科技大學(xué),2009子顆粒起“搭橋”作用,從而形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)起到穩(wěn)定2寧慶戴郁宋光等亞甲基禁磺酸-苯乙烯鎮(zhèn)酸一馬來酸鹽對作用,主要是一些無機礦物質(zhì)。水煤漿的分散作用研究[南京大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,1995(2)高分子有機化合物高分子有機化合物分子線性長度大、極性基團[3]王國房堿木質(zhì)素改性制備氣化水煤漿添加劑!]煤炭學(xué)報201338(4688-693種類含量多,通過鍵合作用形成架橋結(jié)構(gòu)。4]戴財勝高旭麗.木質(zhì)素制神華煤水煤漿添加劑[J.煤炭學(xué)報李雪萍等研究了溴代十六烷疏制備疏水瓜膠合2012.37(6:1034-1038.成反應(yīng)的活化劑、溴代烷烴最佳用量及反應(yīng)時間等5周志軍李響周俊虎等生物質(zhì)水煤漿及添加劑的研究[門煤炭方面因素的影響,探索出最佳工藝條件并對疏水瓜學(xué)報201237(1):147-15膠與瓜膠水溶液的穩(wěn)定性進行對比,結(jié)果表明疏水6]李華民初萊.風(fēng)化褐煤腐植酸制水煤漿添加劑的研究J煤炭工程,2003(8)27-28品溶液的穩(wěn)定性大大提高,并且具有很好7吳國光王曉春劉炯天,水煤漿添加劑NF制漿試驗及其效能的的抗菌性能。研究[].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報2005(6)25-28423.3復(fù)配型添加劑[8]吳曉華朱書全茅曄輝等聚羧酸系列水煤漿添加劑的合成及性水煤漿添加劑分子結(jié)構(gòu)和煤質(zhì)存在著匹配性能研究J.選煤技術(shù),20074:37-40復(fù)配的分散劑用量要比單獨使用相應(yīng)分散劑少得9李水斯,了水杰,興權(quán)王基酚聚氧乙烯醚聚合度對水煤漿漿體多,而且可以提高水煤漿濃度,降低煤漿黏度,達(dá)到性質(zhì)的影響[J].燃料化學(xué)學(xué)報,200514:421-425廉價、高效的目的,是水煤漿添加劑進一步開發(fā)和應(yīng)0陶文生菜紹斌,淺談水煤漿的應(yīng)用前景]煤炭技術(shù)202l(6):74-75用的重要方向。作者簡介:張菲菲(1990-),女,河北邢臺人,碩士研究生在讀,淮南礦業(yè)公司以歸屬于不同煤種的10種樣煤研究方向礦物加工化學(xué)藥劑電子信箱:742890189cmn進行了成漿性能試驗對比,并在不同生產(chǎn)工藝的水賚任編輯:李富文收稿日期:2015-11-07304