[发明专利]一种超细水煤浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超细水煤浆及其制备方法，属于煤炭洁净煤技术领域。

背景技术

水煤浆是一种新型煤基流体燃料或原料，具有流动性好、燃烧效率高、节能环保等特性，是代油、代煤的理想燃烧和气化原料。目前我国水煤浆制备与燃烧技术经过20多年的研发与应用已趋于成熟并进入产业化应用阶段，取得了较好的经济和环境效益。据不完全统计，截止2010年底，全国各类制浆厂的设计生产能力已超过8000万吨/年，其中燃料用浆3000万吨/年，气化用浆5000万吨/年，在建和建成的气化用浆保守估计超过1亿吨。水煤浆厂数量和总生产能力均居世界第一位。

然而，水煤浆技术在发展过程中存在着制浆煤种局限、水煤浆价格偏高等问题。严重影响水煤浆的市场竞争力。我国目前水煤浆用煤大多以中等挥发分煤为主，这类煤虽然具有良好的成浆性和燃烧性，但资源有限、价格偏高，这是造成制浆成本偏高的主要问题。为此，拓宽制浆煤种是解决上述问题的主要途径。

我国拥有丰富的低挥发分煤炭资源，这类煤种以贫煤、贫瘦煤为主，主要分布在山西潞安、河南鹤壁和郑州、河北峰峰、山东淄博以及云贵川等矿区。其特点是水分低、硫分低、热值高、灰熔点高、着火点高、燃烧性差，目前用于锅炉散烧存在燃烧不完全、锅炉效率低的问题。

与此同时，我国有丰富的石油焦资源。石油焦是石油加工过程中延迟焦化装置的副产品，石油焦的产量约为原料油的25％～30％。随着世界原油的重质化、劣质化和原油深度加工的进展，石油焦产量不断上升，据估计目前我国石油焦的产量已突破1500万吨/年，石油焦一般为黑色或暗灰色坚硬固体，具有碳含量高、灰分低（0.3～1.2%）、挥发分低（10～15％）水分低、热值高（30～35MJ/kg）等特性，其低位热值约为煤的1.5～2倍。但其硫含量和氮含量一般比较高，挥发分低导致不易燃烧。

选择国内丰富的低挥发分煤（如贫瘦煤、贫煤等）和石油焦，利用它们的热值高、水分低、耐燃烧的特点，开发制浆新工艺制取超细水煤（石油焦）浆，用于燃烧不仅可以大大提高锅炉燃烧效率，还可以拓展制浆用煤种，降低制浆成本，很有现实意义。

目前低挥发分煤制备水煤浆只是刚刚起步，煤浆平均粒度与烟煤煤浆相同为50μm，尚无低挥发分煤制备超细制浆的报道。在电站锅炉中虽然可以稳定燃烧，但与燃用高挥发分煤浆相比，存在着火时间后移、锅炉负荷和效率下降的问题。

石油焦制备水煤浆技术刚刚起步，多与烟煤配合制浆；煤浆平均粒度与烟煤煤浆相同，为50μm，尚无石油焦制备超细制浆的报道。制备的水煤浆存在粘度高、稳定性差。水焦浆的燃烧目前只进行实验室小型研究工作，基本未进行工业燃烧试验。

发明内容

本发明的目的是提供一种超细水煤浆及其制备方法。

本发明提供了一种低挥发分煤浆专用分散剂的制备方法，包括如下步骤：亚硫酸钠和丙酮进行磺化反应；然后向该反应体系中加入甲醛和碱木素，经缩聚反应即得所述分散剂。

上述的制备方法，所述磺化反应中，丙酮与亚硫酸钠的摩尔份数比可为1：（0.1～0.8），具体可为1：0.1、1：0.5或1：0.8，所述磺化反应的温度可为30～60℃，具体可为30℃、45℃或60℃，时间可为10分钟～1.5小时，具体可为10分钟、1小时或1.5小时；

所述缩聚反应中，所述甲醛与所述磺化反应步骤中所加入的丙酮的摩尔份数比可为1：（1.1～2.2），具体可为1：1.1、1：1.5或1：2.2，所述碱木素的摩尔添加量可为丙酮的10%~80%，如10%、50%或80%，所述缩聚反应的温度可为60～110℃，具体可为60℃、100℃或110℃，时间可为1~8小时，具体可为1小时、5小时或8小时。

本发明提供了由上述方法制备的低挥发分煤浆专用分散剂。

本发明提供的一种超细水煤浆，由下述质量配比的组分组成：

煤粉           60～80份；

煤浆分散剂     0.1～2份；

水             15～35份。

上述的超细水煤浆中，所述煤粉、煤浆分散剂与水的质量份数比具体可为（0.25~0.4）：（69~72）：（27.25~30.7）、0.3：69：30.7、0.4：72：27.6或0.25：72.5：27.25。

上述的超细水煤浆中，所述煤粉可为低挥发分煤粉。

上述的超细水煤浆中，所述低挥发分煤粉具体可为石油焦粉、贫煤粉和瘦煤粉中至少一种。

上述的超细水煤浆中，所述煤粉的粒径小于1mm；所述超细水煤浆的粒径小于10μm。