高浓度水煤浆的制作方法

专利名称:高浓度水煤浆的制作方法
本发明属于一种新型的液体燃料-水煤浆。即以煤粉分散在水中，加入添加剂，制成粘度小、浓度高的一种液体燃料。这种煤浆可以经过喷咀喷入炉中燃烧，可以用来制造煤气，也可以进行管道运输。
在制备水煤浆中，添加剂具有十分重要的作用，它能影响煤浆的流动性、稳定性以及燃烧性能。
在水煤浆中广泛使用的添加剂有聚氧化乙烯衍生物〔EP109740;JP8418791〕、皂类〔US4，435，306〕，聚乙二亚胺〔JP83215490〕、木质素磺酸盐〔US4，104，035〕、萘磺酸盐衍生物甲醛聚加物〔US4，282，006〕等。但这些添加剂多半是合成产物，有的价格昂贵，有的资源有限，不能满足工业生产的需要，有必要寻求新的添加剂。
本发明的内容是使用草炭、风化煤或褐煤所制成的腐植酸盐或腐植酸磺酸盐衍生物，作为制备煤含量在55%以上的水煤浆添加剂，无论是单独使用还是和其他添加剂混合使用，均能制得粘度低、稳定性好的水煤浆。
本发明是以以下方式来实现的，使用经过粉碎的煤粉，其最大颗粒不超过300微米，将此煤粉与含有添加剂的水溶液相混合，其比例为煤粉55-75份，添加剂溶液45-25份，经过充分搅拌后，即可制得流动性和稳定性均好的水煤浆。添加剂为腐植酸盐或为上述腐植酸盐经过磺化形成的腐植酸磺酸盐。所使用的腐植酸盐类，可以单独使用，也可以和其他添加剂如脂肪酸皂、印磷脂、聚乙二醇衍生物、木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物、聚丙烯醯胺衍生物等一起使用，以改善水煤浆的稳定性。
本发明中所用的腐植酸钠是用草炭、风化煤或褐煤加氢氧化钠，经过100℃加热，取其上层清液蒸干而得。如要制备腐植酸磺酸钠，可将上述清液加入无水亚硫酸钠，然后在100℃反应二小时，取其上层清液蒸干而得。
经测定，腐植酸钠的分子量在10，000到50，000之间，添加剂用量为煤干基的0.01-10%，如用二种添加剂，则腐植酸盐第二种添加剂＝1∶1-1∶0.1。
为了说明本发明的性质与优点，举例如下。但本发明并不局限于这些例子。
实施例一取煤粉65克，其最大粒度不超过300微米，逐步加入到35毫升含有0.4克腐植酸钠盐(Ⅰ)的溶液中，配成浓度为65%的水煤浆。使用同样方法，制备含有腐植酸磺酸钠盐(Ⅱ)和十二烷基磺酸钠盐(Ⅲ)的水煤浆，其中(Ⅲ)是用来作对比用的。在同心圆筒粘度计中测量其粘度，测量粘度时所用的剪切速率为5秒-1。结果见表1。
表1 不同添加剂的影响
从表1可以看出，(Ⅰ)与(Ⅱ)有明显的降低水煤浆粘度和改良稳定性的作用。
实施例二使用实施例一所用的煤粉，加入不同的添加剂(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)，制得不同浓度的水煤浆，并使添加剂对煤干基的比例保持在1∶100，测出其粘度。结果见表2;从表2可以看出用(Ⅰ)、(Ⅱ)添加剂可以将浓度做到70%或更高。
表2不同浓度水煤浆的粘度值
粘度(厘泊)值是在切变速率为5秒-1时测得的。
实施例三使用实施例一中所用煤粉70克，加入三个溶液中，一个是添加剂(Ⅰ)的水溶液，一个是萘基苯磺酸钠甲醛缩合物(Ⅳ)的水溶液，第三个是(Ⅰ)号和(Ⅳ)号添加剂的混合水溶液，制成70%的水煤浆，经24小时后观察其表面析水及沉淀情况，所得的水煤浆稳定性列表如下表3 不同添加剂对水煤浆稳定性的影响<tables id="table2" num="002"><table align="center">添加剂成分24小时后表面析水量沉淀情况Ⅰ0.7克1ml软Ⅰ 0.4克＋Ⅳ0.3克2.5ml软到硬Ⅳ 0.7克6.0ml硬板</table></tables>实验结果表明，单独由添加剂(Ⅳ)配成的水煤浆稳定性不好，加入添加剂(Ⅰ)能改善其稳定性。
权利要求
1.一种由煤、水以及添加剂组成的高浓度水煤浆，其特征在于所说的添加剂是碱金属腐植酸盐，其用量为煤(干基)重量的0.01-10%之间，煤的浓度不小于55%。
2.如权利要求
1所说的水煤浆，其特征在于所说的碱金属腐植酸盐是腐植酸钠盐或磺化腐植酸钠盐。
3.如权利要求
1或2所说的水煤浆，其特征在于所说的煤的粒度大小均小于300微米。
4.如权利要求
2所说的水煤浆，其特征在于所说的腐植酸钠盐的分子量为1万至5万。
5.如权利要求
1或2所说的水煤浆，其特征在于除了含有所说的碱金属腐植酸盐添加剂外，还含有另一类型的添加剂。
6.如权利要求
5所说的水煤浆，其特征在于所说的另一类型的添加剂是脂肪酸皂类或木质素磺酸钙、钠盐或萘磺酸盐衍生物的甲醛缩合物。
7.如权利要求
6所说的水煤浆，其特征在于所说的添加剂的总用量为煤(干基)重量的0.01-10%之间，而碱金属腐植酸与另一类型的添加剂的重量比为1∶1至1∶0.1。
8.如权利要求
4所说的水煤浆，其特征在于所说的煤的浓度在55-70%之间。
9.如权利要求
7所说的水煤浆，其特征在于所说的煤的浓度在55-70%之间。
专利摘要
高浓度水煤浆属于一种新型的液体燃料，即将高浓度的煤粉分散在水中，制成一种能够代替油锅炉燃烧用油的新型燃料。这种燃料可以进行管道运输。
文档编号C10L1/32GK85100543SQ85100543
公开日1985年12月20日 申请日期1985年4月3日
发明者江龙, 藏子秀, 张琳 申请人:中国科学院感光化学研究所