一种利用工业废水制备的水煤浆及工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水煤浆的生产技术领域，具体涉及一种采用工业废水制备的水煤浆及 工艺方法。
【背景技术】
[0002] 水煤浆（简称CWM)是一种经济、洁净、可替代石油和天然气的液体燃料和化 工原料，它由大约65%的煤、34%的水和1%左右的添加剂通过物理加工方法制成，既保持了 煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性。水煤浆改变了煤的传统燃烧方 式，其燃烧效率可达95%以上，且二氧化硫、氮氧化物排放量及烟尘浓度均达到环保要求， 应用极为广泛，并显示出了巨大的节能环保优势。与煤炭的液化、气化相比，水煤浆投资少、 成本低，在中国能源发展计划中具有十分重要的战略意义。
[0003] 水煤浆的制备对水的消耗量极大，例如，生产10万吨水煤浆需用水3. 5万吨左右， 再加上清洗设备等工业常规需求，用水量不容忽视。因此，如果能够科学利用污水(如工业 废水、生活废水等)，使其代替清水作为水煤浆生产用水，能为国家和企业带来可观的经济 效益和社会效益。此外，污水回收利用避免了其对环境的污染，还解决了一定的环境问题， 可谓一举多得。
[0004] 由于水煤浆制备对煤和水质都有一定的要求，二十多年来一直采用清水制备水煤 浆，在确保水煤浆的浓度及煤颗粒粒度时所制得的水煤浆稳定性偏低，粘度普遍偏大，主 要原因是水煤浆的浓度、粘度、稳定性及煤颗粒粒度四项指标的要求是互相矛盾和相互制 约的，例如浓度高、粒度细就不利于降低粘度，粘度低、粒度粗又会使稳定性变差。为提高燃 烧效率，GB/T18855-2008规定：粒度上限为300微米，74微米筛余大于75%，平均颗粒直径 在70微米以下。
[0005] 现有的技术方法中，有通过VAE废液制备水煤浆，例如CN104073306公开了采用将 VAE废液PH值调节到7?9,采用山西大同煤制备水煤浆，粒度上限1000微米，平均粒度 100?200微米，粒度分布范围100?710微米。CN104073306中公开了 VAE废水制浆，平 均粒度100?200微米。粒度过粗不利于提高燃烧效率。有的陶瓷企业采用酚水所制水煤 楽的浓度为45%?48%,不但稳定性差,而且还增加了耗氧量。
[0006] 从VAE废液制浆中，煤的粒度分布在100?710微米，与水煤浆的新旧标准GB/ T18855-2002、GB/T18855-2008都有很大的差距，不利于提高水煤浆的燃烧效率，而且颗粒 粗，稳定性很难达到要求。有的陶瓷企业采用酚水制备水煤浆的浓度在50%以下，以上所述 的水煤浆均不符合国家技术标准。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种利用工业废水制备的水煤浆及工艺方 法，在节约用水、降低成本的同时，还可节省对工业废水进行后处理的费用以及避免工业废 水对环境的污染。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种利用工业废水制备的水煤 浆，包含煤粉、工业废水及添加剂，添加剂包括分散剂和稳定剂，分散剂成分中阴离子表面 活性剂与非离子表面活性剂重量比为8:2,其中，阴离子表面活性剂为萘磺酸盐甲醛缩合 物、木质素磺酸盐、聚烯烃磺酸盐、聚羧酸盐中的两种或三种组合物，非离子表面活性剂为 脂肪醇酯或脂肪酸酯，稳定剂成份中羟丙基甲基纤维素、淀粉、木质纤维素重量比为89 : 10 :1。
[0009] 优选情况下，添加剂的总重量为煤粉和工业废水总重量的0. 5?1%。
[0010] 优选情况下，煤粉的原料煤为陕西煤、甘肃煤或新疆煤。
[0011] 优选情况下，工业废水含有槟榔碱、鞣质、木质素、糖甜味剂、蛋白质、香精香料、氢 氧化钙成分。
[0012] 优选情况下，工业废水含有醚类、醇类有机化合物成分。
[0013] 优选情况下，工业废水含有酚、氨、氰化物、硫化物成分。
[0014] 优选情况下，相对于100重量份的煤粉，所述工业废水的用量为45?65重量份。
[0015] 优选情况下，相对于100重量份的煤粉，所述工业废水的用量为50?60重量份。
[0016] 一种制备上述水煤浆的工艺方法，包括以下步骤：先将原料煤输送到破碎机破碎， 形成煤粉；在双搅处加入工业废水和分散剂，通过单搅进入球磨机研磨，形成煤浆；煤浆 在磨浆机出口处流入振动筛，过滤去除大颗粒杂物和纤维质杂质后，流入均质桶进行强搅； 将煤浆泵入中间桶，加入稳定剂搅拌均匀并熟化；将成品水煤浆泵入成品罐储存。
[0017] 优选情况下，水煤浆中煤粉平均颗粒直径为40?99微米。
[0018] 本发明具备的有益效果：工业废水必须经过后续处理，以防止直接排放对环境造 成严重污染和对人体造成损伤。根据本发明制备的水煤浆产品成本比利用清水制浆添加剂 成本略有增加，水煤浆的各项技术指标均达到标准要求。此外，本发明充分利用工业废水， 不但节约了水资源，而且节约了废水处理费用，通过水煤浆1000?1200°c高温燃烧实现工 业废水的无害化处理。
【具体实施方式】
[0019] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面结合 实施例对本发明作进一步详细说明。
[0020] 本发明实施例中，所用工业废水分别来自湖南口味王集团、湖南胖哥食品有限公 司（标记为废水1);株洲海利精细化工有限公司、湖南昊华化工(标记为废水2);衡阳衡利 丰、湖南智成化工(标记为废水3)。
[0021] 所用原料煤分别为陕西煤(标记为煤X)、甘肃煤（标记为煤G)、新疆煤（标记为 煤J)。
[0022] 所述水煤浆样品的试样按GB/T18856. 1进行采样和制备；水煤浆的浓度(重量％) 根据GB/T18856. 2进行测定；水煤浆的表观粘度(浆体温度20°C，剪切率IOOiT1)根据GB/ T18856. 4进行测定；水煤浆中煤粉的粒度（74 μ m筛余大于75%)根据GB/T18856. 3进行测 定；稳定性（3个月无硬沉淀）根据GB/T213的方法进行测定。
[0023] 实施例1 本实施例用于说明本发明提供的水煤浆的制备。
[0024] ( I)将废水1进行油水分离； (2) 在搅拌下，将100重量份的煤X、64重量份的上述废水1以及0. 492重量份的分散 剂和1. 066重量份稳定剂，并用湿法磨浆机进行湿法磨浆，得到水煤浆产品Xl ; (3) 从Xl中采样并制备待测定的水煤浆样品，测定水煤浆样品中煤粉的粒度、水煤浆 样品的浓度、表观粘度，并静置3个月测试稳定性，结果如表1所示。
[0025] 实施例2 本实施例用于说明本发明提供的水煤浆的制备。
[0026] (1)将废水2进行油水分离； (2) 在搅拌下，将100重量份的煤X、64重量份的上述废水2以及0. 820重量份的分散 剂和0. 820重量份的稳定剂，并用湿法磨浆机进行湿法磨浆，得到水煤浆产品X2 ; (3) 从X2中采样并制备待测定的水煤浆样品，测定水煤浆样品中煤粉的粒度、水煤浆 样品的浓度、表观粘度，并静置3个月测试稳定性，结果如表1所示。
[0027] 实施例3 本实施例用于说明本发明提供的水煤浆的制备。
[0028] (1)将废水3进行油水分离； (2) 在搅拌下，将100重量份的煤X、64重量份的上述废水3以及1. 14