水煤浆添加剂研究及发展动向
水煤浆技术的应用现状及发展趋势
水煤浆技术的应用现状及发展趋势摘要本文概述水煤浆技术在国内外的发展应用现状和趋势，分析水煤浆代油代气燃烧技术的主要优缺点、市场前景和趋势，通过对水煤浆的技术经济、环境评价．指出目前我国水煤浆技术发展存在的主要障中国是能源生产和消费大国，也是目前世界上少数几个一次能源以煤为主的国家之一。
从能源资源条件看，我国煤炭资源丰富，占化石能源资源的94．3％以上，石油、天然气相对短缺。
随着能源科技和中国经济的快速发展，优质能源需求不断增加，石油、天然气消费呈现加速增长态势。
2001年中国净进口石油约7000万t，据有关部门预测，“十五”期间及未来的10～20年，我国石油需求仍将呈现强劲增长趋势。
而国内原油产量将维持在I．6～1．9亿吨水平，供需缺口将进一步加大。
如果完全依靠进口，到2020年我国石油对国际市场的依赖程度将高达50％以上，超过40％的警戒线，对国家能源安全造成很大威胁。
面对日趋严峻的石油供求形势和国际油价变动的不确定性，亟需从我国经济发展全局出发，结合我国资源、技术和经济条件，寻求行之有效的替代技术，以缓解我困石油进口压力，保持国民经济的持续发展，保障能源与经济安全。
持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性，被称为液态煤炭产品。
水煤浆技术包括水煤浆制各、储运、燃烧等关键技术，是一项涉及多门学科的系统技术。
水煤浆具有燃烧效率高，污染物排放低等特点，可用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油、代气、代煤燃烧，亦可作为气化原料，用于生产合成氨、合成甲醇等。
水煤浆技术是我国现行阶段适宜的代油、环保、节能技术。
发展水煤浆技术，用煤制取清洁燃料，以煤代油，20世纪七十年代世界石油危机后，西方发达国家如美国、加拿大、日本、英国、法国、瑞典和意大利等纷纷投入大量人力和物力寻求代油燃料，曾对大型浆厂制浆、煤泥制浆、水煤浆长距离管道输送及大型电站燃烧水煤浆分别作过深入细致的开发和试验，水煤浆技术已趋于成熟并进入商业化应用。
2024年水煤浆添加剂市场需求分析
2024年水煤浆添加剂市场需求分析1. 前言水煤浆添加剂是一种应用于水煤浆燃烧过程中的化学品，主要用于提高水煤浆的可燃性、流动性和稳定性。
随着环境保护意识的增强和能源需求的增加，水煤浆作为一种清洁煤炭燃烧技术逐渐得到应用，推动了水煤浆添加剂市场的快速发展。
本文将对水煤浆添加剂市场需求进行分析。
2. 市场规模和趋势根据市场研究数据，水煤浆添加剂市场在过去几年呈现稳步增长的趋势。
这主要得益于以下几个因素：•环保政策的推动：水煤浆作为一种低污染、高效率的燃烧技术，受到环保政策的支持和鼓励，推动了水煤浆添加剂的需求增长。
•能源需求的增加：随着经济的发展和工业化进程的加快，全球对能源的需求不断增加，水煤浆作为一种能源替代品，其需求也随之增加。
•技术进步的推动：水煤浆添加剂技术不断更新与创新，有效提高了水煤浆的燃烧效率和使用效果，增强了市场需求。
预计未来几年，水煤浆添加剂市场将保持较高的增长率，并有望进一步拓展应用领域。
3. 市场需求主要驱动因素水煤浆添加剂市场需求的增长主要受以下因素的影响：3.1 环保需求随着全球环境保护意识的增强，各国纷纷加强环境保护政策的制定和执行。
水煤浆作为一种低污染的煤炭燃烧技术，其应用不仅可以减少大气污染物的排放，还可以减少水资源污染。
因此，在环保压力下，水煤浆的使用将越来越受到关注，从而推动了水煤浆添加剂的需求增长。
3.2 能源替代需求能源是支撑经济发展和社会运转的重要基础，但传统能源资源逐渐枯竭，加之对环境污染的担忧，推动了绿色低碳能源的开发和应用。
水煤浆作为一种清洁能源替代品，具有优势和潜力。
因此，随着能源需求的增加，对水煤浆添加剂的需求也将持续增长。
3.3 技术创新需求水煤浆添加剂的应用效果直接影响到燃烧效率、稳定性和使用成本等关键指标。
因此，市场对水煤浆添加剂的技术创新和提升有着较高的需求。
当前，水煤浆添加剂市场呈现出不断创新和不断提高性能的发展趋势，例如新型的抗结剂、燃烧催化剂等。
2024年水煤浆添加剂市场环境分析
2024年水煤浆添加剂市场环境分析1. 简介本文对水煤浆添加剂市场的环境进行了分析。
水煤浆添加剂是水煤浆燃烧过程中所需的化学试剂，可改善水煤浆的流动性、稳定性和燃烧效率。
本文旨在了解目前水煤浆添加剂市场的整体环境和趋势，为相关从业者和投资者提供参考。
2. 市场规模和增长趋势根据市场研究机构的数据，水煤浆添加剂市场在过去几年中呈现稳步增长的趋势。
目前市场规模已经达到数十亿美元，并有望在未来几年内进一步扩大。
这主要受到以下因素的影响：•水煤浆的广泛应用：水煤浆在发电、工业锅炉和钢铁等行业中的应用越来越普遍，这促使了水煤浆添加剂市场的发展。
•环保要求的提高：水煤浆燃烧相对于传统煤炭燃烧来说更环保，因此得到了政府和环保组织的支持。
这推动了水煤浆添加剂市场的增长。
•技术创新的推动：随着科学技术的不断进步，水煤浆添加剂的质量和性能得到了大幅提升。
这促使更多的企业和用户选择使用水煤浆添加剂，推动了市场的增长。
3. 市场竞争格局水煤浆添加剂市场竞争激烈，主要厂商的数量较多。
目前市场上的主要竞争者包括国内外大型化工企业、煤炭企业以及专业的水煤浆添加剂供应商。
这些竞争者在产品种类、质量、价格和营销等方面存在差异化策略。
同时，市场上还存在一些小型企业和新兴企业，不同竞争者的产品和服务也有所不同。
4. 市场驱动因素和挑战水煤浆添加剂市场的增长主要受到以下驱动因素的推动：•产业发展需求：水煤浆是一种节能环保的燃料，得到了政府和相关行业的支持和重视。
产业发展需求将促使水煤浆添加剂市场的增长。
•技术进步：随着技术的不断进步，水煤浆添加剂的性能越来越好，能够更好地满足用户的需求。
技术进步将推动市场的发展。
然而，水煤浆添加剂市场也面临一些挑战：•价格竞争：市场上存在大量的竞争者，价格竞争激烈。
低价产品的出现可能会对整个市场的利润空间造成压力。
•环境限制：水煤浆添加剂作为一种化学试剂，其在制造、运输和使用过程中会对环境造成一定的影响。
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 。
2023年水煤浆行业市场前景分析
2023年水煤浆行业市场前景分析随着国家环保政策的加强，传统煤炭行业的转型升级已经迫在眉睫。
而水煤浆作为一种高度清洁的煤化工产品，具有高效低耗、低排放等特点，因此在国家环保政策的推动下，水煤浆行业市场前景越来越广阔。
一、政策推动当前，环保是国家的战略方向之一，在保护生态环境、减少煤炭消耗、降低污染物排放等方面，我国提出了一系列的政策措施。
其中，支持水煤浆等清洁能源的研发和推广，是国家提高能源清洁化水平的重要战略之一。
政策的推动对水煤浆行业产生了很大的影响，国家大力推进清洁煤化工产业的转型升级，优先支持高质量的水煤浆生产企业，相应的，水煤浆行业在国家政策的积极推动下，将更好地融入全国的能源结构中，并迎来更广阔的市场前景。
二、能源转型水煤浆在使用过程中，因其具有低污染、高效能等特点，已经逐渐成为了国内外能源发电行业中的重要的能源产品之一。
同时随着国家能源消费结构的转型和政策支持力度不断的加强，水煤浆行业也将得到更多的认可。
随着能源需求的增加和能源走向清洁高效的发展趋势，水煤浆被视为能源转型的重要支撑。
特别是在非重点区域，水煤浆的使用可以替代不少燃油、采暖等能源，可实现能源清洁化，减轻环境负担，更加符合国家产业政策方向，这将极大地改善水煤浆行业的市场环境。
三、市场需求增长水煤浆行业的发展，需要市场需求的支撑。
与其它煤化工产品相比，水煤浆的市场容量更为广泛。
无论是国外还是国内市场，都对水煤浆的使用呈上升趋势，市场需求增长机会显然。
在国内市场，受城市化进程和冬季供暖的影响，清洁能源需求增长迅速，而在乡村市场，水煤浆作为一种方便易用且价格低廉的清洁燃料，也将得到广泛的推广和应用。
同时，在国外市场，水煤浆的出口不断增长，对周边国家和地区的市场拉动作用越来越明显。
随着国家能源政策的推动和清洁化能源的需求加大，水煤浆行业的市场需求将进一步释放。
综上所述，水煤浆行业市场前景非常广阔。
尽管存在一些困难和挑战，但随着国家产业政策的推动、能源转型的加速和市场需求增长，水煤浆行业将会在未来的发展中取得更广阔的发展空间。
水煤浆制备技术的发展趋势
4 水煤浆制备技术的发展
水煤浆的制浆设备
破碎和磨矿是制浆工艺中的关键环节，可使煤浆产品获得合理 的粒度级配，也是能耗最高的环节。因此，破碎机和磨机的选择 至关重要。目前我国已经研发出多种类型的水煤浆专用破碎机和 磨机（球磨机、棒磨机及振动磨机等），基本可以满足水煤浆生 产的需要。
专用破碎机和磨机: 球磨机、棒磨机及振动磨机等
4 水煤浆制备技术的发展
低阶煤热力提质制浆技术
低阶煤热力提质方法主要有脱水干燥、低温干馏等方法。脱水 干燥有蒸发干燥( 微波干燥、热空气或蒸汽干燥，太阳能等) 和 非蒸发干燥( 水热改性HTD、机械热压改性MTE) 2 种技术. 黑龙江科技大学引进国外的水热干燥技术，开发了适合中国褐 煤特点的水煤浆制浆技术. 水热处理不仅可以有效降低低阶煤内在水分和氧含量，抑制其 易自燃特性，扩大了产品应用范围。而且可以提高低阶煤的热 值，褐煤提质后不经烘干即可直接制浆，且水煤浆浓度可达 60%以上。国内也有学者对提质后的低阶煤进行了水煤浆制备 研究。
4 水煤浆制备技术的发展
精细水煤浆生产关键技术 煤代油用于内燃机：
在高效分散剂制备水煤浆的基础上，运用兰炭生产废焦粒，经磨 细、浮选脱灰、再超细磨处理，得到精细水煤浆。可用于内燃机的 燃料，目前中国矿业大学制备出了样机。 陕西榆林兰炭特色产业有优良焦粒， 榆林兰炭产量3000万吨，焦 粒送电厂烧，为生产精细水煤浆提供了很好的原料，有望形成特色 的煤基清洁燃料。
制浆、浮选精煤制浆、浮选精煤与水洗精煤联合制浆、煤泥制浆
及高效分级研磨制浆等。
4 水煤浆制备技术的发展
低阶煤水煤浆分级研磨级配制浆工艺
中国科研工作者对煤炭的成浆性进行了大量的实验研究，掌握了制 备水煤浆的级配技术和适用于不同煤种的制浆工艺。水煤浆制浆方 法有干法和湿法2 种，干法制浆的浆体浓度较易控制，浓度范围较 宽。
2023年水煤浆添加剂行业市场发展现状
2023年水煤浆添加剂行业市场发展现状随着全球能源危机日益加剧，清洁能源开发和利用逐渐成为各个国家的共识，其中不断出现的新型燃料——水煤浆，成为了清洁能源领域的热门话题。
而水煤浆添加剂作为水煤浆生产的关键环节，也因此迎来了市场发展的大好机遇。
本文将从市场现状、市场规模、市场竞争、市场趋势四个方面来阐述水煤浆添加剂行业的市场发展现状。
一、市场现状水煤浆添加剂是水煤浆制备的关键。
其能够调节水煤浆的粘度、流动性、燃烧性等性质，从而提高水煤浆的稳定性和燃烧效率。
水煤浆添加剂主要分为稳定剂、流动剂和燃烧助剂三类。
随着对清洁能源的需求不断增长，水煤浆及其添加剂行业也在逐渐崛起。
二、市场规模目前全球水煤浆添加剂市场规模较小。
美国、加拿大、韩国等发达国家是世界水煤浆市场的主要消费国家，而国内的水煤浆生产则主要集中在山西、内蒙古、辽宁等省份。
据统计，2015年全球水煤浆添加剂市场份额为1.5亿美元，到2025年预计将增长至2.5亿美元。
三、市场竞争目前水煤浆添加剂市场上主要的竞争企业有美国的Solvay、德国的Clariant、法国的Arkema、日本的Sumitomo等。
国内则有中化斯伦、山西信阳、新奥集团、河北龙马等企业。
这些企业在技术开发、产品研发和市场布局等方面均具有一定优势。
但由于水煤浆市场规模较小，市场需求相对较低，因此市场竞争相对较为激烈。
四、市场趋势随着全球清洁能源开发和利用需求的不断提高，水煤浆及其添加剂行业也将随之迎来更大的机遇。
未来，水煤浆添加剂的发展趋势主要集中在以下几个方面：1. 研发高效环保型水煤浆添加剂，以满足燃烧效率提高、环保性能影响等多方面需求。
2. 拓宽市场渠道，扩大销售网络，利用物联网、大数据等技术手段，提高产品信息的精确性和及时性，以提高产品的竞争力。
3. 加强合作共赢，增强企业自身实力，通过合作整合行业资源，共同推动水煤浆及其添加剂市场的发展。
同时，积极参与国内外标准制定和政策规划，推动水煤浆及其添加剂行业走向更规范化和可持续发展。
水煤浆添加剂研究及发展动向
July 2011 8
R esearch and developm en t of coal w ater slurry additives
LIU M ing qiang, LIU J ian zhong, WANG Chuan cheng, GAO F u yan, WANG Rui kun, Zhou Jun hu, CEN K e f a
2011 年 7 月
刘明强等 : 水煤浆添加剂研究及发展动向
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( 2) 溶胶的经典稳定 ( DLVO) 理论认为 , 胶体颗 粒稳定存在的先决条件是颗粒间的静电斥力大于范 德华引力。煤粒在很宽的 p H 范围内表面均带负电 荷。在水煤浆内加入阴离子型分散剂可以提高煤粒 表面的负电位值 , 增强煤粒表面的静电斥力, 使煤粒 间不易接近 , 难以聚集 , 从而增强水 煤浆的分散稳 定性。 ( 3) 水化膜中的水因受到表面电场的吸引而呈 定向排列。当煤粒相互靠近时 , 水化膜受挤压变形 , 引力则力图恢复原来的排列方式, 这样就使水化膜 具有一定的弹性。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水化膜 , 当颗粒相互靠近时 , 由水化膜的弹性作用产生较强的排斥力可阻挡煤粒 聚结, 产生空间隔离位阻效果。 1 2 种类 根据分散剂分子溶于水后是否离解, 可将其分 为离子型和非离子型, 又根据所带电荷性质可将离 子型分散剂分为阴离子型和阳离子型。阳离子型分 散剂成本高 , 因此较少使用。常用的分散剂是阴离 子型和非离子型两大类。 1 2 1 阴离子型分散剂 阴离子型分散剂可分为合成有机高分子分散剂 和天然高分子改性分散剂两大类。其中合成有机高 分子分散剂主要有煤焦油系、 三聚氰胺系、 聚烯烃磺 酸盐系、 聚羧酸盐系等 ; 天然高分子改性分散剂主要 有木质素分散剂和腐殖酸分散剂等。 ( 1) 聚萘磺酸盐系列。萘系分散剂是最常用的 煤焦油系分散剂 , 其主要成分是萘磺酸甲醛聚合物 , 疏水部分为萘, 功能基团是磺酸基。萘系添加剂是 目前市场上使用最为广泛的添加剂。其优点是分散 性好, 减黏作用强 , 浆体流型好 ; 缺点是浆体稳定性 [ 6] 差 , 易析水产生硬沉淀 , 价格偏高。 Kaushal等 制 得以萘 -甲苯为主链的分散剂可使煤浆固含量达到 69% (质量分数 ), 表观黏度为 998 m Pa s。 ( 2) 木质素磺酸盐系列。木质素磺酸盐主要来 自于造纸废液, 其优点是原料丰富 , 价格便宜 , 易于 加工, 且浆体稳定性好 ; 缺点是用量大 , 成浆浓度低 , 黏度较大, 有较多杂质 , 浆体流型较粗糙, 因此常与 其他分散剂复配使用或通过改性提高其性能。李凤 起等
2023年水煤浆添加剂行业市场调查报告
2023年水煤浆添加剂行业市场调查报告市场调查报告：水煤浆添加剂行业一、概述水煤浆添加剂是一种用于提高水煤浆燃烧效率、降低燃烧排放以及改善水煤浆流动性的化学辅助剂。
随着能源需求的增长和环保要求的提高，水煤浆添加剂行业发展迅速。
本市场调查报告旨在分析水煤浆添加剂行业的市场现状、发展趋势以及竞争格局，以供相关企业和投资者参考。
二、市场规模水煤浆作为一种高效清洁能源的替代品，已逐渐得到各国政府和能源企业的重视和推广。
水煤浆添加剂作为其重要装置和附属设备，市场需求也在逐年增长。
根据数据统计，目前全球水煤浆添加剂市场规模约为XX亿元，预计在未来五年将以每年XX%的速度增长。
三、市场驱动因素1. 能源需求增长：随着全球经济的发展和城市化进程的加快，能源需求不断增长，从而推动了水煤浆的需求增长，进而促进了水煤浆添加剂市场的发展。
2. 环保政策支持：各国政府纷纷出台了严格的环保政策，要求减少污染物排放。
水煤浆作为一种清洁燃料，可以有效降低大气污染物排放。
水煤浆添加剂的应用可以进一步提高水煤浆的燃烧效率和降低燃烧排放，符合环保政策的要求。
3. 技术进步：随着科学技术的进步，水煤浆添加剂的配方不断改进，能够更好地提高水煤浆的燃烧效率和流动性，满足用户需求。
四、市场竞争格局目前，水煤浆添加剂市场竞争较为激烈，主要竞争者包括国内外知名大型化工企业和专业化水煤浆添加剂企业。
国内知名企业如恩华荣鑫化学、威尔创新科技、沃頓集团等，国外知名企业如罗地亚集团、弗兰富尔集团等。
五、市场发展趋势1. 产品创新：随着技术的进步，水煤浆添加剂市场将趋于高性能、高附加值的方向发展，比如开发出更环保、高效的添加剂产品。
2. 技术合作：水煤浆添加剂市场存在一定的技术门槛，企业可以通过技术合作共同研发和创新，提高产品竞争力。
3. 市场细分化：随着水煤浆的应用领域不断扩大，市场将出现更多的细分化需求，企业可以通过专业化和差异化的产品满足不同用户的需求。
水煤浆技术发展现状及其新进展
水煤浆技术发展现状及其新进展李安(煤炭工业合肥设计研究院，安徽合肥230041)能源是社会和经济发展的重要物质基础，煤炭是我国的主要能源，在未来的相当长的时间内，我国能源以煤炭为主的格局不会改变，自1990～2006年，煤炭在我国能源生产构成中的比例已经超过75％。
2005年，我国能源生产构成：原煤76．3％，原油12．6％，天然气3．2％，水电7．9％⋯。
由此可见，我国石油资源十分短缺，同年我国石油净进口量1．36亿t，对外依存度达到42．9％，预计到2010年，国产原油只能满足需求量的58％，2020年我国石油对国际市场的依赖程度将达50％以上。
因此，立足于我国能源资源的特点，开发煤代油技术，对于我国的经济建设和能源安全具有战略意义。
水煤浆是70年代石油危机中发展起来的一种煤基流体燃料。
它是由约70％的煤粉、30％的水和少量化学添加剂组成的混合体，约2 t 或2．5 t普通水煤浆代替l t重油。
因水煤浆具有良好的流动性和稳定性，可以像油一样实现全密封储运和高效率的雾化燃烧。
制浆过程基本上属于物理过程，工艺简单，生产成本低，投资小，属于一种见效快、节能和环保型的较为理想代油燃料。
实际上，水煤浆应用领域相当广泛，如许多种类工业锅炉、窑炉等，可以实现水煤浆替代燃油。
1 普通水煤浆及其技术现状用普通的洗选精煤制备的水煤浆称为普通水煤浆，其制浆煤的灰分质量分数在10％左右，水煤浆的平均粒度约为45“m。
经过“六五”、“七五”和“八五”技术攻关，普通水煤浆已经进入了商业化阶段，截至2005年底，全国水煤浆制浆厂已建成20座，总设计能力超过500万/t。
正在建设中的还有青岛开源热力公司(50万∥a)、广东南海洁能燃料有限公司水煤浆厂(200万∥a)等。
与1999年底统计数据相比，水煤浆厂的数量增加175％，生产能力增加400％。
据不完全统计，2003年全国燃烧水煤浆约200万t，替代燃油100万t，节约燃料费近6亿元。
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现代化工 M odern Chem ica l Industry
第 31 卷第 7 期 2011 年 7 月
技术进展
水煤浆添加剂研究及发展动向
刘明强, 刘建忠 , 王传成 , 高夫燕, 王睿坤 , 周俊虎 310027)
[ 4]
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煤为疏水性物质 , 且煤浆中的煤粒很细, 具有很 大的比表面积, 容易自发地聚结 , 因而煤粒与水不能 密切结合成为一种浆体, 很容易产生煤水分离。良 好的流变性和稳定性是水煤浆最为重要的性能 , 要 使水煤浆具有良好的流体特性 , 加入化学添加剂必 不可少。水煤浆添加剂的主要作用在于改变煤粒的
[ 5]
。
作者简介 : 刘明强 ( 1988- ) , 男 , 硕士生 , 从事水煤浆添加 剂方面研究 , 18768133690 , 463591981@ qq. com; 刘建忠 ( 1965- ) 男 , 博士 , 教授 , 博士 生导师 , 主要从事煤高效清洁燃烧与转化、 燃烧源污染物形成与控制、 新能源 与可再生 能源等方 面的研究 和教学工 作 , 通讯联 系人 , 13605708085, jzl iu @ z ju . edu. cn 。
煤炭作为一次能源消耗约占我国总能源消耗的 72% 左右, 在相当长的时间内, 我国的能源消费结构 仍将以煤炭为主。由于传统的燃煤方式存在环境污 染大、 燃料利用率低等问题, 随着构建资源节约型、 环境友好型社会目标的提出 , 迫切需要一种清洁的 煤炭利用方式。 水煤浆是一种高浓度煤水混合物 , 由质量分数 62% ~ 70 % 的 煤粉、 30 % ~ 38 % 的水和约 1 % 的添 加剂组成。它既保持了煤炭原有的一些特性 , 又具 有石油一样的流动性 , 并具有一定的稳定性, 可以贮 存、 泵送、 雾化与稳定燃烧。水煤浆由于含硫率和粉 尘量都较低 , 在燃烧过程中火焰温度比油和煤粉低 , 排放的污染物相对较少 , 是一种比较理想的代油洁 净燃料
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现代化工 煤浆稳定性好
[ 16]
第 31 卷第 7 期 。
2 稳定剂的作用机理和分类
2 1 作用机理 水煤浆是一种高浓度固液两相粗分散体系 , 煤 粒具有疏水性, 很容易自发聚结 , 在重力和其他外加 力作用下发生沉淀, 无论是分子热运动、 颗粒间的范 德华力 , 还是颗粒间的静电斥力 , 都不足以阻止水煤 [ 4] 浆颗粒的沉淀 。由稳定剂作用形 成的空间结构 对颗粒沉淀产生的机械阻力 , 可有效阻止颗粒沉淀 的发生。制备水煤浆时加入稳定剂, 在稳定剂的作 用下, 已分散的煤粒与周围其他煤粒及水相互交联 , 形成一种脆弱但有一定强度的三维空间结构。在静 置时, 这种结构能有效地阻止颗粒沉淀, 即使沉淀也 是松软的可恢复的软沉淀 , 而且水被包含在结构的 空隙内 , 使得浆体黏度升高, 有较高的静切应力 , 这 有利于浆体的稳定。一旦受到外力剪切作用 , 空间 结构受到破坏, 结构中的水被释放出来, 浆体黏度又 会迅速降下来, 即具有剪切变稀的特性。撤除外力 后 , 结构恢复要滞后一段时间, 浆体显示出触变性 , 这对水煤浆的存贮、 输送有十分重要的意义
收稿日期 : 2011 - 01- 24 ; 修回日期 : 2011- 04- 02
( 1) 分散剂一端是非极性的亲油基, 即疏水基 , 另一端是亲水的极性基, 即亲水基。在水煤浆中分 散剂分子的疏水基和煤表面结合, 亲水基朝水定向 排列, 把水分子吸附在煤粒表面, 形成一层水化膜 , 变疏水性为亲水性。同时水化膜可将煤粒隔离开 , 减少煤粒间的阻力, 达到降黏的作用
摘要 : 简述了水煤浆技术在我国发展的背景及其基本性能 , 分析了水煤浆分散剂和稳定剂的作用机理及现在常用的添加剂 种类和性能 , 介绍了国内外水煤浆添加剂的研究现状和成果 , 重点阐述了复配、 改性等新技术的应用 , 以及两性离子型等新型添 加剂的开发情况 , 结合目前存在的一些问题 , 展望了添加剂的发展趋势。 关键词 : 水煤浆 ; 添加剂 ; 分散剂 ; 稳定剂 中图分类号 : TQ 423; TQ 536 文献标识码 : A 文章编号 : 0253 - 4320( 2011 ) 07- 0008 - 04
2011 年 7 月
刘明强等 : 水煤浆添加剂研究及发展动向
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( 2) 溶胶的经典稳定 ( DLVO) 理论认为 , 胶体颗 粒稳定存在的先决条件是颗粒间的静电斥力大于范 德华引力。煤粒在很宽的 p H 范围内表面均带负电 荷。在水煤浆内加入阴离子型分散剂可以提高煤粒 表面的负电位值 , 增强煤粒表面的静电斥力, 使煤粒 间不易接近 , 难以聚集 , 从而增强水 煤浆的分散稳 定性。 ( 3) 水化膜中的水因受到表面电场的吸引而呈 定向排列。当煤粒相互靠近时 , 水化膜受挤压变形 , 引力则力图恢复原来的排列方式, 这样就使水化膜 具有一定的弹性。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水化膜 , 当颗粒相互靠近时 , 由水化膜的弹性作用产生较强的排斥力可阻挡煤粒 聚结, 产生空间隔离位阻效果。 1 2 种类 根据分散剂分子溶于水后是否离解, 可将其分 为离子型和非离子型, 又根据所带电荷性质可将离 子型分散剂分为阴离子型和阳离子型。阳离子型分 散剂成本高 , 因此较少使用。常用的分散剂是阴离 子型和非离子型两大类。 1 2 1 阴离子型分散剂 阴离子型分散剂可分为合成有机高分子分散剂 和天然高分子改性分散剂两大类。其中合成有机高 分子分散剂主要有煤焦油系、 三聚氰胺系、 聚烯烃磺 酸盐系、 聚羧酸盐系等 ; 天然高分子改性分散剂主要 有木质素分散剂和腐殖酸分散剂等。 ( 1) 聚萘磺酸盐系列。萘系分散剂是最常用的 煤焦油系分散剂 , 其主要成分是萘磺酸甲醛聚合物 , 疏水部分为萘, 功能基团是磺酸基。萘系添加剂是 目前市场上使用最为广泛的添加剂。其优点是分散 性好, 减黏作用强 , 浆体流型好 ; 缺点是浆体稳定性 [ 6] 差 , 易析水产生硬沉淀 , 价格偏高。 Kaushal等 制 得以萘 -甲苯为主链的分散剂可使煤浆固含量达到 69% (质量分数 ), 表观黏度为 998 m Pa s。 ( 2) 木质素磺酸盐系列。木质素磺酸盐主要来 自于造纸废液, 其优点是原料丰富 , 价格便宜 , 易于 加工, 且浆体稳定性好 ; 缺点是用量大 , 成浆浓度低 , 黏度较大, 有较多杂质 , 浆体流型较粗糙, 因此常与 其他分散剂复配使用或通过改性提高其性能。李凤 起等
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Span80和壬基酚聚氧乙烯 ( 30) 醚 NP- 30 与木质素 磺酸钠按 2 3的质量比复配制浆 , 煤浆质量分数可 达 70 % , 表观黏度 990 mP a s , 稳定性大于 20 d。 ( 3) 聚烯烃系列。使用这类分散剂制得的水煤 浆黏度和 稳定性 都很理 想, 用量 约为 干煤质 量的 0 5 % , 但价格昂贵 , 对煤种要求严格, 一般多用于低 灰分煤种。实际应用时需严格控制分子质量及其分 布 , 否则会大大降低分散剂的功效。日本 L ion 公司 20 世纪 90 年代初期开发的聚苯乙烯磺酸钠 ( PSS) 是此类分散剂的代表
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对木质素磺酸钙进行 离子交换、 氧化、 磺化
。
改性后 , 发现其活性基团 增加了, 表 面活性有所提 高 , 煤浆中煤的质量分数提高了 2% , 浆体稳定性也 [ 4] 明显 改 善。刘 明 华 采 用 失 水 山 梨 醇 脂 肪 酸
非离子型分散剂主要分为 , 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 ; 聚氧乙烷 系列, 如聚氧乙烷与聚氧丙烷嵌段共聚物。
( State K ey L abo rato ry o f C lean Energy U tiliza tion , Zhe jiang U niversity , H angzhou 310027, China) Ab stract : The deve lopm en t background of coal wa ter slurry( CW S) and its bas ic pe rfo r m ance are briefly rev ie w ed. The m echan ism o f the CW S dispe rsants and stab ilizers is ana lyzed in deta i. l Som e common ly used additives and the ir pe rfo r m ance are introduced as w el.l The resea rch sta tus and ach ieve m ents o f CW S at hom e and abro ad are summ ar ized. The app lication o f ne w techno log ies and the developm ent of new add itives such as a m photer ic ionic additives a re focused. The deve lopm ent trends o f the new additives are put for w ards fina lly . K ey w ords : coal wa ter slurry ; add itive ; d ispersant ; stab ilize r
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表面性质, 使煤颗粒能够在水中分散 , 使煤浆具有良 好的流动性和稳定性。根据作用不同, 添加剂可分 为分散剂、 稳定剂和辅助添加剂 3 类。分散剂是最 重要的水煤浆添加剂