[发明专利]提高水焦浆稳定性的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于燃料制备与高效利用领域，具体涉及一种水焦浆提高稳定性的方法和装置。

背景技术

水焦浆是一种由石油焦、水和化学添加剂组成的浆状液体燃料，其流动特性类似重油，是一种新型的代油燃料，可以作为电站锅炉、工业炉窑的动力燃料和气化炉的气化燃料。

石油焦是原油经蒸馏将轻重质油分离后，重质油再经热裂的过程，转化而成的产品。从外观上看，石油焦为形状不规则的黑色块状（或颗粒），具多孔隙结构，有金属光泽。石油焦含碳量约在90%左右，具有热值高的特点，因此可用作燃料。目前燃料型石油焦多采用循环流化床技术，但投资和运行费用相当高。

由煤、水和添加剂制成的水煤浆是一种新型的代油燃料，能像油一样保存、输送和雾化燃烧，并具有燃烧效率高、污染物排放低等优点，已在我国较好推广应用。随着水煤浆技术的发展，用石油焦制浆也受到人们的广泛关注，即由60-70%左右的石油焦、30-40%左右的水和0.5-1%左右的添加剂混合制成水焦浆。水焦浆秉承了水煤浆的优点，是一种清洁高效的代油液体燃料。

衡量水焦浆燃料优劣的指标有水焦浆的成浆性（浓度）、水焦浆稳定性和流变性。国内外已有学者对水焦浆的成浆性、水焦浆稳定性和流变性以及影响水焦浆性质的因素进行研究，如石油焦固有的理化特性、粒度分布以及添加剂与石油焦的匹配性等。

研究和应用结果表明，水焦浆的成浆浓度较高，可以达到70%，并具有较好的流动特性，是一种较好的动力燃料和气化燃料，但水焦浆的稳定性较差，有些水焦浆在几小时或一天内就会出现沉淀现象，与3个月内不发生硬沉淀的基本要求相差甚远，严重阻碍了水焦浆燃料的发展和进一步推广应用。

因此，如何低成本有效提高水焦浆燃料的稳定性具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有水焦浆制备或储存工艺中的不足，提供一种用于水焦浆制备厂或应用厂在水焦浆储存过程中提高稳定性的方法和装置。

为解决技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

提供一种提高水焦浆稳定性的方法，是向水焦浆中加入起泡剂并完成初步混合均匀，起泡剂为阴离子表面活性剂且占混合物的质量百分比为0.03%-0.05%；利用设于储罐或搅拌罐底部的气泡发生装置向水焦浆中喷射空气并形成直径为0.5～1mm的微小气泡。

本发明中，所述起泡剂是十二烷基硫酸钠或α-烯基磺酸钠中的至少一种。

本发明中，所述的水焦浆由质量百分比组成为60～70%的石油焦、30～40%的水和0.5～1%的添加剂组成，添加剂为木质素磺酸盐。

本发明中，所述起泡剂是在水焦浆制备过程中加入水焦浆，或者加入至储罐或搅拌罐里的水焦浆中。

本发明中，所述喷射空气并形成气泡的操作为间断运行，每次运行的时间为20～30分钟。

本发明中，所述气泡发生装置包括布置在罐底的多组排管或圈管，排管或圈管之间通过连接管相通；排管或圈管的进气口接至压缩机，由压缩机提供0.1～0.4MPa的压缩空气。

本发明中，所述排管布置于截面为方形或矩形的储罐或搅拌罐的罐底；所述圈管布置于截面为圆形的储罐或搅拌罐的罐底。

本发明中，所述圈管或排管上开有若干组用于喷射空气的小孔，每3个小孔为一组；各组小孔位于圈管或排管的同一截面上，其中位于中间的小孔朝着正上方开设，相邻小孔之间的径向夹角为20～30°。

本发明进一步提供了一种用于实现前述方法的装置，包括用于盛装水焦浆的储罐或搅拌罐，在储罐或搅拌罐的底部设有气泡发生装置；该气泡发生装置包括布置在罐底的多组排管或圈管，排管或圈管之间通过连接管相通；排管或圈管的进气口接至压缩机，由压缩机提供0.1～0.4MPa的压缩空气；所述圈管或排管上开有若干组用于喷射空气的小孔，每3个小孔为一组；各组小孔位于圈管或排管的同一截面上，其中位于中间的小孔朝着正上方开设，相邻小孔之间的径向夹角为20～40°。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用压缩空气通过设置简单的气泡发生装置，使水焦浆中充满微小气泡，增加浆液中固相颗粒的向下移动位阻，提高浆体燃料的稳定性。