本发明涉及煤化工领域，具体涉及一种环保型水煤浆添加剂及其在煤化工超细磨高浓度煤浆制备工艺中的应用。
背景技术：
煤炭主体属于疏水性的非极性碳氢化合物，水煤浆添加剂的作用是使煤粉分散于水中形成具有流动性的均匀、稳定浆体，其分散机理主要是能有效吸附在煤颗粒表面，提高煤粒亲水性，并能在煤粒表面形成双电层和立体位阻。水煤浆添加剂总体上分为阴离子型和非离子型两大类，鉴于使用效果、成本及原材料易得性等考虑，目前市场上广泛使用的有木质素系，如碱木素、木质素磺酸盐；萘系，如萘磺酸盐甲醛缩合物；脂肪族添加剂，如磺化丙酮-甲醛缩聚物等；或者上述两种或两种以上产品的复配物。例如：公开号为cn109628177a的专利申请，公开了一种三元或多元水煤浆添加剂，具体公开了包括各组分质量份数配比范围为：煤65％、水34％及添加剂1％，所述添加剂中各组分质量份配比范围为：木质素30-98％、萘系减水剂0-50％、氨基磺酸盐0-50％及表面活性剂0-10％。
煤化工企业煤浆制备传统棒磨机制浆工艺由于煤浆粒度级配不够合理，使得煤浆浓度难以提高，且煤浆流动性、稳定性和雾化性能较差，不但降低了气化效率，气化所需的煤耗和氧耗偏高，而且加剧了气化炉喷嘴的磨损，增加了气化炉的停车次数与运行成本。
为了降本增效、扩大产能，煤化工企业近年来大力推广超细磨煤浆提浓制浆工艺对现有煤浆制备系统进行改造，即通过增加超细磨装置添加细浆，优化煤浆粒度分配，提高煤浆堆积效率，改善煤浆流动性、稳定性和雾化性能，从而稳定提高煤浆浓度，大幅降低气化煤耗、氧耗，提高了气化炉运行技术指标。
由于采用超细磨制浆添加细浆工艺时，大大增加了煤粒的比表面积，浆体形成特有的粘滞性流体形态，从而易产生磨煤机滚筒筛挂浆、跑浆的不利工况，因此必须选择采用成浆性能更好、充分适应该特殊工况的水煤浆添加剂产品才能满足该技改工艺要求。
采用超细磨装置的水煤浆制备工艺由于细浆的添加，形成较细煤颗粒镶嵌入较粗煤颗粒间隙的密集堆积结构，优化了煤浆粒度分配，提高了煤浆堆积效率及浓度，但与此同时，大大增加了煤粒的比表面积和堆积密度，采用目前普通种类水煤浆添加剂，浆体易形成特有的粘滞性流体形态，从而易产生磨煤机滚筒筛挂浆、跑浆的不利工况，严重阻碍煤浆浓度的有效提高，且需要很高的水煤浆添加剂添加率，导致制浆成本的大幅上升。
技术实现要素：
本发明的第一个发明目的是针对背景技术中所述的传统棒磨机制浆工艺由于煤浆粒度级配不够合理，采用木质素系、萘系或脂肪族添加剂，煤浆浓度难以提高，且煤浆流动性、稳定性和雾化性能较差，不但降低了气化效率，气化所需的煤耗和氧耗偏高，而且加剧了气化炉喷嘴的磨损，增加了气化炉的停车次数与运行成本；而采用超细磨装置的水煤浆制备工艺由于细浆的添加，形成较细煤颗粒镶嵌入较粗煤颗粒间隙的密集堆积结构，优化了煤浆粒度分配，提高了煤浆堆积效率及浓度，但与此同时，大大增加了煤粒的比表面积和堆积密度，采用目前普通种类水煤浆添加剂，浆体易形成特有的粘滞性流体形态，从而易产生磨煤机滚筒筛挂浆、跑浆的不利工况，严重阻碍煤浆浓度的有效提高，且需要很高的水煤浆添加剂添加率，导致制浆成本的大幅上升的问题，提供一种环保型水煤浆添加剂。
能够实现本发明的发明目的的技术方案如下：
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸盐0％-50％、淀粉工业废水(以固含量计)0％-50％，萘磺酸盐甲醛缩合物0％-50％，磺化丙酮-甲醛缩聚物0％-50％，其中葡萄糖酸盐和淀粉工业废水两种原料中至少采用其中的一种原料，淀粉工业废水经ph值调整至中性或弱碱性后先与葡萄糖酸盐复配，然后再与萘磺酸盐甲醛缩合物和/或磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。
上述方案中，其包括的组份及重量百分比如下：25％～50％的葡萄糖酸盐、0％～50％的萘磺酸盐甲醛缩合物和0％～50％的磺化丙酮-甲醛缩聚物。
上述方案中，其包括的组份及重量百分比如下：25％～50％的淀粉工业废水(以固含量计)、0％～50％的萘磺酸盐甲醛缩合物和0％～50％的磺化丙酮-甲醛缩聚物。
上述方案中，其包括的组份及重量百分比如下：25％～50％的葡萄糖酸盐、25％～50％的淀粉工业废水(以固含量计)、0％～50％的萘磺酸盐甲醛缩合物和0％～50％的磺化丙酮-甲醛缩聚物。
上述方案中，所述的葡萄糖酸盐为葡萄糖酸钠盐、葡萄糖酸钾盐或葡萄糖酸氨盐中的一种或几种。
上述方案中，所述的萘磺酸盐甲醛缩合物为萘磺酸钠甲醛缩合物、萘磺酸钾甲醛缩合物或萘磺酸氨甲醛缩合物中的一种或几种。
本发明的另一个目的在于提供一种上述的环保型水煤浆添加剂在煤化工超细磨高浓度煤浆制备工艺中的应用，该添加剂用于煤粒堆积密度高、比表面积大的煤化工超细磨煤浆制备工艺中，能明显提升水煤浆的煤浆浓度、流动性和稳定性。
本发明的有益效果如下：1)本发明的方案中葡萄糖酸盐作为多羟基羧酸盐，富含羧基、羟基活性基团，同时，淀粉工业废水中富含的糖类物质(淀粉、纤维素等)属多羟基天然高分子化合物，所含的水溶性蛋白质多肽结构中富含羧基和氨基等基团，这些亲水性官能团及聚合物长链结构能通过氢键、电性吸引等吸附、架桥等相互作用，多节点、多线面地在煤粒与水之间形成较稳定的亲和力，有效提高了水-煤体系中活性基团的单位数量和作用效果，此化学结构及机理与活性基团的数量和作用效能不足的普通水煤浆添加剂相比，更利于煤粒堆积密度高、比表面积大的超细磨高浓度煤浆的成功制备；2)本发明公开了葡萄糖酸盐及淀粉工业废水与萘磺酸盐甲醛缩合物和/或磺化丙酮-甲醛缩聚物的复配协同效应，复配制得的环保型水煤浆添加剂能明显提升制备的水煤浆的性能；3)本发明的方案制备的环保型水煤浆添加剂，在相同条件下与现有的水煤浆添加剂相比，用量少，水煤浆添加剂的添加率低，降低了制备水煤浆的成本，4)制成的水煤浆浓度高，表观黏度低，流动性好，而且稳定性好，静置48小时无硬沉淀出现，明显提升了水煤浆的性能；5)本发明的环保型水煤浆添加剂制备的水煤浆，提高了水煤浆的浓度，并降低了黏度，因而不会形成粘滞性流体形态，不会产生磨煤机滚筒筛挂浆、跑浆的不利工况，很好地解决了现有的水煤浆制备工艺中急需解决的难题，提升了经济效益；6)葡萄糖酸盐工业上以含有葡萄糖的物质(例如谷物)为原料采用发酵法制得，无毒性，生物降解性很强；淀粉工业废水是以农产品为原料，进行淀粉加工或深加工而产生的废水，本发明配方属环保设计，能有效减轻环境污染，全面满足绿色、生态保护要求，同时能够较好地实现废水中富含的水溶性糖类、蛋白质等物质资源的高效综合利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸钠50％、淀粉工业废水(以固含量计)50％，淀粉工业废水通过氢氧化钠ph值调整至7后与葡萄糖酸盐复配。
该复配的水煤浆添加剂既可以用于传统棒磨机制浆工艺制备的水煤浆中，也可以用于超细磨水煤浆制备工艺中。
实施例2
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸钠50％、淀粉工业废水(以固含量计)25％，萘磺酸钠甲醛缩合物25％，淀粉工业废水经ph值调整至8后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与萘磺酸钠甲醛缩合物复配制得成品添加剂。
实施例3
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸钾25％、淀粉工业废水(以固含量计)50％，萘磺酸钾甲醛缩合物25％，淀粉工业废水经ph值调整至7.5后先与葡萄糖酸钾复配，然后再与萘磺酸钾甲醛缩合物复配制得成品添加剂。
实施例4
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸氨50％、淀粉工业废水(以固含量计)25％，磺化丙酮-甲醛缩聚物25％，淀粉工业废水经ph值调整至7后先与葡萄糖酸氨复配，然后再与磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。
实施例5
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸钠25％、淀粉工业废水(以固含量计)50％，磺化丙酮-甲醛缩聚物25％，淀粉工业废水经ph值调整至7.5后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。
实施例6
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸钾25％、淀粉工业废水(以固含量计)25％，萘磺酸氨甲醛缩合物25％，磺化丙酮-甲醛缩聚物25％，淀粉工业废水经ph值调整至7后先与葡萄糖酸钾复配，然后再与萘磺酸氨甲醛缩合物和磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。
实施例7
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：淀粉工业废水(以固含量计)50％，萘磺酸氨甲醛缩合物25％，磺化丙酮-甲醛缩聚物25％，淀粉工业废水经ph值调整至8后与萘磺酸氨甲醛缩合物和磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。
实施例8
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：淀粉工业废水(以固含量计)50％，萘磺酸钠甲醛缩合物50％，淀粉工业废水经ph值调整至7.5后与萘磺酸钠甲醛缩合物复配制得成品添加剂。
实施例9
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：淀粉工业废水(以固含量计)50％，磺化丙酮-甲醛缩聚物50％，淀粉工业废水经ph值调整至7.5后与磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。
实施例10
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸钾50％、萘磺酸钠甲醛缩合物25％，磺化丙酮-甲醛缩聚物25％，葡萄糖酸钾与萘磺酸钠甲醛缩合物和磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。
实施例11
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸氨50％、萘磺酸钾甲醛缩合物50％，葡萄糖酸氨与萘磺酸钾甲醛缩合物复配制得成品添加剂。
实施例12
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸钠50％、磺化丙酮-甲醛缩聚物50％，葡萄糖酸钠与磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。
实施例13
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸钾25％、淀粉工业废水(以固含量计)25％，萘磺酸钠甲醛缩合物50％，淀粉工业废水经ph值调整至7后先与葡萄糖酸钾复配，然后再与萘磺酸钠甲醛缩合物复配制得成品添加剂。
实施例14
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸钠25％、淀粉工业废水(以固含量计)25％，磺化丙酮-甲醛缩聚物50％，淀粉工业废水经ph值调整至7.2后先与葡萄糖酸钠复配，然后再与磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。
实施例15
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸钾30％、淀粉工业废水(以固含量计)40％，萘磺酸氨甲醛缩合物20％，磺化丙酮-甲醛缩聚物10％，淀粉工业废水经ph值调整至7.8后先与葡萄糖酸钾复配，然后再与萘磺酸氨甲醛缩合物和磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。
实施例16
一种环保型水煤浆添加剂，其包括的组分及重量百分比如下：葡萄糖酸氨40％、淀粉工业废水(以固含量计)30％，萘磺酸钠甲醛缩合物10％，磺化丙酮-甲醛缩聚物20％，淀粉工业废水经ph值调整至7.8后先与葡萄糖酸氨复配，然后再与萘磺酸钠甲醛缩合物和磺化丙酮-甲醛缩聚物复配制得成品添加剂。
下表为实施例1～16的环保型水煤浆添加剂的各组分重量配比方案
下面是申请人对现有的水煤浆添加剂以及本发明的实施例1-16的水煤浆添加剂进行实验测试，所得出的实验结果，性能测试方法为：
将煤样破碎、烘干、研磨，然后用不锈钢标准分析套筛进行筛分，制得符合超细磨工艺粒径分布的煤粉，在不同设定煤浆浓度下按配比将该级配煤粉、磨煤水及添加剂高速搅拌混匀成浆，测试制得水煤浆浓度、黏度、流动性、48小时稳定性等质量技术指标。
下表为实施例1～16的环保型水煤浆添加剂与现有添加剂的对比实验结果：
从上表中的对比数据可以看出本发明的方案制备的环保型水煤浆添加剂，在相同条件下与现有的水煤浆添加剂相比，用量少，水煤浆添加剂的添加率低，降低了制备水煤浆的成本，同时，制成的水煤浆浓度高，表观黏度低，流动性好，而且稳定性好，静置48小时无硬沉淀出现，明显提升了水煤浆的性能。本发明的环保型水煤浆添加剂制备的水煤浆，提高了水煤浆的浓度，并降低了黏度，因而不会形成粘滞性流体形态，不会产生磨煤机滚筒筛挂浆、跑浆的不利工况，很好地解决了现有的水煤浆制备工艺中急需解决的难题，提升了经济效益。此外，葡萄糖酸盐工业上一般以含有葡萄糖的物质(例如谷物)为原料，采用发酵法制得，无毒性，可通过普通生化处理迅速、完全地降解，淀粉工业废水是以农产品为原料，进行淀粉加工或深加工而产生的废水，本发明配方属环保设计，能有效减轻环境污染，全面满足绿色、生态保护要求，同时能够较好地实现废水中富含的水溶性糖类、蛋白质等物质资源的高效综合利用。
以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。