专利名称：煤水混合物及其制备方法
本申请是我的于1994年5月13日提出的系列号为08/242、422的待审查专利申请的部分延续，该专利申请标题为“煤水混合物及其制备方法”，该申请在此列为参考文献。
本发明涉及煤水混合物及其制备方法，具体说，涉及稳定性添加剂和分散剂的制备方法。所述添加剂和分散剂有助于使悬浮液稳定、抗沉淀。
美国专利号4,502,868公开了可由作分散剂腐殖磺酸盐的煤水浆。美国专利号4,465,495公开了一种以双峰颗粒分布的煤颗粒为基础的涂层粒度的配方。
本发明第一个目的是提供一种稳定性好和抗沉淀的煤水混合物。
本发明另一个目的是提供一种生产煤水混合物的方法，该方法是通过使用天然稳定剂和分散剂来廉价地生产煤水混合物。
本发明另一个目的是提供一种适合于用作煤水混合物的稳定剂的有机金属配合物的配备方法。该配合物可以从用来生产煤水混合物的煤中萃取得到。
本发明另外一个目的是提供一种在煤水混合物中使用与邻位取代酚形成的有机铁配合物作为稳定剂的方法。
本发明提供一种用稳定剂和分散剂配制成的稳定的煤水悬浮液。此外，本发明的方法特征在于将煤磨成粉末(所述粉末具有双峰粒度分布)后，加入弱无机酸，以从煤中萃取出稳定添加剂，接着，在其中加入分散剂。
本发明涉及一种粘度不大于1.0Pa.sec的煤水混合物。本发明的混合物的固体燃料含量(煤含量)的变化取决于所用的煤类型及其灰含量，但一般为40％(重)约70％(重)，优选60％(重)-70％(重)。
就所用的煤类型而言，优选的是含灰量少的富煤，因为灰份会使粘度增加。该方法也很适合于低等级变质煤。
为了阻滞形成煤颗粒团聚和降低悬浮液的粘度，可以使用表面活性剂。该表面活性剂吸附在煤颗粒表面，起分散剂作用，促使形成电荷排斥，该电荷排斥会削弱煤粒之间的相互作用力。所希望的是使煤粒润湿和悬浮，其次是使粘度减少。
从这一观点看，业已证实腐殖磺酸盐是特别有效和经济的。腐殖酸是弱酸，其富集于低等级煤中，因此是比较廉价而且容易获得的。这些盐是天然表面活性剂物质，可通过磺化来提高其强度。虽然有不同的历程来完成该反应，但为了起有效分散的作用，必须在合适的位置断开键和重新形成键，这最好通过下列物化反应来完成
在本发明的方法中，将褐煤研磨成粉末，然后将其与无水NaOH和无水Na2SO3，按近似于下列的比例一起加入煤63％-72％NaOH7％-17％Na2SO415％-25％上述褐煤具有高腐殖酸含量。
然后，将上述物质放在高能振动式磨机中，接着，用混料机进一步研磨和压缩该物质产生细粉。在研磨期间，磨机内的温度升高，并促进反应。
当然，所需的速度和时间范围取决于所用的混料机的类型。通过对最初的混合物使用具有较大动力的振动式混料机，有可能增加腐殖磺酸盐大分子结构的磺基基团的数目(因此增加活性面积)。
为了萃取上述腐殖磺酸盐，应加入蒸馏水，并在混合的同时，将生成的混合物加热。结果是腐殖酸溶于水中。因此，为了除去不需要的沉淀物，应进行离心操作。在该操作中，离心速度越高，产生的溶液越纯清。腐殖酸溶液的浓度的理想范围为约6％-10％。
所用的分散剂的量通常不大于混合物中煤量的1％，一般以稍低于1％数值计算。举例来说，6ml浓度为6％-10％的分散剂溶液约有0.6％的分散剂。因此，对于65％煤含量而言，每65克煤需要约6ml腐殖酸溶液。
虽然，该分散剂可形成具有良好分散性的混合物(该混合物具有比较低的粘度和高堆积密度)，但超过延续时期，悬浮液是不抗沉淀的。优良的储藏性和输送性可通过添加辅助添加剂(一种稳定剂)来实现，该添加剂可以通过促进煤粒之间凝聚，使具有良好分散性的浆液稠化。
低等级的变质煤尤其含有天然稳定剂，该稳定剂由有机-无机配合物组成，具体地说是由邻位取代酚形成的铁配合物。该铁配合物通过使煤颗粒表面的负电荷减少来影响悬浮液。电荷的减少导致煤粒之间排斥力的减少，因而导致形成凝聚的结构。重要的是尽可能精确地控制稳定剂的数量，以达到最佳效果，因为稳定剂太少，结果是弱凝聚和部分沉淀，而稳定剂太多则会增加粘度。
在有弱无机酸的情况下，通过用蒸馏水处理粉末，可萃取稳定剂。无机酸可以选自HNO3、HCl和H2SO4，HNO3特别有效。在选择酸的浓度时候，应加倍小心，因为增加浓度会导致萃取化合物的其它基团。该方法通常要求的比例约是每3克煤用1ml酸/蒸馏水，其中，在煤浓度为60％-65％情况下，酸的浓度范围为0.03％-0.07％，优选0.034％-0.037％。
现通过下列实施例对本发明作更详细说明。
实施例1分散剂可用下列方法得到将褐煤研磨成细粉，并与NaOH粉末和Na2SO3粉末按下列比混合褐煤粉末68％(重)NaOH粉末12％(重)Na2SO3粉末20％(重)然后，将三种粉末一起放在高能振动式混合机(W≥1900；持续时间为5分钟)中，以研磨和压缩该物料，留下粒度小于0.05mm的粉末。接着，加蒸馏水并加热至25℃，以溶解腐殖酸。然后，以12000-15000rpm的旋转速度，离心分离，除去不需要的沉淀物，得到纯清的腐殖磺酸盐溶液。
实施例2采用具有下列组成(重％)的煤来生产65％煤悬浮液。
水分 4.0灰分 2.4-5.8挥发分34-40碳66氢4.6i)将65克煤粉与21ml HNO3(0.1N)，以300rpm混合5分钟。
ii)然后将其加到6ml分散剂和8ml蒸馏水中，然后以1500rpm混合30分钟。该悬浮液具有下列特征煤65％分散剂0.76％稳定剂0.065％水余额PH7粘度0.46Pa.sec
权利要求
1.一种含水、悬浮在其中的煤粉和由腐殖酸衍生物组成的分散剂的煤水混合物， 其中所述的煤水混合物还含有由邻位取代酚形成的有机铁配合物组成的稳定剂。
2.如权利要求1定义的煤水混合物，其中所述的煤水混合物的粘度为不大于1.0Pa．sec，煤含量为40％(重)-70％(重)，并且其中所述的煤粉具有双峰粘度分布。
3.如权利要求2定义的煤水混合物，其中所述的煤水混合物的煤含量为60％(重)-70％(重)。
4.一种煤水混合物的制备方法，包括下列步骤将低等级变质煤研磨成煤粉；将酸浓度为0.03％-0.07％的无机酸加到所述的煤粉中，结果由邻位取代酚形成有机铁配合物；和将从煤得到的腐殖酸衍生物作为分散剂加入其中。
5.一种如权利要求4定义的煤水混合物的制备方法，其中所述的无机酸选自HNO3、HCl和H2SO4。
6.一种用作煤水混合物稳定性添加剂的有机金属配合物的制备方法，包括如下步骤制备煤粉，和将酸浓度为0.03％-0.07％的无机酸加到所述的煤粉中。
7.一种在煤水混合物中使用由邻位取代酚形成的有机铁配合物作为稳定添加剂的方法。
全文摘要
本发明公开了一种能用天然稳定剂和分散剂廉价生产的煤水混合物。在将煤研磨成粉末后，加入弱无机酸，以从煤中萃取稳定性添加剂。然后，加入含腐殖酸衍生物的分散剂，以产生煤水混合物。有效的稳定性添加剂是由邻位取代酚形成的有机铁配合物，为了萃取这些特殊的配合物，加到煤粉中的无机酸应具有0.03％-0.07％的酸浓度。
文档编号C10L1/32GK1148082SQ95119968
公开日1997年4月23日 申请日期1995年10月16日 优先权日1995年10月16日
发明者池田英司 申请人:池田英司