新疆煤制备油水煤浆

新疆煤水分含量高不宜制取水煤浆,但因其灰分含量低,用其制备油水煤浆有广阔的应用前景.实验研究了新疆煤制油水煤浆的成浆条件,以及不同条件下煤浆的性能.实验结果表明,以木质素磺酸钠为分散剂,聚丙烯酰胺10000为稳定剂,煤粉50 g,柴油23 mL,水26 mL时,制取的油水煤浆的静态稳定性和黏度最佳.以十二烷基苯磺酸钠和月桂醇聚氧乙烯醚按1∶1进行复配制取的煤浆比使用单一分散剂制取的煤浆效果要好.     

三种水质对煤沥青水浆制备及性质的影响

以中温煤沥青为原料,采用冷冻粉碎方法制得具有一定粒度级配的煤沥青粉后,再加入适量分散剂与去离子水、自来水和焦化废水分别制备煤沥青水浆.考察了分散剂用量与煤沥青水浆流变性的关系,并对分散剂在煤沥青表面的吸附和Zeta电位进行了研究.研究表明,三种水均能制得浆体浓度为70%的煤沥青水浆,且浆体的表观黏度均随剪切速率的增加呈下降趋势.由去离子水、自来水和焦化废水制得煤沥青水浆的低位发热量、挥发分和灰分均达水煤浆Ⅰ级标准,硫分达Ⅱ级标准.三种水的分散剂溶液在煤沥青表面的吸附量和Zeta电位均随分散剂浓度的增加呈增大趋势,当分散剂浓度达到一定值后继续增加分散剂的浓度,吸附量和Zeta电位稍有下降,且吸附量和Zeta电位达到最大时对应的分散剂浓度基本相同.     

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。     

煤沥青水浆的制备研究

采用冷冻粉碎的方法将软化点为90℃的中温煤沥青制得粒度≤200目的煤沥青粉后,再与22种分散剂制备煤沥青水浆,从中筛选出6种成浆性好的分散剂再与软化点为105℃的高温煤沥青粉制备煤沥青水浆,结果表明中温煤沥青粉比高温煤沥青粉更易制得稳定性好的煤沥青水浆.对以中温煤沥青粉为原料制备煤沥青水浆的工艺做了进一步研究,考察了分散剂种类及用量、煤沥青水浆浓度对煤沥青水浆稳定性、黏度和热值的影响.     

两性聚羧酸煤沥青水浆分散剂的制备与性能研究

采用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)及烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)作为反应单体,通过自由基聚合反应制备了两性聚羧酸分散剂(AAD),将其用于制备煤沥青水浆。考察了AAD分散剂的最佳制备条件,并研究了分散剂对煤沥青水浆成浆性、流变性、稳定性的影响。结果表明,当n(AMPS)∶n(APEG)=10∶1,DMC用量为AMPS和APEG总质量的5%,KPS用量为反应物总质量的7%,反应温度80℃,反应时间3 h时,制备的AAD分散剂具有最佳的性能,并且其具有良好的分散增稳能力,利于提高煤沥青水浆的工业应用。     

淮化Texaco气化炉备选煤种所用水煤浆分散剂的遴选

研究了多种水煤浆分散剂对安徽淮化Texaco气化炉备选煤种成浆性能的影响。结果表明,萘系分散剂对煤种成浆浓度高、流动性好;木质素类分散剂对煤的成浆浓度较低,流动性较差。相较于分散剂而言,煤质是影响水煤浆成浆性能的最关键的因素。北宿煤的制浆浓度大部分都在65.0%以上,是制备气化用浆性能较好的煤种。满足实际生产能力的要求下,HH分散剂对华亭煤最高制浆浓度达60.5%,ZH分散剂对北宿煤最高制浆浓度达67.0%,对于不同的煤种,不可盲目追求性价比较高、广谱性强的分散剂。     

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。     

利用油泥制备油煤水浆的实验研究

油田生产中的副产物油泥具有高粘度和含油的特性,为了合理、有效地利用这些副产物,考虑将油泥和传统的水煤浆进行混合。实验发现:加入等量分散剂的情况下,聚羧酸系分散剂和自制分散剂对油泥的分散效果较好,油泥的流动性得到改善。当向油煤水浆加入20%～25%的降粘油泥时,浆体粘度小于1000 mPa.s,随着温度升高,浆体粘度逐渐降低,剪切变稀特性良好,制备出的油煤水浆能够较长时间放置而不分层,具有良好的稳定性。     

木质素磺酸钠的改性及对煤浆分散性研究

通过正交实验对木质素磺酸钠(SL)和丙烯酰胺(AM)接枝反应的条件进行了优化,考察了合成产物对烟煤成浆浓度、黏度和稳定性的影响.结果表明,当AM与SL质量比为1∶5,温度为40℃,引发剂K2S2O8-NaHSO3含量为3%条件下反应2.5h,得到的产物作为水煤浆分散剂,在添加量为0.8%(占干煤基的比例),煤浆浓度为69%时,黏度为550mPa·s,3d后的穿透率达74.75%;相同情况下使用未经改性的SL为分散剂制浆,黏度为610mPa·s,3d后穿透率为70.68%,明显低于改性分散剂制浆的穿透率,且改性SL所制煤浆同未改性SL所制煤浆的析水率相比也降低了4.45%.     

煤与生物质混配制水煤浆研究

研讨生物质颗粒、原煤、废液混合研磨制水煤浆技术，生物质颗粒按占比原煤的1%、3%、5%进行成浆性实验。研究结果表明：生物质颗粒占原煤加入量的1%时，煤浆黏度为700～1 200 mPa·s，流动性较好，无沉淀产生，各项原料指标满足水煤浆入炉标准，完全能够满足水煤浆生产工艺要求。     

分散剂β-萘磺酸盐甲醛缩聚物对低阶煤制水煤浆成浆性的研究

低阶煤制备水煤浆成浆性能受到多方面因素影响,其中煤自身结构性质、自由水和电荷作用三者影响较大。分析了神木煤、哈密煤、榆林煤的微观结构,测试了分散剂β-萘磺酸盐甲醛缩聚物在3种煤上的吸附规律、分散剂不同掺量下煤中束缚水释放为自由水的量,研究了分散剂吸附量与束缚水释放量及水煤浆成浆性能之间的关系。结果表明:分散剂在低阶煤上的吸附量与比表面积不呈正相关;随着分散剂吸附量提高,变质程度偏高的煤质中自由水释放量快速下降,孔隙结构较多的煤质中则可能抑制自由水释放;低浓度分散剂吸附时,由电荷斥力和释放自由水同时作用提高成浆性能,高浓度分散剂吸附时,主要依靠电荷斥力提高成浆性能,自由水起次要作用;低阶煤制备水煤浆在表观黏度为500 mPa·s～1 000 mPa·s内均符合Bingham流体特征。     

水煤焦浆的成浆性能研究

笔者选择萘系表面活性剂作为分散剂,考察了水、煤、石油焦的成浆性能,研制一种新型环保石油替代燃料——水煤焦浆。实验结果表明添加适量的磺酸盐类分散剂和无机盐稳定剂后,水、煤、石油焦呈现较好的成浆性能,可替代传统的水煤浆和水焦浆。实验还研究了煤焦配比、稳定剂、温度等对水煤焦浆的成浆性能的影响。     

球磨预处理对水葫芦煤浆成浆性和流变性的影响

利用球磨机对水葫芦进行预处理,然后将其与神府煤、水和分散剂按照一定的比例混合制备水葫芦煤浆.重点考察球磨时间对水葫芦煤浆成浆性和流变性的影响,并与神府煤浆作比较.结果表明:水葫芦煤浆与水煤浆相比,屈服应力显著增大,触变性和稳定性显著增强,但Zeta电位的绝对值减小;对于水葫芦煤浆,增加球磨时间,其成浆性增强,屈服应力明显减小,触变性和稳定性稍微减弱,Zeta电位的绝对值增大.     

磺化萘酚甲醛/萘系复合水煤浆分散剂的性能

以2-萘酚、浓硫酸和甲醛为原料合成了磺化萘酚甲醛(NPF)水煤浆分散剂.首先探讨了分散剂的合成条件对其性能的影响并进行了性质分析;其次,通过NPF与萘系(NSF)分散剂进行复配改善了NSF的稳定性能.结果表明,当甲醛和2-萘酚的配比为0.86:1,聚合温度为130℃,反应时间为2h时分散剂性能最好.用此分散剂,在分散剂用量为0.5%,煤浆浓度为64%时,水煤浆黏度为463mPa·s,分散性能良好.萘系(NSF)水煤浆分散剂中NPF的掺杂量为20%时,水煤浆黏度降低了150mPa·s,7d后析水率下降1.07%,无硬沉淀出现,稳定性提升明显.     

新疆煤制备精细甲醇煤浆及其特性研究

以低灰分、高挥发分、高水分的新疆煤和工业甲醇为原料,进行了精细甲醇煤浆的制备及其特性研究.实验中主要采用172μm左右和54μm左右粒度的煤粉进行研究.探讨了分散剂、稳定剂、甲醇煤浆的原料配比、煤粉粒度级配等因素对甲醇煤浆黏度的影响.确定了最佳的工艺条件为:十二烷基硫酸钠、膨润土用量均为25%,煤粉粒度为172μm左右与54μm左右按1∶1复配对煤浆的制备效果最好.产品性能测试表明:通过实验制得的甲醇煤浆黏度在1 200 mPa·s以内,其稳定性较好,煤浆的最大浓度为63%.     

分散剂对北宿煤成浆性能的影响

针对安徽淮化Texaco气化炉所用水煤浆的性能指标要求,通过实验确定了不同分散剂在水煤浆中的用量及其对水煤浆浓度、表观粘度、流变性和稳定性的影响;在满足实际生产能力的要求下,对于北宿煤而言,成本较低的ZH分散剂较为适宜,所制浆体的浓度可达到65.0%以上。     

分散剂与神府煤成浆性的匹配规律

采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱法（ATR-FTIR）研究了分散剂官能团特征与神府煤（SFC）成浆性匹配规律。基于4种分散剂的ATR-FTIR分析结果,采用Gaussian分峰法计算了这些分散剂中亲水基团（-OH、-C-O、-C=O、-SO₃^-）和疏水基团（-CH₃、CH₂、-C=C）的分布,研究了分散剂中亲、疏水基团对神府煤成浆性的影响。结果表明：用ZFZ分散剂所制备的神府水煤浆（SFCWS）的定黏浓度最高,用MZS分散剂制备的SFCWS的浓度最低。这主要归因于ZFZ分散剂有较多的亲水基团,相对较少的疏水基团,与神府煤有良好匹配性。采用偏最小二乘法（PLS）建立了分散剂与神府煤定黏浓度预测模型和匹配度模型,选用JJN、DNC和SMS分散剂验证了模型的精确性,误差在±1%以内,同时定黏浓度预测值和匹配度的预测值与定黏浓度的实验值变化趋势一致。     

分散剂与神府煤成浆性的匹配规律

采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)研究了分散剂官能团特征与神府煤(SFC)成浆性匹配规律。基于4种分散剂的ATR-FTIR分析结果,采用Gaussian分峰法计算了这些分散剂中亲水基团(—OH、—C—O、—C=O、—SO~-_3)和疏水基团(—CH_3、—CH_2、—C=C)的分布,研究了分散剂中亲、疏水基团对神府煤成浆性的影响。结果表明:用ZFZ分散剂所制备的神府水煤浆(SFCWS)的定黏浓度最高,用MZS分散剂制备的SFCWS的浓度最低。这主要归因于ZFZ分散剂有较多的亲水基团,相对较少的疏水基团,与神府煤有良好匹配性。采用偏最小二乘法(PLS)建立了分散剂与神府煤定黏浓度预测模型和匹配度模型,选用JJN、DNC和SMS分散剂验证了模型的精确性,误差在±1%以内,同时定黏浓度预测值和匹配度的预测值与定黏浓度的实验值变化趋势一致。     

粒度级配对华亭煤成浆性能影响的实验研究

粒度级配对水煤浆成浆性能的影响至关重要。为提高华亭煤制水煤浆的成浆性能,通过实验研究了不同级配的粗细煤样对水煤浆成浆性能的影响。研究结果表明,当水煤浆的质量分数为58%,分散剂木质素的用量为干煤基的0.6%时,100目与200目的煤样以质量比为5∶5混合,所得浆体的黏度低至828 mPa·s,流动性呈A级,具备良好的稳定性,符合水煤浆的工业成浆要求,可提高华亭煤的成浆性能。     

生猪养殖废弃物制备生物质水煤浆的研究

以生猪养殖废弃物与煤共混制备生物质水煤浆。考察了干剂与干煤比值、p H值和固含量对生物质水煤浆粘度的影响。结果表明,p H为8.56,干剂与干煤比值为1.5%时,生物质水煤浆固含量可达到61.93%,其表观粘度(1 052.7±20)m Pa·s。生物质水煤浆具有良好的静置稳定性,且随着生物质添加量的增加,其稳定性增强。表明生猪养殖废弃物可代替水煤浆添加剂和部分煤制备生物质水煤浆。