[发明专利]一种多组分水煤浆添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种添加剂技术领域，特别是指一种水煤浆添加剂。

背景技术

作为洁净煤技术之一的水煤浆气化自20世纪80年代初研究开发以来，经过多年不断地科技攻关和生产实践，已在中国普遍应用，生产与应用规模均居世界第一。高浓度水煤浆既保持了煤炭原有的物理和化学特性，又像石油一样具有良好的流动性和稳定性，同时其安全性优于石油。水煤浆作为理想的节油代油燃料，一出现就受到了全世界的普遍关注。随着以水煤浆气化为龙头的煤化工产业的快速扩张，气化水煤浆的应用规模将保持强劲的增长势头。然而，水煤浆浓度偏低，稳定性差一直是困扰各大煤化工生产企业的难题。

一般来讲，对水煤浆的质量要求是低粘度、高浓度和良好的流动性及稳定性。水煤浆添加剂是影响水煤浆质量的关键之一，也影响水煤浆的生产成本。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。

目前国内外研制及筛选出的水煤浆添加剂主要为阴离子型、非离子型和有机高分子聚合物以及其他复配添加剂，其中主要有萘系、腐殖酸系、木质素系、聚烯烃系、丙烯酸系等。

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。萘系添加剂系采用工业萘、甲醛和浓硫酸和液碱为主要原料在一定反应条件下制备而成。其优点是分散性好，减黏作用强，浆体流型好；缺点是浆体稳定性差，易析水产生硬沉淀，价格偏高。

木质素系主要是木质素系磺酸盐，是原木在造纸工业亚硫酸制浆过程中废水的主要成分，木质素磺酸盐价格低廉，并具低泡性，主要用作固体分散剂。木质素磺酸盐可用碱法制浆黑液，通过羟甲基化、磺化等化学改性，制备出木质素磺酸盐。木质素系分散剂；缺点是用量大，成浆浓度低，粘度较大，有较多杂质，浆体流型较粗糙。

腐殖酸系腐殖酸系列。此类分散剂从低阶煤中提取，分散性好，可单独使用。实验证明，原料煤越年轻，制得的添加剂降黏效果越好。其缺点是对金属离子敏感，容易形成沉淀，浆体的稳定性差，对制浆水质要求较高。

有研究发现，几种分散剂复配使用会产生协同效应，可以提高水煤浆浓度，降低浆粘度，减少总添加剂用量，达到成本低、性能高的目的。最常见的方式为阴/阴离子复配，非/非离子复配，非/阴离子复配。发明人研究阴/阴离子表面活性剂复配时，利用自行研制的聚羧酸系分散剂PMMA(马来酸酐—丙烯酸—2—丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸钠共聚物)与萘系分散剂按不同质量比进行复配，并研究复配分散剂对成浆性能的影响，结果表明PMMA具有很好的分散能力，在低温度下能保持浆体较好的稳定性和流动性；经过复配后的萘系/聚羧酸系分散剂，大大提高了其综合效果，使得浆体的粘度，稳定性均有所提高。

南京大学研究人员开发的亚甲基萘磺酸钠-苯乙烯磺酸钠-马来酸钠(NDF)水煤浆添加剂适用煤种宽，性能好，占有大量的水煤浆添加剂市场。

一种非离子与阴离子复合型水煤浆添加剂，含有非离子表面活性剂聚醚酯、酸碱调节剂、稳定剂、水，其对煤种适应性广，制浆浓度高、粘度低，同时具有分散剂和稳定剂的性能，能降低煤粒间的Zeta电势，使水煤浆达到稳定效果，综合性能好，其生产原料来源广，工艺成熟可行，成本较低，少三废污染，具有较高的经济和社会效益。

综上可知现用添加剂大多均存在不足之处。例如有些用费较高、稳定性差、对制浆水质要求较高，特别是对煤种的适应性较差。水煤浆添加剂种类较多，但包含的表面活性剂品种较少，因此表现品质一般，从而制备的水煤浆，大部分浆体浓度偏低。目前中国水煤浆添加剂市场上应用比较广泛还是萘系添加剂，其研究已达到较高水平。但是仍然存在着适用煤种范围窄，成本较高的问题。

因此，对于以上现在大多添加剂无法解决的问题，如价格昂贵、煤种适应性差、稳定性偏低等，开发出性价比高、煤种适应性广的水煤浆添加剂能够促进水煤浆的发展，提高企业的经济效益。

发明内容

本发明目的是提供一种多组分水煤浆添加剂，解决了上述不足，其用量省、效率高，制备的水煤浆表面粘度低、浓度高、稳定性好；同时可用于不同变质程度的煤，具有广泛的适用性。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

*除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分比。

一种多组分水煤浆添加剂，由以下重量百分比的成分组成：脂肪族分散剂30-50％；木质素系分散剂10-30％；三聚氰胺系分散剂10-20％；助磨剂2-5％；稳定剂10-20％；助剂5-10％。