水煤浆分散剂的应用与发展

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水煤浆制备及应用

水煤浆制备及应用

水煤浆制备及应用引言:水煤浆是一种将煤炭粉末与水混合形成的悬浮液,具有高热值、易储存和运输等优点,因此在能源领域得到了广泛的应用。

本文将介绍水煤浆的制备过程以及其在能源和环保方面的应用。

一、水煤浆制备1.1 煤炭的选择与研磨需要选择适合制备水煤浆的煤炭种类,常用的有无烟煤和褐煤等。

然后,将煤炭进行研磨,将其研磨成细小的颗粒,以增加其表面积,便于与水混合。

1.2 煤炭与水的混合将研磨后的煤炭粉末与水按一定比例混合,形成悬浮液。

在混合过程中,需要充分搅拌,以确保煤炭粉末均匀分散在水中,避免出现结块现象。

1.3 添加助剂为了提高水煤浆的稳定性和流动性,常常需要添加一些助剂,如分散剂和稳定剂等。

这些助剂可以帮助煤炭粉末保持分散状态,防止其沉淀和结块。

1.4 筛选和浓缩将混合后的水煤浆进行筛选和浓缩,以去除其中的杂质和水分,得到质量更纯净的水煤浆产品。

筛选和浓缩的过程中,需要使用一些特殊的设备,如离心机和过滤机等。

二、水煤浆的应用2.1 能源领域水煤浆作为一种高热值的能源载体,广泛应用于燃煤发电厂和工业锅炉等能源设施。

与传统燃煤相比,水煤浆燃烧更为高效,可以减少燃烧过程中的气体和固体污染物排放。

2.2 替代石油燃料水煤浆可以作为替代石油燃料的一种选择,用于汽车、轮船等交通工具的动力源。

与传统的石油燃料相比,水煤浆的储存和运输更为方便,而且价格相对较低,具有较大的应用潜力。

2.3 煤化工领域水煤浆可以作为煤化工领域的重要原料,用于生产合成氨、合成甲醇和合成油等化工产品。

水煤浆在煤化工过程中可以提高煤炭的利用率,减少资源的浪费,对于推动煤炭资源的可持续利用具有重要意义。

2.4 环境保护水煤浆的应用还可以减少煤炭燃烧过程中的污染物排放,如二氧化硫和氮氧化物等。

由于水煤浆燃烧的效率较高,可以减少燃烧过程中产生的有害气体的生成量,降低大气污染的程度。

结论:水煤浆作为一种高效、便利的能源载体,在能源和环保领域具有广阔的应用前景。

水煤浆技术背景及应用介绍

水煤浆技术背景及应用介绍

水煤浆技术背景及应用介绍1.水煤浆概述水煤浆(CWM-Coal Water Mixture)代油燃烧技术,是20世纪70年代石油危机期间由煤炭洗选加工、管道输送普通浓度水煤浆和油煤浆加工技术的基础上发展起来的一项煤炭加工新技术。

水煤浆是由62-70%的煤粉、30-38%的水和少量添加剂混合的非均相液固悬浮液体,属于典型的非牛顿流体。

它是一种液态燃料,进入炉膛的燃烧方式和燃料油相似,即通过喷嘴将其雾化成液滴,液滴在高温烟气中蒸发水分,然后像煤粉燃烧那样,析出挥发分、燃烧和燃烬。

当用水煤浆作为燃料时,具有许多的优点,例如它具有很好的流动性、低污染、可以提高煤炭利用率等。

2.水煤浆的性质水煤浆和一般的煤泥水不同,它是一种燃料,必须具备下述性质:(1)为利于燃烧,水煤浆的含煤浓度要高,通常煤的质量分数为62-70%,水份为30-38%,体积质量为1.18-1.24 g/ml;(2)为便于泵送和雾化,粘度要低,通常要求在100s-1剪切率及常温下,表观粘度不高于1000-1200mPa.s,流速在40-80m/s;(3)为防止在贮运过程中产生沉淀,应有良好的稳定性,一般要求能静置存放30d不产生不可恢复的硬沉淀;(4)为提高煤炭的燃烧效率,其中煤粒应达到一定的韧度,一般要求粒度上限为300μm,其中小于μm(200网目)的质量不少于75%。

使水煤浆能满足其中单项性能并不难,但要同时满足各项要求有许多困难,因为有些性能间是相互制约的,例如,要使水煤浆中含煤浓度高,就不能多用水;水少了,又会引起粘度高,流动性差;要流动性好,粘度就应低,但粘度低又会使稳定性变差。

所以它的制备技术难度大,涉及煤化学、颗粒学、胶体学、有机化学及流变学等学科技术。

3.水煤浆制备及技术难点制浆方法有干法和湿法两种,目前主要用湿法。

湿法制浆工艺从原料上分为末精煤和浮选精煤制浆工艺两种;从制浆浓度上为高浓度湿法制浆、中浓度湿法制浆以及高中浓度两磨机级配制浆。

分散剂在水煤中的作用

分散剂在水煤中的作用

分散剂在水煤浆中的作用水煤浆是粗颗粒悬浮体,煤炭属于疏水性物质,要使浆体具有良好的流变性和稳定性,即使是易成浆的煤种,同时配以高堆积率的粒度分布,若不加入化学添加剂(表面活性剂),要制成所希望的水煤浆是不可能的。

在水煤浆制备中化学添加剂的主要作用在于改变煤粒的表面性质,使煤颗粒能够在水中分散,使煤浆体有良好的流动性和稳定性。

根据作用不同,化学添加剂可分为分散剂、稳定剂和助剂三类。

本文对水煤浆分散剂的种类、作用机理及其影响分散剂作用的因素进行讨论。

1 水煤浆用分散剂分散剂的主要作用是使水煤浆具有良好的流变特性,也就是说适当降低水煤浆的粘度,使之具有良好的流动性;其次是使水煤浆具有理想的流型,最好是水煤浆能成为触变性液体。

常用的分散剂主要有阴离子型和非离子型表面活性剂。

1.1 阴离子表面活性剂除聚氧乙烯醚类改性阴离子表面活性剂外,聚合阴离子分散剂一般都不起泡,制浆时不需要另加消泡剂。

1.1.1 萘磺酸盐类其中最典型的是萘磺酸钠甲醛缩合物,其适用范围广,能与各类分散剂混合使用。

此分散剂制浆添加量视煤种的不同而不同,大约为干煤质量的0.5%~1.5%,特点是减粘作用及流型好,但通常稳定性差,常需和其他分散剂复配。

1.1.2 木质素磺酸盐木质素磺酸盐作为分散剂的优点是原料丰富,易于加工,价格便宜,而且浆的稳定性好,一般用量为干煤质量的1%~2%;缺点是杂质含量大,因此,除易制浆煤种外,通常不单独应用。

木质素磺酸盐还可以经甲醛缩合制成木质素磺酸盐甲醛缩合物,用作水+、Mg2+、Ca2+等。

煤浆分散剂,其平衡离子可以是Na+、NH41.1.3 磺化腐植酸盐将泥炭、褐煤或风化煤等在150℃下用碱抽提,再经磺化,必要时还可以用甲醛缩合,即可得棕黑色的固体产物磺化腐植酸盐类分散剂。

此类分散剂的许多特点和木质素相似,但其分散性能更佳,可单独使用,添加量为干煤质量的1%~1.5%,缺点是浆的稳定性较差。

1.1.4 聚烯烃磺酸盐聚烯烃磺酸盐是以苯乙烯磺酸、α—甲基苯乙烯磺酸或苯乙烯、丁二烯、乙烯等为原料共聚而成,或是以各种烯烃(如苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯、丁二烯)为单体聚合,再经磺化而成。

水煤浆添加剂开发方案

水煤浆添加剂开发方案

水煤浆添加剂开发方案水煤浆水煤浆(CWS coal water slurry)是20世纪80年代初开发的一种煤基流体燃料,特点是污染低、效率高、流动性强,像油一样易于装卸储存及直接雾化燃烧。

它由质量分数为70%的干煤、29%的水和1%的化学添加剂构成,这种产品可以替代油、气等燃料,直接用于锅炉和工业窑炉,有关资料显示,2吨水煤浆可代替1吨的燃料油。

我国目前制备的水煤浆按制备水煤浆原料的性质约分为6种,如表1,水煤浆的主要技术指标如下:浓度,65%~70%;粘度,1000±200cP;煤炭最大颗粒粒径小于0.3mm,平均粒度,38~45μm;硫分< 0.5 %;灰分< 9.0 % ; 挥发分,28.02 %~34.53 % ;发热量, 18.84~19.26MJ/kg;稳定性,静止存放三个月不发生硬沉淀。

水煤浆相对于油品的优势水煤浆作为一种代油燃料可以代替重油和原油用于锅炉和各种窑炉燃烧。

其主要优点在于:(1) 燃烧效果好。

水煤浆粘度低于重油,易于调节,最低负荷可调至40%。

替代重油在锅炉中燃烧,燃烧效率达96%~99%,锅炉效率在90%左右,达到燃油等同水平,燃烧调节方便,运行稳定可靠。

(2) 环保效果明显。

由于水煤浆燃烧温度在1200~1300℃,比燃油和粉煤温度低100~150℃,精煤水煤浆本身硫分和灰分低等原因,燃用水煤浆后S02和NOx排放浓度较低,另外在水煤浆制备过程中可以加入脱硫剂,达到脱硫效果,脱硫率可达40%。

环境粉尘和噪音低。

排渣活性好,燃烧后的灰渣可以综合利用,作为水泥掺合料,没有二次污染。

(3)工艺上具有许多优越性。

在制浆过程中应用湿式球磨机,磨浆温度低(50~60℃),安全;精煤水煤浆含灰分低,锅炉受热面磨损低于燃煤,维修费用低;不需炉前备煤系统和备煤场,排灰灰场占地仅为燃煤的1/4。

(4) 改烧水煤浆投资低于改烧粉煤。

水煤浆代油可充分利用原有设备,生产流程简化,投资省。

水煤浆添加剂

水煤浆添加剂

水煤浆添加剂的研究进展刘晓霞1,屈睿2,黄文红3,龚林彦3(1.西北化工研究院信息中心2.北京中外建筑设计有限公司西北分公司3.新疆独山子天利高新技术股份有限公司)摘 要:简要介绍了水煤浆添加剂的分类、作用及工作原理,在此基础上,详细分析和论述了国内外水煤浆添加剂的研究现状及发展方向,并对水煤浆添加剂研究领域存在的问题进行了探讨。

关键词:水煤浆添加剂;分散剂;稳定剂;进展中国是个富煤少油的国家,煤炭资源在中国能源消费中占70%左右。

煤炭的传统使用方法具有灰渣多、污染大、运输困难、燃烧发热率不高等缺点,水煤浆技术则是针对这些缺点对煤炭资源进行深度加工、合理利用的重大改革。

水煤浆是一种新型煤基流体燃料,由煤 约70% 、水约30% 及少量添加剂,经过一定的工艺流程加工而成。

它既保持了煤炭原有的物理特性,又具有石油一样的流动性与稳定性,可以贮存、泵送、雾化与稳定燃烧,是一种比较理想的代油煤炭洁净燃料,不仅可以在电站锅炉、工业锅炉和窑炉中直接燃烧,还可以代替油或代替煤气作为燃料 。

由于水煤浆是一种粗颗粒悬浮体,且煤炭属于疏水性物质,因此,要使浆体具有良好的流变性和稳定性,即使是易成浆的煤种,若不加入化学添加剂,要制成所希望的水煤浆是不可能的。

为了使水煤浆在正常使用中具有较低的粘度、较好的流动性;静止时又具有较高的粘度,不易产生沉淀,在制浆过程中,一般会添加少量的化学添加剂,用量通常约占煤炭总量的 1% 。

1 水煤浆添加剂的分类及作用原理1. 1 水煤浆添加剂的分类根据作用不同,水煤浆添加剂可分为分散剂、稳定剂和助剂三大类,其中分散剂最为重要。

水煤浆添加剂是水煤浆生产过程中必需的重要助剂,特别是对高浓度、高稳定性水煤浆的制备,添加剂的作用尤为关键。

分散剂能使煤颗粒均匀分散在水中,并在颗粒表面形成水化膜,使煤浆具有流动性。

按照溶于水后的解离程度,水煤浆分散剂又可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型,其价格比为1∶3∶4∶2,出于对性价比的考量,目前国内外研制及筛选出的水煤浆分散剂主要为阴离子型和非离子型,其中主要有萘系、腐殖酸系、木质素系、聚烯烃系、丙烯酸系以及相关的复配产品 。

水煤浆添加剂的作用机理研究

水煤浆添加剂的作用机理研究

水煤浆添加剂的作用机理研究随着化石能源需求的不断增加,煤炭成为人们重要的能源之一。

为了更加高效、环保地利用煤炭资源,煤炭化工技术不断发展。

水煤浆作为一种新型煤炭利用技术,在热电厂、钢铁企业等领域有广泛应用。

水煤浆添加剂作为水煤浆生产的关键设备之一,其作用机理一直备受研究者关注。

一、水煤浆添加剂的组成和分类水煤浆添加剂主要由分散剂、稳定剂、增黏剂和脱泥剂四种组成。

分散剂的作用是使煤炭微粒间相互分散;稳定剂的作用是维持水煤浆的稳定性,防止沉淀;增黏剂的作用是提高水煤浆的黏度,增加质量体积;脱泥剂的作用是降低水煤浆中钙、镁离子的含量,防止产生泥渣,损害水煤浆的性能。

水煤浆添加剂根据作用机理的不同,可分为表面活性剂、胶体阻滞剂、高分子聚合物三种类型。

表面活性剂的作用是改善煤炭微粒与介质的界面特性;胶体阻滞剂的作用是通过形成胶体颗粒,阻力煤炭微粒间相互聚集;高分子聚合物的作用是通过与煤炭微粒之间的相互牵引作用,形成软聚物,增加水煤浆的黏度和流动性。

二、水煤浆添加剂的作用机理(1)改善煤粉分散性水煤浆添加剂中的分散剂和表面活性剂通过吸附在煤粉表面,使煤粉表面张力发生变化,改善了煤粉微粒之间的相互作用力,实现了各个微粒的分散。

此时,水煤浆添加剂起到了表面活性剂的作用。

(2)增加水煤浆黏度水煤浆添加剂中的增黏剂和高分子聚合物通过“胶体阻滞”效应,牵引煤粉微粒和水分子之间的作用,形成软聚物,增加了水煤浆的黏度和流动性。

此时,水煤浆添加剂起到了胶体阻滞剂和高分子聚合物的作用。

(3)增强电荷作用水煤浆添加剂中的分散剂和表面活性剂,通过吸附在煤粉粒子表面,使煤粉表面自电位改变,使得煤粉微粒之间发生电荷作用。

水煤浆经过搅拌,煤粉微粒之间的静电斥力越来越大,从而保持水煤浆的稳定性。

此时,水煤浆添加剂起到了表面活性剂的作用。

(4)降低泥渣生成水煤浆添加剂中的脱泥剂,通过吸附煤粉表面的钙离子、镁离子等,形成不溶于水的沉淀,从而避免泥渣的形成。

水煤浆添加剂简介

水煤浆添加剂简介

水煤浆添加剂简介水煤浆添加剂简介水煤浆添加剂是一种用于调节水煤浆稳定性和改善燃烧性能的化学品。

随着对煤炭资源的需求不断增加,水煤浆作为一种先进的燃烧技术,被广泛应用于工业生产中。

在水煤浆制备过程中,添加剂起着至关重要的作用,能够增强水煤浆的流动性、稳定性和燃烧性能,提高燃煤设备的功率输出和热效率。

水煤浆添加剂的分类主要有分散剂、稳定剂和燃烧助剂等几类。

首先是分散剂,它可以将煤粉颗粒分散到水中,并防止其重新聚集。

常见的分散剂有有机离子表面活性剂和无机分散剂等。

有机离子表面活性剂主要是通过疏水基团和亲水基团之间的作用力,使煤粉颗粒分散到水中。

无机分散剂则是通过改变煤粉表面的电荷性质,使其带有同性电荷,从而阻止煤粉的聚集。

分散剂的加入使得水煤浆具有良好的流动性和分散稳定性,可以有效提高煤粉的悬浮度和颗粒密度。

其次是稳定剂,主要用于提高水煤浆的稳定性和降低其黏度。

稳定剂一般是通过吸附在煤颗粒表面,形成一层电化学稳定膜,并在水煤浆中形成一定的胶体颗粒。

稳定剂的选择应考虑到对燃煤设备的腐蚀性、对水煤浆性能的改善效果以及对环境的影响等因素。

常见的稳定剂包括有机胶体稳定剂、导电性稳定剂和界面活性剂等。

稳定剂的加入能够使得水煤浆的黏度降低、配煤量增大,并有助于提高水煤浆的悬浮体稳定性和液固分离性能。

最后是燃烧助剂,它能够改善水煤浆的燃烧性能,提高煤粉的可燃性和燃烧效率。

燃烧助剂一般包括增热剂、催化剂和增湿剂等。

增热剂是一种能够提高水煤浆燃烧温度的添加剂,它的加入能够有效提高水煤浆的燃烧效率,降低其燃烧产物中的灰渣含量。

催化剂则是通过增加煤粉颗粒的氧化活性,提高水煤浆的氧化反应速率和燃烧速率,从而减少煤粉的燃烧渣和烟尘产生。

增湿剂则是一种增加水煤浆湿度和水分含量的添加剂,它有利于提高煤粉的可燃性和燃烧效率。

水煤浆添加剂在工业生产中有着广泛的应用。

首先,在火力发电厂中,水煤浆添加剂可以提高燃烧设备的功率输出,降低燃烧渣和烟尘的排放,提高燃煤设备的热效率和环保性能。

水煤浆添加剂简介

水煤浆添加剂简介

水煤浆添加剂简介引言水煤浆是一种将煤粉与水混合制成的高浓度煤浆,其用途广泛,例如在火力发电厂中作为燃料使用。

为了提高水煤浆的流动性、稳定性和燃烧效率,添加剂被引入到水煤浆中。

本文将对水煤浆添加剂进行简要介绍。

水煤浆添加剂的种类水煤浆添加剂主要分为表面活性剂、分散剂、稳定剂和增黏剂等几类。

表面活性剂表面活性剂可将煤粒表面覆盖一层有机薄膜,从而改善煤粒的润湿性。

通过增加水煤浆的润湿性,表面活性剂能够大大改善水煤浆的流动性和稳定性。

分散剂分散剂被用来防止煤粒在水煤浆中聚结和沉积。

分散剂的添加可以降低水煤浆的黏度,提高煤粉的分散性,并且防止煤粉沉积在管道和设备上。

稳定剂稳定剂具有改善水煤浆稳定性的作用。

当水煤浆稳定剂被添加到煤浆中时,它们会与煤粒和水分子之间产生物理和化学反应,从而增加煤粒的黏附力和亲水性。

增黏剂增黏剂被用来增加水煤浆的流变特性和黏度。

通过添加适量的增黏剂,可以提高水煤浆的浆体稠度和流动性。

水煤浆添加剂的作用水煤浆添加剂的主要作用是改善水煤浆的流动性、稳定性和燃烧效率。

改善流动性和稳定性水煤浆的流动性是指煤浆在管道和设备中的输送性能。

添加表面活性剂和分散剂可以增加煤粒的润湿性和分散性,从而改善水煤浆的流动性。

同时,稳定剂的添加可以防止煤粒的聚结和沉积,保持煤浆的稳定性。

提高燃烧效率水煤浆的燃烧效率是指煤浆在燃烧过程中释放的热能利用率。

添加剂的引入可以提高煤粉的燃烧效率,减少燃烧过程中产生的废气和烟尘。

使用水煤浆添加剂的优势使用水煤浆添加剂有以下几个优势:1.提高煤浆的流动性,减少输送过程中的能源损失。

2.改善水煤浆的稳定性,减小煤粉的聚结和沉积。

3.提高煤浆的燃烧效率,降低燃煤排放。

4.增加煤浆的可燃性,减少煤矿储存和运输成本。

5.降低煤尘的发生率,提高工作环境的安全性。

结论水煤浆添加剂在水煤浆制备和利用过程中起着重要的作用。

通过添加适量的添加剂,可以改善水煤浆的流动性和稳定性,提高燃烧效率,并带来诸多经济和环境的优势。

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水煤浆分散剂的应用与发展
作者:郭祥彪
来源:《科教导刊·电子版》2013年第21期
摘要文章简要论述了水煤浆分散剂的作用机理和研究现状,并对水煤浆的研究和应用前景进行了展望。

关键词水煤浆分散剂流变性稳定性
中图分类号:TQ536 文献标识码:A
0引言
水煤浆是20世纪70年代兴起的新型煤基液态燃料,近几年来,采用废物资源化的技术路线后,研制成功的环保水煤浆,可以在不增加费用的前提下,大大提高了水煤浆的环保效益。

1水煤浆分散剂的分类
1.1分散剂的种类
1.1.1阴离子型的水煤浆分散剂
(1)聚烯烃系列。

如:马来酸与各类环戊二烯的聚合物钠盐,聚环烯磺酸盐,聚二烯磺酸盐,聚苯乙烯磺酸盐,异丁烯和顺丁烯二酸配聚合物钠酸盐等。

(2)聚丙烯酸酯系列。

如:丙烯酸与苯乙烯聚合物钠盐,丙烯酸与丙烯酞胺共聚物钠盐,聚丙烯磺酸盐等。

(3)木质素磺酸盐。

(4)腐植酸盐及磺化腐植酸盐系列。

(5)各类取代基聚萘磺酸盐系列。

(6)羧酸盐及磷酸盐系列。

如:多环多元羧酸,聚羧酸盐,多聚磷酸盐,烃基苯甲酸聚合物钠盐等。

1.1.2非离子型分散剂
(1)聚氧乙烯系列。

如:山梨糖醇聚氧乙烯醚,月桂醇聚氧乙烯醚等。

(2)聚氧乙烷系列。

1.2各类分散剂的特点
(1)聚烯烃系列分散剂对低灰水煤浆具有较好的分散稳定性,但需要严格控制分子质量及其分布,而且价格较高,对煤种要求较严格。

(2)木质素磺酸盐类分散剂主要来自造纸废液再加工,其最大优点是原料丰富,易于加工,价格便宜,而且浆的稳定性好。

一般用量为干煤的1 %~2 %。

缺点是杂质含量大,因此,除易制浆的煤种外,通常都不能单独应用。

(3)腐殖酸盐及磺化腐殖酸盐系列此类添加剂从低阶煤中提取,分散性好,可单独使用,添加量约1% ~1.5%。

大量实验证明,越年轻的原料煤,其产物的降粘效果越好。

这是因为年轻原料煤中活性基团丰富, - COOH、-OH、-O-等有利于化学反应的进行,同时年轻煤的基本结构单元相对分子质量小,具有分散减粘作用。

但是,腐殖酸系添加剂对金属离子敏感,容易形成沉淀,浆的稳定性差,所以对制浆水质要求较高。

(4)各类取代基聚萘磺酸盐系列。

其特点是减粘作用和流型好,但通常稳定性差和价格高,所以常和其它类型分散剂共用。

(5)聚羧酸系列分散剂,如多环多元羧酸、聚羧酸盐、多聚磷酸盐和羟基苯甲酸聚合物钠盐等,兼有分散和稳定双重作用,但浆流动性不好,价格偏高。

(6)聚氧乙烯系列。

这类分散剂主要优点是亲水性、分子量、质量易调节、控制、不受水质及煤中可溶性物质的影响,但价格昂贵,一般用量在0.5%以上。

(7)聚氧乙烷系列(PEO)。

经环氧乙烷加成后的PEO,毒性很小,稳定性较高,生物降解性和水溶性均较好,并且有良好的润湿性能,能兼作稳定剂。

但在制备这种分散剂时有一定的危险性。

2分散剂的作用机理
2.1提高煤颗粒表面亲水性
由于煤表面主要是疏水性物质,煤颗粒在水中具有热力学不稳定性,极易团聚,把本来有限的水包裹在颗粒间缝隙里,从而使体系粘度高,流动性差。

煤颗粒之间的自由水是水煤浆流动性和稳定性的保证。

分散剂分子通过其疏水基和煤表面结合,以亲水基朝水的定向排列方式把水分子吸附在煤粒表面,变疏水性为亲水性,借水化膜将煤粒隔离开,减少煤粒间的阻力,从而达到降粘的作用。

2.2增加煤颗粒表面电性
DLVO理论认为,胶体颗粒稳定分散的先决条件是颗粒间的静电斥力超过颗粒间的范德华引力。

Funk等甚至认为,分散剂主要作用在于改变煤粒的表面电性,断言€%_电位达到-50 mV时,水煤浆具有所希望的流动性和稳定性。

但大量研究表明,提高€%_电位值有利于改善水煤浆的流动性,反之有益于稳定性,但都起不了决定性作用。

这是因为采用双电层稳定的分散体系对外加离子特别敏感,溶液中少量外加离子特别是高价阳离子能大幅度降低€%_电位,破坏分散效应。

张荣曾等不使用添加剂,只靠调整溶液的pH值,使煤粒表面的€%_电位达到-50 mV左右,但是根本不能制浆,这也证明只靠提高表面电位不是使煤粒分散的充分条件,而且非离子表面活性剂不能使煤粒表面荷电却分散很好的事实也证明了除了静电斥力外,还有其他的作用效应存在。

2.3空间位阻效应
煤粒表面吸附添加剂分子时,颗粒间就增加了一层障碍,煤粒、添加剂分子的亲水链及水分子就构成了三维立体结构,当颗粒相互靠近时,可机械地阻挡聚结。

其中稳定剂的作用机理主要体现在使煤粒与水之间形成一种较弱,但又有一定强度的三维空间结构,从而对颗粒的沉淀起到阻碍作用。

3分散剂的发展趋势
分散剂属表面活性剂,主要有阴离子型、阳离子型和非离子型三类。

其国际价格比为
1∶4∶2,由于阴离子型分散剂合成较简单,价格较便宜,所以国内采用得较为普遍,用量一般为1%左右,但它们的分散性不如非离子型,且使用效果往往受煤中可溶性盐和水的硬度影响。

非离子型分散剂亲水性好,使用时不受水质及煤中可溶性物质的影响。

它的价格虽然较阴离子型贵,但用量较少,一般为0.5%左右。

有资料显示,国外现已开发出了这样一种非离子型分散剂作为水煤浆添加剂的主要成分:它的疏水端具有芳烷基结构,这种结构与煤粒表面的芳烃和烷烃都能很好地亲合,形成牢固的吸附层;分散剂的亲水端是高分子聚合物,能与水很好地亲合,使煤粒能均匀的分散在水中,形成稳定的分散体系。

在不使用稳定剂的情况下,直接用这种分散剂作为添加剂使用,所制备的水煤浆浓度可达到60%~70%,稳定性可达3个月以上,表观粘度也可降至0.4Pa·s以下;使水煤浆在长距离管道输送、储存、雾化燃烧等方面都获得了极佳的效果。

同样可贵的是:这种分散剂对煤种适应性强,对水的硬度要求低,是目前较为理想的水煤浆分散剂。

水煤浆分散剂用量大及制浆成本高不容忽视,因此,在未来研究中,应着重致力于开发新型水煤浆分散剂以减少分散剂成本和用量,并及时推出价廉、高效产品。

此外,在水煤浆分散剂的研制上还应缩小同国外的差距,特别是在煤种匹配性方面的研究有待于进一步提高。

4结论
我国水煤浆技术在制浆工艺方面研究得比较多,技术基本成熟;但对添加剂,尤其是其中的分散剂研究得较少,使质量成本比没有达到最佳状态;非离子型分散剂虽然价格稍贵,但用
量少,可降低对煤质和水质的要求,明显提高水煤浆质量;加强对非离子型分散剂的分子结构、合成路线、合成原料的研究。

研制价格更便宜,使用效果更好的分散剂,使水煤浆添加剂达到更高的性能价格比,这将会使我国水煤浆技术再上新台阶,达到一个新的水平,为以煤代油作出重大的贡献。

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