微细干粉级配制取低阶煤和褐煤高浓度水煤浆技术

开发了微细干粉级配制备低阶煤高浓度水煤浆技术,根据原料特点,通过多台粉碎机干法粉碎煤炭,实现粉煤微细化,并按照水煤浆最佳级配要求生产成不同细度和产率的水煤浆干粉。在年产75万吨水煤浆干粉的工业装置上,对难成浆的低阶煤和褐煤,采用该技术可制取水煤浆浓度高于68%(低阶煤)和63%(褐煤)的合格煤浆。与常规湿法制浆工艺相比,干法制备水煤浆工艺能耗降低5千瓦时/吨浆,添加剂用量可减少一半,相关成本下降8元/吨浆左右。具有明显的经济和社会效益,并必将极大程度上推动低阶煤和褐煤的洁净转化和利用。     

宽沟煤热解半焦成浆性研究

为制备高浓度水煤浆,使用宽沟煤为原料,在气体热载体移动床反应器中制备了不同热解条件下的半焦,并考察了半焦的成浆特性。结果表明,热解半焦的成浆浓度高于宽沟煤,半焦浆体的表观黏度随着热解温度和热解停留时间的增加而降低。通过热解可将原煤的定黏浓度从61.15%提高到67.78%,并且提高了浆体的流变特性,屈服应力和稠度系数降低,说明热解改性是提高宽沟原煤成浆性的有效方法。热解提高了半焦的变质程度,降低了挥发分和含氧官能团含量,是半焦成浆性提高的主要原因。但热解降低了半焦的固水能力和浆体中颗粒间自由水的含量,使半焦水煤浆的稳定性有所下降,在成浆浓度66%时,原煤水煤浆的析水率为4.0%,640℃热解半焦水煤浆的析水率为14.0%。     

复配分散剂与不同煤化程度煤成浆性能的研究

为了考察复配分散剂对不同煤化程度煤的成浆性能的影响,以木质素磺酸钠与萘磺酸钠复配分散剂对山西王坡煤(WP)、淮北朱仙庄煤(ZXZ)、内蒙古上湾煤(SW)3种不同煤化程度的煤样进行了制浆试验。结果表明:复配分散剂对上湾煤样所成浆的流动性和稳定性产生较大影响,但成浆浓度不高;对较高煤化程度煤样的成浆性提高效果明显,选用3号分散剂王坡煤的成浆浓度达到最大66.8%;朱仙庄煤选用4号分散剂可以制成流动性和稳定性较好的煤浆,其煤浆浓度达67.0%。木质素磺酸钠及萘磺酸复配分散剂的协同作用对不同煤化程度煤样成浆性的影响与煤的结构有关,此复配分散剂对煤化程度较高煤的成浆性提高较有利。     

用液化残渣提高褐煤成浆性能的研究

提质褐煤单独制备煤浆的最高浓度只能达到50.52%,而采用热值较高的煤制油液化残渣与提质褐煤进行配煤制浆试验,制得煤浆的浓度最高可达63.93%,分散剂KY33的用量也由1.7%减少到1.2%左右,成浆效果较好。     

两种褐煤成浆特性的实验研究

利用4种阴离子型添加剂对神华6号褐煤和印尼褐煤所制水煤浆的成浆浓度和流变特性的影响研究表明,添加不同添加剂后,两种褐煤的最大成浆浓度仍较低,且浆体表观粘度随浆体浓度增大而增大。当表观粘度为1 000 mPa·s时,印尼褐煤最大成浆浓度为51.76%,神华6号褐煤最大成浆浓度为57.51%。     

褐煤煤水浆燃料的试验研究

通过热水干燥工艺的加工，使褐煤类型的低阶煤转化成高阶煤。经试验选择了热水干燥的最佳温度；获得了褐煤煤水浆的流变特性；指明了目前国内对褐煤综合利用的又一条途径。     

褐煤制浆和配煤制浆技术

基于中国煤炭资源状况及褐煤难成浆的特点,提出采用配煤制浆的方法来提高制浆浓度。分析了国内外褐煤和配煤制浆技术的研究现状,同时介绍了国内褐煤制浆技术的发展。研究发现:现有的配煤技术多采用煤质较好的原煤和褐煤,应寻求更多的现有资源和褐煤配煤制浆来提高煤浆浓度,尤其是热值不低却未被充分利用的煤炭资源,如煤炭液化废渣、沥青等,以充分利用煤炭资源,保护环境。     

烷基烯酮二聚体对褐煤疏水改性及成浆性能的影响

针对褐煤表面亲水基团丰富、孔隙发达导致煤成浆性能差的问题,以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为乳化剂制备了阳离子烷基烯酮二聚体（AKD）乳液,将其涂覆在经微波脱水后的褐煤颗粒表面,使煤样表面获得较强的疏水性;利用比表面积分析仪（BET）、X射线光电子能谱（XPS）和化学滴定法研究了AKD与煤表面的作用机理,同时测定了煤水体系的zeta电位以及煤水界面润湿性,结果表明AKD在煤表面发生了物理化学吸附,并当阳离子AKD乳液用量为1.5%时,改性煤粒表面zeta电位绝对值达到最大,褐煤与水的接触角从50.92°增加到121.10°;再将改性后的褐煤颗粒配合聚萘磺酸盐分散剂制得高浓度的水煤浆,当褐煤水煤浆黏度保持1000mPa·s时,最大成浆浓度从原煤的56.6%增加到61.20%,并且随水煤浆存放时间的延长其水煤浆的黏度保持稳定。     

几种低阶煤的过氧化氢氧化解聚性能研究

在40℃利用5%H2O2水溶液分别对神府次烟煤(SF)、准东次烟煤(ZD)、胜利褐煤(SL)和先锋褐煤(XF)四种低阶煤进行了氧解,计算其氧解转化率和CO2生成率,结合元素分析、红外光谱以及酸性官能团测定结果比较了四种低阶煤的氧解性能以及其结构特征对氧化解聚性能的影响。结果表明,煤的氧化解聚与变质程度密切相关,变质程度越高,氧化反应性降低。另外煤的氧含量越高,特别是羧基以及酚羟基含量较高时,氧化解聚程度增大。     

预吸附水对低阶煤成浆性能的影响

针对低阶煤由于内水分高、含氧量高导致的成浆性差的问题,研究了预吸附水对低阶煤成浆性能的影响.结果表明,预吸附水处理后低阶煤的成浆性能得到了较大的提高,当制浆浓度达到63%时黏度仅为1 200 mPa·s,比相同黏度下原煤制浆浓度提高了约3%.元素分析结果表明,预吸附水后低阶煤含氧官能团含量没有发生变化;比表面积和孔隙结构测试结果表明,煤样预吸附水处理后比表面积减少,吸附水阻塞了一部分中孔,使总孔容积减少,减少了煤孔隙中分散剂的吸附,同时预吸附水使煤样的润湿性能增强,煤粒间的静电斥力增加,从而提高了低阶煤的成浆性能.     

水煤浆气化原料的成浆性研究

在实验室条件下研究了从低煤化度烟煤到高煤化度无烟煤,以及石油焦等不同气化原料煤的成浆性.为提高低煤化度烟煤的成浆浓度,在保证其混合原料灰熔融特征温度满足液态排渣前提下,将低煤化度烟煤与一种或两种煤化度较高的煤或者石油焦配比,考察了它们的成浆性.结果表明,煤化度适中的QD煤单独制浆浓度达到70%,黏度536mPa.s,流动性为A;通过不同煤种的级配,三种原料配合的料浆浓度为62%时,黏度在340mPa.s～550mPa.s之间,可以获得符合液态排渣气化要求的混合料水煤浆,扩大了气化原料来源.     

改性木质素磺酸盐水煤浆添加剂对神华煤制浆性能的影响

针对神华煤难以制成高浓度水煤浆的现状,采用Haake RV-Ⅰ流变仪等研究了改性木质素磺酸盐水煤浆添加剂(GCL3S)对神华煤水煤浆制浆性能的影响,GCL3S的质量分数为0.8%、制得的煤浆中煤质量分数达到62.63%,黏度可低至896 mPa.s,优于同等条件下萘系添加剂(FDN)的降黏效果,在接近中性条件下GCL3S的制浆性能最好,升高温度可以提高浆中煤的质量分数,对于用GCL3S制得的浆体,最佳搅拌时间是20~40 m in,其抗剪切性能明显优于FDN,GCL3S对煤浆的稳定时间为10 d,优于萘系添加剂。     

粒度级配对新疆低阶煤成浆性影响的研究

针对传统制浆工艺所制煤浆质量分数偏低,不利于后续气化反应的问题,以两种新疆低阶煤为原料,采用国家水煤浆工程技术研究中心自主研发的分级研磨制浆工艺技术,考察了粒度级配对新疆低阶煤成浆性的影响。结果表明:两种煤采用分级研磨制浆工艺后,煤浆粒度0.075 mm的粒级质量分数较传统制浆工艺均提高了13%左右,煤浆最高质量分数较传统工艺分别提高了3.14%、3.12%,煤浆流动性及稳定性有较大改善。     

马来海松酸醇酰胺的合成及其对神华煤分散作用的研究

以松香为原料,与顺丁烯二酸酐加成,再经二乙醇胺改性得到一种多元环状结构的马来海松酸醇酰胺水煤浆分散剂。分散剂含有多个醇酰胺链段,能使水很快润湿煤表面。结合水煤浆在不同浓度、pH、转速等条件下的流变行为和Zeta电位,讨论了分散剂对陕西神华煤成浆性的影响,初步探讨了该分散剂与煤粒的作用机理。研究认为分散剂加入后,以疏水基团与煤表面相连,亲水基团与水相连,并通过亲水链段的空间位阻效应,有效阻隔了煤粒间的聚集,使煤粒得到均匀分散,达到了降低水煤浆粘度,提高稳定性的作用。     

低阶煤水煤浆制备技术与工艺研究现状及前景

针对中国储量丰富的低阶煤难以制备高浓度水煤浆的问题,介绍了国内先进的低阶煤制浆技术。制备高品质低阶煤水煤浆,应结合煤质特性,选择适宜的磨矿技术、提质改性工艺、配煤技术或添加剂,制备符合工业化应用的高性能低阶煤水煤浆。同时指出,低阶煤制备水煤浆技术是适合中国国情的洁净煤技术,是目前国内对低阶煤合理利用的一条新途径,低阶煤水煤浆的研究和发展为解决中国环境污染问题和能源合理利用问题提供了广阔的前景。针对目前中国低阶煤水煤浆的发展状况,对中国低阶煤制备水煤浆技术发展前景进行了展望。     

伊泰煤、神府煤及其配煤的水煤浆成浆性比较与分析

通过伊泰煤、神府煤及其配煤的成浆性试验,在煤浆浓度、黏度和目测流动性等方面进行了比较与分析,并讨论了粒度级配对煤浆浓度的影响。结果表明,伊泰煤可以制得浓度和流动性均较好的水煤浆,制得的水煤浆粒度呈双峰分布,煤浆浓度较神府煤水煤浆略高。随着煤浆中粗粒子(8目~40目)的增加,煤浆浓度增加,但对水煤浆气化过程中大颗粒煤粉的碳转化率也有影响。     

低灰高热值煤泥制备水煤浆试验研究

研究了山西某矿煤泥制备高浓度煤泥水煤浆可行性,从煤泥成浆性分析到影响因素都做了详细的试验研究,并结合单因素试验,设计正交试验,得出制备高浓度优质水煤浆的最佳工艺条件：添加剂用量0．16％,温度35℃,搅拌强度1200rpm,搅拌时间25min。在最佳条件下,可以制得浓度为69％,粘度为911．30mPa·s,发热量为20．60MJ／kg的一级水煤浆,符合GB／T 18855—2002水煤浆技术标准。     

水煤浆添加剂及其研究进展

介绍了水煤浆添加剂结构特征对煤成浆性能影响的研究情况及新型高效添加剂的研究进展。目前制浆添加剂主要分为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂;我国与国外的水煤浆添加剂技术相比,还存在一定的差距,特别是分散降粘性质方面,高效、价廉、适用性广的添加剂为数并不多。     

Influence of dispersants on coal-water slurry prepared from the solid residue of plasma pyrolysis of coal

This work presents the influence of dispersants on coal-water slurry (CWS), which was prepared from the solid residue of plasma pyrolysis of coal. The effects of dispersant type, solid concentration, dispersant content, and temperature on the rheological properties of CWS are examined. A suitable empirical model regarding the relation between viscosity and temperature is proposed. Through the sedimentation experiment of CWS, dispersants are found to significantly promote the stability of CWS.