[发明专利]原位接枝改性褐煤制备水煤浆添加剂的方法

说明书

本发明涉及一种原位接枝改性褐煤制备水煤浆添加剂的方法，解决了现有水煤浆添加剂工艺复杂、生产成本高等问题。技术方案包括以下步骤：1)将褐煤磨碎至粒径<0.2mm；2)将磨碎后的褐煤加入反应釜，加入NaOH溶液搅拌反应；3)向反应釜中依次加入接枝单体和引发剂，于恒温水浴中升温至40～70℃搅拌反应，得到反应产物，所述的接枝单体包括阴离子单体和阳离子单体；4)待反应产物冷却后加入酸碱调节剂和其他辅助助剂，调节pH至9～11得到水煤浆添加剂。本发明工艺简单、生产成本低，水煤浆浓度高、粘度低、流动性和稳定性好。

技术领域

本发明涉及煤气化领域，具体的说是一种水煤浆添加剂的制备方法。

背景技术

水煤浆是一种清洁的代油燃料，也是水煤浆气化技术的原料。褐煤等低阶煤储量丰富，价格低廉，且反应活性较高，利用褐煤制备水煤浆，可以降低原料成本，拓宽褐煤的应用范围，推动煤炭资源的清洁高效利用。

水煤浆一般由一定粒度的煤(约60％～70％)和水(约30％～40％)，以及少量添加剂通过一定的加工工艺制备而成。通过添加剂的分散稳定作用以及空间位阻作用，水煤浆能保持较低的粘度并在一定时间内保持稳定。因此，添加剂用量较少(约1％)，但却是制备高浓度水煤浆的关键。

目前，国外应用最广泛的水煤浆添加剂是萘磺酸盐甲醛缩合物和聚苯乙烯磺酸盐，国内应用的水煤浆添加剂则以萘系、木质素系及腐植酸系为主。其中，萘系性能较稳定，但价格较高；木质素系价格便宜，但性能不稳定；腐植酸系则不仅分散性能好，且价格便宜。因此，近年来腐植酸系水煤浆添加剂受到越来越多的关注。当前，腐植酸系水煤浆添加剂的制备通常是将低阶煤经过一系列处理，提取出腐植酸，再对腐植酸进行磺化或接枝改性以得到添加剂。该方法存在以下问题：(1)提取腐植酸的过程包含多步反应及多道提纯工序，流程复杂，使添加剂成本较高，难以适应工业化应用的要求，急需对其进行简化。(2)并不能将褐煤中全部的腐植酸提取出来，有效利用率不高；(3)提取腐植酸后分离出大量的沉淀物，这部分沉淀物的处理也存在困难，进一步增加了工艺流程的复杂性、提高了生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、生产成本低，水煤浆浓度高、粘度低、流动性和稳定性好的原位接枝改性褐煤制备水煤浆添加剂的方法。

技术方案包括以下步骤：

1)将褐煤磨碎至粒径&lt;0.2mm；

2)将磨碎后的褐煤加入反应釜，加入NaOH溶液，搅拌反应1～3h；

3)向反应釜中依次加入接枝单体和引发剂，于恒温水浴中升温至40～70℃，搅拌反应4～8h，得到反应产物，所述的接枝单体包括阴离子单体和阳离子单体；

4)待反应产物冷却后加入酸碱调节剂和其他辅助助剂，调节pH至9～11得到水煤浆添加剂。

2.如权利要求1所述的原位接枝改性褐煤制备水煤浆添加剂的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，NaOH与褐煤的混合质合量比为1:5～10。

所述步骤(1)中，所述NaOH溶液的质量浓度为5～10％。

所述步骤(2)中，所述阴离子单体是丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠、烯丙基磺酸钠、甲基烯丙基磺酸钠中的至少一种；阳离子单体是丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、二烯丙基乙基苄基氯化铵中的至少一种。

所述步骤(2)中，所述接枝单体加入量是褐煤的质量的0.3％～0.5％，其中，阴离子单体与阳离子单体的混合质量比为10～15:1。

所述步骤(2)中，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种。

所述步骤(2)中，所述引发剂添加量为褐煤和接枝单体总质量的1～2％。