一种生物质水煤浆的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种生物质水煤浆的制备方法，属于水煤浆技术领域。针对传统工艺原料要求高，制备的水煤浆黏度大、流动性差、浓度不高的问题，本发明提供了一种生物质水煤浆的制备方法，本发明采用氧化玉米淀粉的方式对其进行降解处理，再用过氧化氢与亚铁离子作为引发剂，将降解淀粉与乙烯基单体进行接枝共聚，制得改性淀粉水煤浆分散剂，最后将改性淀粉水煤浆分散剂与水、粒度级配煤粉混合，降低水煤浆粘度，提高流动性和浓度，再添加酒糟干粉，利用酒糟与煤之间在炭反应性、焦油形成及减少污染物排放等方面的协同作用，改善煤气化的单一性，从而达到节能环保的效果，制得生物质水煤浆。
【专利说明】
_种生物质水煤楽的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种生物质水煤浆的制备方法，属于水煤浆技术领域。
【背景技术】
[0002]水煤浆是国家洁净煤计划发展中的一项重要技术，其作为洁净煤燃料和气化原料，一直受到国家及地方政府部门的重视，自20世纪80年代初研发以来，历经30余年的科技攻关与生产实践，形成了多个科研试验基地和生产应用示范基地，水煤浆技术也不断取得创新发展，现已进入工业化推广应用阶段。
[0003]近年来，随着中等变质炼焦煤种资源的紧张和煤价的不断攀升，开拓新的制浆原料煤源、研发新的制浆工艺技术，以满足水煤浆产业化发展需求成为重中之重。为此，科技工作者通过反复试验研究各种煤炭资源性质及其成浆性能，分析、化验各类废弃物资的成分组成及其可利用物的价值，并针对可供选择的制浆用原料，以粒度级配模型为指导，提出选择性粗磨和超细磨组合的循环制浆工艺理念，开发出“多破少磨、分级研磨、超细浆返流、优化级配”等制浆新工艺，并通过大量的试验研究确定最佳的细浆返流比，实现不同粒级的分级研磨，解决水煤浆粒度分布不可控的技术难题，使利用低阶煤制备的气化煤浆浓度提高3%?5%，目前传统工艺原料要求高，制备的水煤浆黏度大、流动性差、浓度不高，因此，对水煤浆制浆工艺的研究显得尤为重要。
[0004]酒糟是酿酒行业的主要副产物，如果不加以利用或处理，酒糟容易腐败变质，不仅浪费了宝贵的资源，还会产生刺激性气味，对周边环境造成严重污染，目前，已有大量学者在对其资源化再利用进行研究，主要集中在提取蛋白质、氨基酸、纤维素酶和微量元素、酿醋、培养食用菌等方面，但其工序较复杂，成本较高，并且白酒抛糟时间集中，用以上处理方法难以短时间消纳大量的酒糟。此外，利用酒糟厌氧发酵生产沼气是近年来对酒糟利用较多的一条途径，但是几乎所有方法都地会产生二次渣和废水，不但不能从根本上解决酒糟的堆积问题，还可能造成二次污染，使其处理成本增加。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题:针对传统工艺原料要求高，制备的水煤浆黏度大、流动性差、浓度不高的问题，本发明提供了一种生物质水煤浆的制备方法，本发明采用氧化玉米淀粉的方式对其进行降解处理，再用过氧化氢与亚铁离子作为引发剂，将降解淀粉与乙烯基单体进行接枝共聚，制得改性淀粉水煤浆分散剂，最后将改性淀粉水煤浆分散剂与水、粒度级配煤粉混合，降低水煤浆粘度，提高流动性和浓度，再添加酒糟干粉，利用酒糟与煤之间在炭反应性、焦油形成及减少污染物排放等方面的协同作用，改善煤气化的单一性，从而达到节能环保的效果，制得生物质水煤浆。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
(I)称取35?40g玉米淀粉，加入65?70mL去离子水中，以300?400r/min搅拌混合10?15min，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至9.0?9.5后，加入5?1mL质量分数为0.2%硫酸铁溶液，并以0.2?0.5mL/min滴加过氧化氢10?15min，搅拌加热至40?45°C，反应3?4h后，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至中性，过滤，用去离子水洗涤滤渣2?3次，置于60?70°C干燥箱中干燥3~4h，转入粉碎机中粉碎，过200目筛，得氧化淀粉；
(2)称取75?80g玉米淀粉，与25?27g上述氧化淀粉混合，加入180?200mL去离子水中，在40-450C下搅拌15?20min，继续加热至90?95°C，恒温搅拌至淀粉完全糊化，降温至55?60°C，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至7.5-8.0,加入3?5g七水合硫酸铁，搅拌混合均匀，以0.2?0.5mL/min滴加过氧化氢、丙稀酸、苯乙稀磺酸钠质量比为I: 3:1的混合液50?60min，保持温度反应3?4h，冷却至室温，用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节pH至7?8，转入105?IlO0C干燥箱中干燥至恒重，得改性淀粉水煤浆分散剂，备用；
(3)将无烟煤加入粉碎机中粉碎，并置于105?110°C干燥箱中干燥至恒重，用40目、120目、200目、300目4种筛子在振筛机上筛分煤粉，按重量份数计，称取6?8份40目以上的煤粉，12?15份40?120目的煤粉，40?42份120?200目的煤粉，20?25份200?300目的煤粉，12?15份300目以下的煤粉，混合均匀，得粒度级配煤粉，备用；
(4)称取30?50g白酒酒糟，在通风条件下自然风干，再将其置于105?110°C干燥箱中干燥至恒重，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得酒糟干粉；
(5)按重量份数计，称取0.4-0.5份上述步骤(2)制备的改性淀粉水煤浆分散剂，加入30?32份去离子水中，以300?400r/min搅拌分散10?15min，加入65?70份上述步骤(3)制备的粒度级配煤粉，2?3份上述酒糟干粉，以1000?1200r/min搅拌5?1min，静置5?8min，得生物质水煤浆。
[0007]本发明的应用方法是:本发明制备的生物质水煤浆可作为煤浆燃烧器的清洁燃料，比传统燃料燃烧效率提高20?30%，且最大成浆浓度可达66?68%，表观黏度为900?950mPa.s，有效提高了水煤浆的稳定性和流动特性。
[0008]本发明的有益技术效果是:
(1)本发明制备的生物质水煤浆黏度适中、流动性好、浓度高；
(2)本发明制备的生物质水煤浆污染物排放少，节能环保。
【具体实施方式】
[0009]称取35?40g玉米淀粉，加入65?70mL去离子水中，以300?400r/min搅拌混合10?15min，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至9.0?9.5后，加入5?1mL质量分数为0.2%硫酸铁溶液，并以0.2?0.5mL/min滴加过氧化氢10?15min，搅拌加热至40?45°C，反应3?4h后，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至中性，过滤，用去离子水洗涤滤渣2?3次，置于60?70°C干燥箱中干燥3?4h，转入粉碎机中粉碎，过200目筛，得氧化淀粉;称取75?SOg玉米淀粉，与25?27g上述氧化淀粉混合，加入180?200mL去离子水中，在40?45°C下搅拌15?20min，继续加热至90?95°C，恒温搅拌至淀粉完全糊化，降温至55?60°C，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至7.5~8.0，加入3?5g七水合硫酸铁，搅拌混合均勾，以0.2?0.5mL/min滴加过氧化氢、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠质量比为I:3:1的混合液50?60min，保持温度反应3~4h，冷却至室温，用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节pH至7?8，转入105?110°C干燥箱中干燥至恒重，得改性淀粉水煤浆分散剂;将无烟煤加入粉碎机中粉碎，并置于105?I10C干燥箱中干燥至恒重，用40目、120目、200目、300目4种筛子在振筛机上筛分煤粉，按重量份数计，称取6?8份40目以上的煤粉，12?15份40?120目的煤粉，40?42份120?200目的煤粉，20?25份200~300目的煤粉，12?15份300目以下的煤粉，混合均匀，得粒度级配煤粉;称取30?50g白酒酒糟，在通风条件下自然风干，再将其置于105?110°C干燥箱中干燥至恒重，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得酒糟干粉；
按重量份数计，称取0.4-0.5份上述制备的改性淀粉水煤浆分散剂，加入30?32份去离子水中，以300?400r/min搅拌分散10?15min，加入65?70份上述制备的粒度级配煤粉，2?3份上述酒糟干粉，以1000?1200r/min搅拌5?1min，静置5?8min，得生物质水煤浆。
[0010]实例I
称取35g玉米淀粉，加入65mL去离子水中，以300r/min搅拌混合lOmin，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至9.0后，加入5mL质量分数为0.2%硫酸铁溶液，并以0.2mL/min滴加过氧化氢1min，搅拌加热至40 V，反应3h后，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至中性，过滤，用去离子水洗涤滤渣2次，置于60°C干燥箱中干燥3h，转入粉碎机中粉碎，过200目筛，得氧化淀粉;称取75g玉米淀粉，与25g上述氧化淀粉混合，加入180mL去离子水中，在40°C下搅拌15min，继续加热至90°C，恒温搅拌至淀粉完全糊化，降温至55°C，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至7.5，加入3g七水合硫酸铁，搅拌混合均勾，以0.2mL/min滴加过氧化氢、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠质量比为I: 3:1的混合液50min，保持温度反应3h，冷却至室温，用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节pH至7，转入105 °C干燥箱中干燥至恒重，得改性淀粉水煤浆分散剂;将无烟煤加入粉碎机中粉碎，并置于105°C干燥箱中干燥至恒重，用40目、120目、200目、300目4种筛子在振筛机上筛分煤粉，按重量份数计，称取6份40目以上的煤粉，12份40?120目的煤粉，40份120?200目的煤粉，20份200~300目的煤粉，12份300目以下的煤粉，混合均匀，得粒度级配煤粉;称取30g白酒酒糟，在通风条件下自然风干，再将其置于105°C干燥箱中干燥至恒重，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得酒糟干粉;按重量份数计，称取0.4份上述制备的改性淀粉水煤浆分散剂，加入30份去离子水中，以300r/min搅拌分散1min，加入65份上述制备的粒度级配煤粉，2份上述酒糟干粉，以100r/min搅拌5min，静置5min，得生物质水煤浆。
[0011]本发明的应用方法是:本发明制备的生物质水煤浆可作为煤浆燃烧器的清洁燃料，比传统燃料燃烧效率提高20%，且最大成浆浓度可达66%，表观黏度为900mPa.s，有效提高了水煤浆的稳定性和流动特性。
[0012]实例2
称取38g玉米淀粉，加入68mL去离子水中，以350r/min搅拌混合12min，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至9.2后，加入8mL质量分数为0.2%硫酸铁溶液，并以0.3mL/min滴加过氧化氢12min，搅拌加热至42°C，反应3.5h后，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至中性，过滤，用去离子水洗涤滤渣2次，置于65°C干燥箱中干燥3.5h，转入粉碎机中粉碎，过200目筛，得氧化淀粉;称取78g玉米淀粉，与26g上述氧化淀粉混合，加入190mL去离子水中，在42°C下搅拌18min，继续加热至92°C，恒温搅拌至淀粉完全糊化，降温至58°C，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至7.8，加入4g七水合硫酸铁，搅拌混合均勾，以0.3mL/min滴加过氧化氢、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠质量比为1:3:1的混合液55min，保持温度反应3.5h，冷却至室温，用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节pH至7.5，转入108°C干燥箱中干燥至恒重，得改性淀粉水煤浆分散剂;将无烟煤加入粉碎机中粉碎，并置于108°C干燥箱中干燥至恒重，用40目、120目、200目、300目4种筛子在振筛机上筛分煤粉，按重量份数计，称取7份40目以上的煤粉，13份40?120目的煤粉，41份120?200目的煤粉，22份200~300目的煤粉，13份300目以下的煤粉，混合均匀，得粒度级配煤粉;称取40g白酒酒糟，在通风条件下自然风干，再将其置于108 0C干燥箱中干燥至恒重，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得酒糟干粉;按重量份数计，称取0.5份上述制备的改性淀粉水煤浆分散剂，加入31份去离子水中，以350r/min搅拌分散12min，加入67份上述制备的粒度级配煤粉，2.5份上述酒糟干粉，以1100r/min搅拌8min，静置6min，得生物质水煤浆。
[0013]本发明的应用方法是:本发明制备的生物质水煤浆可作为煤浆燃烧器的清洁燃料，比传统燃料燃烧效率提高25%，且最大成浆浓度可达67%，表观黏度为920mPa.s，有效提高了水煤浆的稳定性和流动特性。
[0014]实例3
称取40g玉米淀粉，加入70mL去离子水中，以400r/min搅拌混合15min，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至9.5后，加入1mL质量分数为0.2%硫酸铁溶液，并以0.5mL/min滴加过氧化氢15min，搅拌加热至45 °C，反应4h后，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至中性，过滤，用去离子水洗涤滤渣3次，置于70 °C干燥箱中干燥4h，转入粉碎机中粉碎，过200目筛，得氧化淀粉;称取80g玉米淀粉，与27g上述氧化淀粉混合，加入200mL去离子水中，在45 °C下搅拌20min，继续加热至95°C，恒温搅拌至淀粉完全糊化，降温至60°C，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至8.0，加入5g七水合硫酸铁，搅拌混合均勾，以0.5mL/min滴加过氧化氢、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠质量比为1:3:1的混合液60min，保持温度反应4h，冷却至室温，用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节pH至8，转入110 °C干燥箱中干燥至恒重，得改性淀粉水煤浆分散剂;将无烟煤加入粉碎机中粉碎，并置于110°C干燥箱中干燥至恒重，用40目、120目、200目、300目4种筛子在振筛机上筛分煤粉，按重量份数计，称取8份40目以上的煤粉，15份40~120目的煤粉，42份120?200目的煤粉，25份200~300目的煤粉，15份300目以下的煤粉，混合均匀，得粒度级配煤粉;称取50g白酒酒糟，在通风条件下自然风干，再将其置于110°C干燥箱中干燥至恒重，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得酒糟干粉;按重量份数计，称取0.5份上述制备的改性淀粉水煤浆分散剂，加入32份去离子水中，以400r/min搅拌分散15min，加入70份上述制备的粒度级配煤粉，3份上述酒糟干粉，以1200r/min搅拌1min，静置8min，得生物质水煤浆。
[0015]本发明的应用方法是:本发明制备的生物质水煤浆可作为煤浆燃烧器的清洁燃料，比传统燃料燃烧效率提高30%，且最大成浆浓度可达68%，表观黏度为950mPa.s，有效提高了水煤浆的稳定性和流动特性。
【主权项】
1.一种生物质水煤浆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)称取35?40g玉米淀粉，加入65?70mL去离子水中，以300?400r/min搅拌混合10?15min，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至9.0?9.5后，加入5?1mL质量分数为0.2%硫酸铁溶液，并以0.2?0.5mL/min滴加过氧化氢10?15min，搅拌加热至40?45°C，反应3?4h后，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至中性，过滤，用去离子水洗涤滤渣2?3次，置于60?70°C干燥箱中干燥3~4h，转入粉碎机中粉碎，过200目筛，得氧化淀粉； (2)称取75?80g玉米淀粉，与25?27g上述氧化淀粉混合，加入180?200mL去离子水中，在40-450C下搅拌15?20min，继续加热至90?95°C，恒温搅拌至淀粉完全糊化，降温至55?60°C，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至7.5-8.0,加入3?5g七水合硫酸铁，搅拌混合均匀，以0.2?0.5mL/min滴加过氧化氢、丙稀酸、苯乙稀磺酸钠质量比为I: 3:1的混合液50?60min，保持温度反应3?4h，冷却至室温，用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节pH至7?8，转入105?IlO0C干燥箱中干燥至恒重，得改性淀粉水煤浆分散剂，备用； (3)将无烟煤加入粉碎机中粉碎，并置于105?110°C干燥箱中干燥至恒重，用40目、120目、200目、300目4种筛子在振筛机上筛分煤粉，按重量份数计，称取6?8份40目以上的煤粉，12?15份40?120目的煤粉，40?42份120?200目的煤粉，20?25份200?300目的煤粉，12?15份300目以下的煤粉，混合均匀，得粒度级配煤粉，备用； (4)称取30?50g白酒酒糟，在通风条件下自然风干，再将其置于105?110°C干燥箱中干燥至恒重，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得酒糟干粉； (5)按重量份数计，称取0.4-0.5份上述步骤(2)制备的改性淀粉水煤浆分散剂，加入30?32份去离子水中，以300?400r/min搅拌分散10?15min，加入65?70份上述步骤(3)制备的粒度级配煤粉，2?3份上述酒糟干粉，以1000?1200r/min搅拌5?1min，静置5?8min，得生物质水煤浆。
【文档编号】C10L1/32GK106010696SQ201610547339
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】张静, 王龙
【申请人】张静