[发明专利]一种超声波强化处理水煤浆的方法

说明书

本发明属于超声波的应用，具体涉及一种采用超声波对水煤浆进行强化处理的方法。

水煤浆是一种用煤、水、添加剂制备的液态燃料，其浓度、稳定性和流动性是水煤浆的主要技术指标。多年来，国内外的水煤浆工作者在煤的粒度分布、添加剂及制浆工艺流程等方面作了大量的工作。但由于水煤浆的生产大都采用机械方法进行破碎、混合，存在着浆体熟化时间长，添加剂与煤粉颗粒接触不够充分的问题。

超声波是一种频率高于20千赫兹的声波，由于它在介质中传播时会产生特殊的效应而得到广泛应用。但至目前为止还未见到有关将超声波技术应用于水煤浆处理的报道。

本发明的目的在于提供一种采用超声技术对水煤浆进行强化处理的方法，该方法可使水煤浆的成浆性、流变性和稳定性得到提高。

本发明的超声波强化处理水煤浆的方法采用大功率超声波对成浆后的水煤浆直接进行辐射处理。

所述的超声波频率为20-30KHz，声功率为30-100W/cm²。对水煤浆的直接辐射处理时间为1-3min。

本发明超声波强化处理水煤浆的方法，采用大功率超声波对水煤浆进行处理，当超声波作用于水煤浆时，浆体内不断交替变换的压缩和膨胀空间，能够形成100微米直径的气泡，这些气泡在不到1微秒的时间内产生强烈的爆破，产生瞬时高温高压。由此产生的强大微射流冲击煤粉表面，消除了煤颗粒间的絮凝现象，提高了煤粉的分散性并可使煤粉进一步细化，使煤粉级配更趋合理，从而使煤粉和添加剂充分作用并混合均匀，大大提高了水煤浆的成浆性、流变性和稳定性。该方法具有广泛的工业应用前景。

实施例：

采用京西矿务局水煤浆示范厂提供的煤粉、华煤水煤浆中心提供的添加剂配制成62.0-71.6％(重量百分比)的水煤浆试样7个，将电超声装置中超声换能器的增幅杆放入水煤浆容器内，在频率20KHZ，功率100W/cm²时对上述试样处理1分钟左右。

水煤浆处理前后的粒度对比数据如表1、表2所示，颗粒变化如附图所示，水煤浆处理前后水煤浆特性的比较如表3、表4所示。表1.超声波处理前水煤浆分散体系中煤粒度分布数据

Size  ％Size   ％Size   ％Size   ％Size   ％Size   ％间隔4.00600  100544  100493  99.9446  99.9404  99.8366  99.6332  99.4301  99.0273  98.6247  98.0224  97.3203   964184   95.3166   94.0151   92.5137   90.8124   88.9112   86.7102   84.492.1  81.983.4  79.375.6  76.568.5   73.662.1   70.656.2   67.650.9   64.546.2   61.541.8   58.437.9   55.334.3   52.331.1   49.428.2   46.525.5   43.723.1  41.021.0  38.419.0  35.917.2  33.515.6  31.214.1  29.012.8  26.911.6  25.010.5  23.19.52  21.48.63  19.77.82  18.2708   16.76.42  15.45.82  14.15.27  12.94.77  11.84.33  10.83.92  9.83.55  8.93.22  8.12.92  7.32.64   6.62.39   5.92.17   5.31.97   4.71.78   4.21.61   3.71.46   3.21.32   2.81.20   2.4 D[4，3] 53.59_μm D[3，2]  9.34_μm D[v，0.9] 131.09_μm D[v，0.1]   4.01_μm表2.超声波处理后水煤浆分散体系中煤粒度分布数据Size  ％Size  ％Size   ％Size   ％Size    ％Size   ％间隔4.00600  100544  100493  100446  99.9404  99.8366  99.7332  99.5301  99.3273  99.0247  98.6224  98.0203   97.3184   96.5166   95.5151   94.3137   92.9124   91.3112   89.6102   87.692.1  85.583.4  83.275.6  80.868.5   78.262.1   75.556.2   72.750.9   69.946.2   67.041.8   64.137.9   61.134.3   58.231.1   55.328.2   52.425.5   49.623.1   46.821.0   44.119.0   41.517.2   38.915.6   36.514.1   34.212.8   31.911.6   29.810.5   27.79.52   25.88.63   23.97.82   22.27.08   20.56.42   18.95.82   17.55.27   16.14.77   14.84.33   13.53.92   12.43.55   11.33.22   10.32.92   9.32.64   8.42.39   7.62.17   6.81.97   6.11.78   5.41.61   4.81.46   4.21.32   3.71.20   3.1 D[4，3] 46.27_μm D[3，2]  7.75_μm D[v，0.9] 114.91_μm D[v，0.1]  3.13_μm表3.超声处理与未处理水煤浆特性比较  参数 原始样                         超声处理样    1    2     3    4    5  浓度  63.8％  62.8％  62.0％  71.6％  70.2％   65.4  粘度  MPa.s  1300  1040  1180  1640  1370   1084  稳定性  2天出现  硬沉淀  25天无  沉淀96  天有软沉  淀有良好  流动性  2天无沉  淀19天  有软沉淀  有良好流  动性  2天无沉  淀19天  有软沉淀  有良好流  动性  19天无沉  淀25天有  软沉淀有  良好流动  性33天有  硬沉淀   2天无沉   淀19天   有软沉淀   有良好流   动性表4.超声处理与未处理水煤浆特性比较  参数  原始样          超声处理样     1      2  浓度  64.03    ％    64.69％    64.59％  粘度  MPa.s  1420    1040    1260  稳定性  2天出  现硬沉  淀  16天无沉淀  31天硬沉淀  16天无沉淀  31天有软沉淀  有良好流动性