[发明专利]一种水煤浆分散剂

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种制备水煤浆用的助剂，确切地说是一种水煤浆分散剂。

二、背景技术

我国化石能源结构十分不合理，从已探明的储量中，煤炭占92.94％，石油占5.35％，天然气占1.71％，其构成特点是富煤、贫油、少气。由于燃油不足，每年需从国外进口大量原油、重油，而且比重越来越大。水煤浆作为新型能源，一直受到国家的重视和支持，但是水煤浆在制作过程中，由于水和煤不能互溶，所以必须加入一定的的分散剂，使其分散均匀，增加水煤浆的浓度降低粘度。水煤浆分散剂是一种表面活性剂，由疏水基和亲水基两部分构成。分散剂的主要作用是改变煤粒的表面性质，增强静电斥力，促进煤粒均匀分散在水中，防止煤粒聚结，提高水煤浆的流动性。

目前市场上的水煤浆分散剂主要分为以下几种：萘系、聚丙烯酸系和木质素系，由于萘系水煤浆分散剂的原料主要从石油中提炼，受到原料的影响，萘系的水煤浆分散剂的市场占有率正逐渐缩小；聚丙烯酸系由于价格较高，带动制浆成本升高，使用的客户较少；木质素系的分散剂原材料主要来源于制浆造纸工业产生的黑液废水，制浆工业每年可产生5000吨左右的木质素副产品，制取工艺相对简单，所以价格低廉。

木质素由于原料来源广泛、价格低廉，并且是可再生资源，成为该领域的发展方向。

三、发明内容

本发明旨在为制备水煤浆提供一种分散剂。所要解决的技术问题是本分散剂用量少，既可提高水煤浆的浓度，又可降低其粘度。

本发明的技术方案是由以下质量百分比的各组分组成：

优选：

所述的木质素磺酸盐是由纸浆黑液中回收的木质素经磺化得到的磺化木质素，市场有售，多为钠盐。

所述的聚磷酸盐选自三聚磷酸钠或六聚偏磷酸钠。优选三聚磷酸钠。

所述的高分子助剂是由40-60％(质量百分比，下同)磺酸盐共聚物、20-40％氨基三甲叉膦酸、5-20％羟基乙叉二膦酸和5-20％聚马来酸酐组成的混合物，该高分子助剂是申请人在前申请的防止灰水系统结垢的阻垢剂，又称稳定剂(CN100384762C)。

本分散剂是这样制备的，首先在搅拌下将配比量的木质素磺酸盐加入40-50℃的热水中，然后加配比量的聚磷酸盐、高分子助剂和氢氧化钠溶液，升温至75-90℃搅拌1-2小时得到分散剂溶液，最后经喷雾干燥得到分散剂固体粉末。

本分散剂与传统的木质素系水煤浆分散剂相比，具有以下特点：

1、投加量降低，在水煤浆制作工艺中，根据煤质的不同，本产品的添加量为0.5-3‰(以干煤粉质量计)。配成2-3％的水溶液，直接泵入棒磨机中制备水煤浆，所制备的水煤浆浓度可提高到60-70％，粘度可降低到400-1200Pa·s。

2、适用煤种广泛，本产品适用全国大部分煤种，通过在安徽淮化股份有限公司和贵州鑫晟煤化工有限公司的试用结果表明，对于一些煤质较差的煤种(如内蒙煤、贵州煤和安徽的淮南、淮北的煤)也有很好的降粘、分散效果。

四、具体实施方式

(一)高分子助剂的制备

1、磺酸盐共聚物的制备

以磺酸盐、丙烯酸甲酯和异丙醇为单体，在水中用过硫酸盐为引发剂于80-90℃条件下共聚得到磺酸盐共聚物。

2、高分子助剂的制备

取磺酸盐共聚物50份(重量，下同)，氨基三甲叉膦酸30份，羟基乙叉二膦酸10份，聚马来酸酐10份，混合搅拌均匀即得高分子助剂。

(二)水煤浆分散剂的制备

取木质素磺酸盐85kg、三聚磷酸钠8.7kg、高分子助剂6kg、30％NaOH溶液1kg。

向反应釜中加入150kg水，夹套蒸气升温至40-50℃，搅拌下加入85kg木质素磺酸盐，搅拌10-15分钟后加入8.7kg三聚磷酸钠、6kg高分子助剂和1kg碱液，继续升温至75-90℃搅拌1-2小时，最后经喷雾干燥得到水煤浆分散剂固体粉末。

(三)使用效果

本产品在使用过过程中，将本产品配置成3％的水溶液，直接由泵输送至棒磨机。

以安徽淮化股份有限公司合成氨二厂德士古气化炉水煤浆为试验，在试验过程中从棒磨机进料的输煤皮带上取煤样分析，分析结果水分10.4％、灰分14.6％、挥发份31.3％。

1、不同添加剂用量的成浆试验及吨浆添加剂成本估算