一种多组分水煤浆添加剂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学试剂制备技术领域，尤其属于煤炭能源应用技术领域的水煤浆添 加剂制备技术领域，特别设及一种多组分高效水煤浆添加剂及其应用。
【背景技术】
[0002] 我国是一个煤炭丰富而石油匿乏的国家，煤炭资源占化石资源总量的96%W上， 国内能源生产、消费也W煤炭为主，而煤炭对生态环境造成了严重的危害。控制煤炭在加工 和利用过程中造成的污染，减排S〇2、C〇2、TSP及NOy,节约煤炭，是促进我国能源安全供应， 实施可持续发展能源战略的必然要求和现实选择。水煤浆作为一种新型的洁净能源，既保 留了煤的燃烧特性，又有类似重油的液态燃烧应用特点，其成功运用对于推动煤炭的洁净 利用具有举足轻重的现实意义。
[0003] 水煤浆是通过一定的加工工艺，将一定粒度分布的煤粒分散于水中而制得的一种 浆状粗颗粒悬浮体系，主要W60~73 %的煤粉、30~40 %的水，W及适量的添加剂组成，具 有一定的流动性和稳定性，可储存、累送、雾化与稳定燃烧，且燃烧效率高，可显著减少S化、 NO,的排放。为具备上述性能要求，水煤浆的煤含量要高，才能降低热值损失，表观粘度要在 IOOs1的剪切速率下不超过ISOOmPa?S才能便于累送和雾化，要具有良好的稳定性才能防 止在储存和运输中产生沉淀。但由于煤是疏水性物质而水却具有较强的极性，水煤浆中的 煤粒由于相互之间的疏水作用而易于团聚和沉淀，煤-水分散体系因而易于被破坏，产生 煤水分离，要改善运些性能，在制浆时必须加入少量的添加剂。
[0004] 水煤浆添加剂主要分为分散剂、稳定剂，W及其他辅助添加剂，如消泡剂、调整剂、 防霉剂等，其中分散剂最为重要。目前市场上应用较多的分散剂主要是糞横酸盐缩合物和 木质素横酸盐缩合物。糞系分散剂通常具有较优的分散性能，且浆体流型好，不足之处是稳 定性较差，容易产生硬沉淀。木质素系分散剂的主要优点是原料丰富、价格低廉、成浆稳定 性好，缺点是制浆黏度大、成浆浓度低、流型粗糖、杂质含量大、处理困难。
【发明内容】
阳〇化]本发明的目的在于解决水煤浆在使用过程中，浆体粘度高、稳定性差、煤粉浓度不 高的问题，而提供一种多组分高效水煤浆添加剂，及其在水煤浆制备中的应用。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用了W下的技术方案：一种多组分高效水煤浆添加 剂，其特征在于由聚簇酸系分散剂、表面活性剂、纤维素酸、憐酸盐、无机碱组成，各组分重 量份数如下：
[0007] 聚簇酸系分散剂：50~80份；表面活性剂：10~60份；纤维素酸：5~45份；憐 酸盐：1~15份；无机碱：0~3份。
[0008] 所述聚簇酸系分散剂是小单体与大单体的共聚物；其中小单体是甲基丙締酸、丙 締酸、马来酸酢、丙締酸径乙醋、丙締酸径丙醋、甲基丙締酸径乙醋、丙締酷胺、締丙基横酸 钢或甲基丙締横酸钢中一种或几种的混合物；大单体是异戊締醇聚氧乙締酸、异下締醇聚 氧乙締酸、异下締醇聚氧乙締聚氧丙締酸、径下基聚乙二醇締基酸中一种或两种的混合物。
[0009] 所述聚簇酸系分散剂的平均分子量为10000~100000。
[0010] 所述表面活性剂为壬基酪聚氧乙締酸、脂肪醇聚氧乙締酸、聚乙二醇、乙二醇、 十二烷基苯横酸钢、山梨糖醇聚氧乙締酸、山梨糖醇聚氧乙締酸、月桂醇硫酸钢中、聚氧乙 締聚氧丙締聚氧下締嵌段聚酸的一种或几种的混合物。
[0011] 所述纤维素酸为簇甲基纤维素酸、径乙基纤维素酸或径丙基纤维素酸中的一种或 几种的混合物。
[0012] 所述憐酸盐为=聚憐酸钢、六偏憐酸钢或憐酸=钢中的任意一种。
[0013] 所述无机碱为氨氧化钢或氨氧化钟其中任意一种。
[0014] 本发明中多组分高效水煤浆添加剂的应用方法：
[0015] 上述多组分高效添加剂的用量为干基煤粉重量的0. 2~0. 6%。
[0016] 应用方法包括：将上述的添加剂配成任意浓度的水溶液，然后按一定的渗入量加 入到干基煤粉中揽拌均匀，在实际生产应用中，也可根据不同需求，将各所需成分按先后顺 序加入，W避免设备、管道腐蚀，W及提升使用效果。由本发明中的多组分高效添加剂可生 成一种价格适中、品质优异、分散稳定性好、污染小的水煤浆，具有较强的经济性、可实施 性，W及环保性。
[0017]聚簇酸系分散剂是目前正在发展起来的新一代水煤浆分散剂，分子结构呈梳形， 主链一般为脂肪链段，并含聚氧乙締长侧链及多种功能基团（如径基、簇基、横酸基、醋基、 酷胺基等）。当聚簇酸系分散剂添加到煤-水混合物中，通过疏水主链吸附在煤粒表面，簇 基、横酸基增强煤粒间的静电斥力；聚氧乙締侧链延展在水溶液中，其酸键上的氧与水分子 形成氨键，从而形成亲水性立体膜，在固液界面产生润湿、吸附作用，从而同时对体系产生 分散、稳定作用。在水煤浆制备过程中聚簇酸系分散剂用量较糞系、木质素横酸盐系分散剂 更小。同时，聚簇酸系分散剂中几乎不含硫元素，进一步降低了水煤浆燃烧的S〇2排放，减少 污染。此外，通过添加剂的复配制浆会产生协同效应，可使复配后的添加剂整体性能优于使 用单一添加剂的制浆性能，降低浆体粘度、提高制浆浓度、减少添加剂总用量，达到低成本、 高效能的作用。 阳01引与现有技术相比，本发明具有W下优点和积极效果：
[0019] (1)本发明采用了聚簇酸系分散剂分散水煤浆，该分散剂具有较长的碳链，同时含 有亲水和亲油基团、较多的活性吸附点W及能起到空间排斥作用的聚氧乙締酸的长支链， 能同时起到分散剂和稳定剂的作用，并且在水煤浆制备过程中用量少，在制备过程中不含 硫元素，减少了污染，具有高效、环保等优点。
[0020] 似聚簇酸系分散剂、表面活性剂、憐酸盐的复配，有利于改变煤炭颗