一种水煤浆添加剂及其使用方法和应用与流程

本发明涉及一种水煤浆添加剂及其使用方法和应用。

背景技术：

水煤浆是由煤、水、添加剂（包括分散剂、稳定剂和助剂）按一定比例，通过物理加工处理制成的新型洁净代油燃料，水煤浆添加剂是水煤浆技术的核心之一，性能良好的水煤浆添加剂能够使水煤浆具有较高的成浆浓度、剪切变稀的流变性能、良好的稳定性和优良的雾化燃烧性能。但现有的水煤浆添加剂存在对煤和工艺适应性差、成浆效果不理想、稳定性差、流变性能不能满足要求等问题，缺少性能优良的添加剂一度制约了我国水煤浆技术的发展。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水煤浆添加剂及其使用方法和应用，旨在解决现有的水煤浆添加剂的成浆效果不理想、稳定性差、粘度不能满足要求的问题。

本发明的技术方案如下：一种水煤浆添加剂，其中，包括分散剂和阿拉伯胶。

所述的水煤浆添加剂，其中，所述分散剂的加入量为水煤浆重量的0.3～1%，阿拉伯胶的加入量为水煤浆重量的0.1%。

所述的水煤浆添加剂，其中，还包括无机盐。

所述的水煤浆添加剂，其中，所述无机盐的加入量为水煤浆重量的0.1%。

所述的水煤浆添加剂，其中，所述分散剂采用但不限于苯磺酸盐类、木质素磺酸盐类、腐殖酸盐类、丙烯酸盐类、萘磺酸盐类的一种或多种组合。

所述的水煤浆添加剂，其中，所述分散剂采用苯磺酸盐类。

所述的水煤浆添加剂，其中，所述无机盐包括但不限于二价无机盐、三价无机盐的一种或两种组合。

所述的水煤浆添加剂，其中，所述无机盐包括二价无机盐。

一种如上述任一项所述的水煤浆添加剂的使用方法，其中，具体包括以下步骤：

s1：将水煤浆和分散剂按照比例混合，并通过搅拌机搅拌；

s2：加入阿拉伯胶并继续搅拌；

s3：加入无机盐，并搅拌。

一种如上述任一项所述的水煤浆添加剂在水煤浆中的应用。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种水煤浆添加剂及其使用方法和应用，添加剂包括分散剂、阿拉伯胶和无机盐，阿拉伯胶是一种很好的稳定剂，它可以在浆体中形成一定的网络结构，提高水煤浆的稳定性；阿拉伯胶与无机盐有很好的交联性，能增加水媒浆的粘度和稳定性；该水煤浆添加剂成本低廉、稳定效果好，满足使用要求。

附图说明

图1是本发明中水煤浆添加剂使用方法的步骤流程图。

图2是本发明中两种无机盐的流变曲线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

一种水煤浆添加剂，包括分散剂和阿拉伯胶，其中，所述分散剂的加入量为水煤浆重量的0.3～1%，阿拉伯胶的加入量为水煤浆重量的0.1%。

阿拉伯胶由原产于非洲北部与西部之间的洋槐类植物胶干分泌的粘液经过固化而得到，属于天然聚合物，由于天然聚合物的原料取自于可再生的植物、动物，且具有价格低廉、无毒性等特点，市场前景好。

具体地，所述水煤浆添加剂还包括无机盐，所述无机盐的加入量为水煤浆重量的0.1%。

具体地，所述分散剂采用但不限于苯磺酸盐类、木质素磺酸盐类、腐殖酸盐类、丙烯酸盐类、萘磺酸盐类的一种或多种组合。

本实施例中，经过试验发现，所述苯磺酸盐类的分散效果最好，故用此作分散剂。

本技术方案中，通过对二价无机盐（如）、三价无机盐（如）的对比实验表明，不同无机盐在不同程度上都增加了水煤浆浆体粘度：三价无机盐对水煤浆浆体的表观粘度影响最大（图2为两种无机盐的流变曲线）；而二价无机盐则增强了水煤浆浆体的假塑性，更有利于运输。

如图1所示，一种如上述所述的水煤浆添加剂的使用方法，具体包括以下步骤：

s1：将水煤浆和分散剂按照比例混合，并通过搅拌机搅拌；

s2：加入阿拉伯胶并继续搅拌；

s3：加入无机盐，并搅拌。

一种如上述所述的水煤浆添加剂在水煤浆中的应用。

根据上述所述，现通过试验加以验证：

经过试验发现，所述苯磺酸盐类的分散效果最好，故用此作分散剂；由于二价离子与阿拉伯胶交联的各方面效果最好，所以选择二价离子这种添加剂作为实验用药剂；

水煤浆的制备：原料煤采用大同煤，其工业分析见表1。煤的粒度分布：小于100目的占18.45%，100-200目的占38.47%，大于200目的占43.08%。

表1大同煤的工业分析数据

称取70g样煤，加入一定量的分散剂和水，用玻璃棒均匀搅拌后，再在搅拌机上搅拌5分钟，然后加入一定量的阿拉伯胶并继续搅拌，最后加入无机盐搅拌。

加入分散剂的大同煤浆表观粘度为400mpa·s，且在一天内就产生了沉淀。加入阿拉伯胶（分散剂加入量1%，阿拉伯胶加入量0.1%，煤浆浓度67.18%）后的粘度变化见表2。

表2水煤浆加入阿拉伯胶后的稳定性及粘度变化

其中，水煤浆加入阿拉伯胶及无机盐后的稳定性和粘度变化见表3

表3水煤浆加入阿拉伯胶及无机盐后的稳定性和粘度变化

根据上述实验，可得出以下结论：阿拉伯胶是一种高聚物，是一种很好的稳定剂，加入到水煤浆后可形成类似胶体的网络结构，使水煤浆存放一定时间后粘度变大，但剪切搅拌后流动性很好，沉淀后用玻璃棒搅动可再生；在存放期间，水煤浆中小颗粒相互作用形成溶胶，且大小颗粒之间由于粘附作用而形成絮团，导致结构稳定，防止大颗粒快速沉降，同时，经剪切搅拌后，网络结构在外力作用下，小颗粒脱离大颗粒，网络结构破坏，浆体具有了流动性，呈现为假塑性流体；而水煤浆的理想状态就是既形成具有稳定性的网络结构又要有一定的触变性，保证运输，阿拉伯胶的加入正好使水煤浆具备上述性能。

阿拉伯胶与无机盐的交联作用是建立在煤粒表面一电位与煤粒亲水性关系基础上的；外加无机盐会使煤颗粒表面电性降低，颗粒间静电斥力降低，增加煤粒间相互凝聚的趋势，增强了网络结构的胶体性质，使得大小颗粒形成溶胶和絮团的相互作用力增大，从而增加了水煤浆浆体的粘性；无机盐除了具有压缩双电层的作用外，还可吸附在稳定剂（即阿拉伯胶）上和煤粒表面上，增大稳定剂在煤粒表面的粘附几率和粘附力，同时稳定剂之间的架桥作用也得到了加强。

因此，阿拉伯胶是一种很好的稳定剂，不但可以在水煤浆浆体中形成一定的网络结构，提高水煤浆的稳定性；加入稳定剂（即阿拉伯胶）的同时加入无机盐，彼此间可形成交联作用，加强了水煤浆浆体的网络结构。

本技术方案中，添加剂包括分散剂、阿拉伯胶和无机盐，阿拉伯胶是一种很好的稳定剂，它可以在浆体中形成一定的网络结构，提高水煤浆的稳定性；阿拉伯胶与无机盐有很好的交联性，能增加水媒浆的粘度和稳定性；该水煤浆添加剂成本低廉、稳定效果好，满足使用要求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。