[发明专利]一种水煤浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水煤浆的制备方法，特别涉及以等离子体裂解煤固体副产物为原料， 采用不同分散剂制备水煤浆的方法。

背景技术

水煤浆的制备工艺分为干法制浆和湿法制浆两种，干法制浆是将制浆用煤破碎，干磨 至用户所需的产品细度与粒度分布后，再加入水和分散剂进行捏混并在搅拌机中调浆；湿 法制浆是将煤、水和添加剂一起加入磨机，最终产品就是水煤浆。

在制浆过程中，煤的粒度分布是决定水煤浆浓度和流动性的重要因素。为了制备一种 高浓度的水煤浆，要求煤粉颗粒各粒径的含量要有一定的分布，使大颗粒间的空隙为细 颗粒所充填，细颗粒间的空隙又能为更细颗粒所充填，以减少空隙所消耗的水量，从而提 高制浆浓度；好的粒度级配可以使添加剂与煤炭表面很好地吸附，从而提高煤浆稳定性。

化学添加剂的作用主要在于改变颗粒间的表面性质，提高煤炭表面的亲水性，降低煤 水界面的张力。促使煤粒表面能更容易被水所润湿，使煤颗粒均匀的分布在水中，防止颗 粒团聚；借助于添加剂调节煤浆的酸碱度、消除浆体中的气泡和有害成分等不利因素。根 据添加剂的作用不同，可分为分散剂、稳定剂和助剂等。分散剂属表面活性剂，大致可分 为离子型和非离子型两大类。用于水煤浆的分散剂主要是阴离子型和非离子型。用量一般 为干煤的1％左右。稳定剂的作用是使煤颗粒能较长期地稳定悬浮在水中，不发生硬沉淀 和生化作用，常用的稳定剂主要有有机和无机两大类，如：各种可溶性盐类，高分子表面 活性剂，纤维素，聚丙烯酸盐。其用量一般在干煤的0.006％-0.1％。

煤粉经过等离子体裂解后产生含乙炔的气体混合物。这是一种新型的煤加工工艺，因 其具有节能、环保和节约资源等特点，近年来受到高度重视。由于裂解过程属于超短接触 反应，煤粉不能反应完全，同时由于存在结焦现象，因此裂解产物包括气液固三相，经淬 冷后，固相部分就沉积下来，称为固体产物(即等离子体裂解煤固体副产物)。固体产物 中包括未分解完全的煤粉、裂解后产生的碳黑类物质及无机物，其特点在于固体产物的粒 径小(平均40～50μm，95％以上的颗粒的粒径在150μm以下)，比表面积比原煤略大(约 12m²/g)。

该固体产物目前一般直接用于焚烧，但因为其粉尘重量轻、粒度细等特点导致其运输 困难。

目前，以等离子体裂解煤固体副产物制备水煤浆的方法尚未见公开。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种稳定性好、高浓度、低粘度的水煤浆及其制备 方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种水煤浆，其由等离子体裂解煤固体副产物、 水、稳定剂和分散剂组成，等离子体裂解煤固体副产物÷(等离子体裂解煤固体副产物+ 水)＝50％～65.4％的重量比，稳定剂与等离子体裂解煤固体副产物的重量比为0.1～2％，分 散剂与等离子体裂解煤固体副产物的重量比为0.1～2％。

作为本发明的水煤浆的改进：分散剂为阴离子型分散剂或非离子型分散剂，所述稳 定剂为羧甲基纤维素。

作为本发明的水煤浆的进一步改进：阴离子型分散剂为木质素磺酸钠盐、十二烷基 苯磺酸钠或氨基磺酸类分散剂，非离子型分散剂为OP10(辛基酚聚氧乙烯醚，EP＝10)。

所述氨基磺酸类分散剂的平均分子量为4000-7000，由对氨基苯磺酸、苯酚及甲醛等 于碱性条件下缩合而得；为常规的市售产品。

作为本发明的水煤浆的进一步改进：等离子体裂解煤固体副产物满足以下特性：

煤炭基水分M_ad为5～10％，干燥基灰分Ad为0～14％，干燥无灰基挥发分＞25％，干燥 无灰基碳元素＞85％，干燥无灰基氧元素1～4％，干燥无灰基硫元素0.1～0.8％。

干燥无灰基碳元素、干燥无灰基氧元素和干燥无灰基硫元素是指除去水份、灰份后 对煤进行的元素分析数据。

本发明还同时提供了上述水煤浆的制备方法，包括以下步骤：

1)、将稳定剂加入水中搅拌至溶解，得稳定剂水溶液；

2)、将等离子体裂解煤固体副产物、分散剂和稳定剂水溶液均匀搅拌后，得水煤浆。

作为本发明的水煤浆的制备方法的改进：步骤2)中于20～40℃以600～1000r/min的速 度进行搅拌，时间为20～40min。