水煤浆分散剂的研究新进展

Science Technology Vision项目与调题科技视界科技索争鸣水煤浆分散剂的研究新进展蒋高华1蔡冰1杨舜伊2(1.云南能源职业技术学院,云南曲靖655001;2昆明工业职业技术学院云南昆明650300)摘要】本文主要介绍了水煤浆分散剂的分类、作用和工作原理,此外还论述了国内外水煤浆分散剂的研究状况和发展方向,并对水煤兼分散剂的研究领城进行了初步探讨【关键词】水煤浆;分散剂;研究进展0引言离子型分散剂分为天然高分子改性分散剂和合成有机高分子分散剂,目前常用的主要有属于天然高分子改性分散剂的木质素系分散剂和中国是一个富煤贫油的国家,长期以来,以低附加值煤生产的基腐植酸系分散剂,以及属于合成有机高分子分散剂的萘磺酸盐系、聚础性煤化工产品,经济效益低,污染严重资源浪费,市场竞争力不强,羧酸盐系聚烯烃磺酸盐系分散剂等。已成为影响国家能源科学发展的制约。针对此类问题,国家已将清洁12非离子型分散剂非离子型表面活性剂自20世纪30年代以来发展很快非离子型项通过实施科技专项拟解决制约我国煤化工发腰的技术壁垒实现表面活性剂在水中并不电离,亲水基主要由分子结构中的含氧官能团现代煤化工产业向战略性新兴产业转化以培育新的经济增长点提供。其亲水端是聚氧乙烯再配以少许的磺酸基亲固端是烷基萃或水煤浆是20世纪70年代石油危机时发晨起来的一种以煤代油烷基苯酚等,可以用通式 R(CH:CHO)H来表示,这一类分散剂的另一的新型洁净液体燃料国际上称之为CWS( Coal Water Slurry))它是由特点是分子量较大,上式中的n值应大于50-100有良好的分散效70%左右的煤、3%左右的水以及1%左右的添加剂经过一定的工艺果,同时其HLB值(亲水亲油平衡值较高通常应高于16。这类分散达到稳定燃烧的效果。所以水煤浆是一种比较理想的洁净燃料并且剂的主要优点是亲水性分子量和质量易调节控制不受水质及煤中能广泛使用于各种锅炉作为燃料。水煤浆在制备过程中要加入化学添加剂,主要是改变煤粒的表面性质,使其能够在水中分散从而使媒笑散剂分为以下两类(1)聚氧乙烯系列:(2聚氧乙烷系列。此外,介于离子和非离子型表面活性剂之间的混合型表面活性剂具有良好的流动性和稳定性。根据作用不同,化学添加剂可分为分散在煤浆制备中易被采用。如碳数为的不饱和烃或422个碳的烷基或剂、稳定剂和助剂三类,其中分散剂是最重要的添加剂添加剂的种类和性能是影响水煤浆的黏度、稳定性、含煤量雾聚合度m取值250之间,为金属离子M的价态。阳离了型表面活性剂化、燃烧和成本等重要参数的主要因素。为了使水煤浆在正常使用中由于价格高作为水煤浆添加剂很少使用有较低的黏度、较好的流动性,静止时又有较高的黏度,不易产生沉淀,在制浆过程中添加少量的分散剂是必不可少的。分散剂的作用发2水煤浆分散剂的研究状况生在煤和水的界面上,因此它的效能与煤炭性质特別是煤炭的表面性质及水的性质都有密切的联系。关于分散剂的研究状况,国内外科研工作者已经做了大量的研究1水煤浆分散剂分类及其作用机理2.1国外水煤浆分散剂的研究状况国外对水煤浆分散剂的研究已有相当长的时间,比较突出的有日水煤浆分散剂主要是一些表面活性剂由疏水基和亲水基两部分本油脂公司、花王公司等。目前,日本研究人员开发的一系列性能优良构成。分散剂的作用机理可从三个方面加以解释:提高煤粒表面亲水的分散剂如NSF磺酸盐聚合物、FS聚萊乙烯磺酸钠已经实现了(1)由于煤粒表面是疏水性物质在水中貝有热力学不稳定性,杂工业化生产。 Marek等研究水煤浆分散剂分子结构特征与煤质及煤表面物理化学性质有着密切的相关性,这就影响着煤的成浆性、流变性以常容易团案,把水包裹在煤粒之间的隙缝中从而使体系的粘度高流及浆体稳定性。 Toshiyuki UkiRa等发现随着碳化度的增加分散剂和动性变差。煤粒在水中时,分散剂分子通过其硫水基和煤表面结合,以煤粒表面的亲和力加强因此改变了煤浆的流变特性。GAsk等在亲水基朝水的定向排列方式把水分子吸附在煤粒表面变硫水性为亲分散剂的复配研究中将和NSF复配用作水煤浆分散剂,用来调节水性惜水化膜将煤粒隔离开减少煤粒间的阻力从而达到降粘的作水煤黎的流变性取得了良好的效果。用22国内水煤浆分散剂的研究状况(2)DLVo理论认为,胶体颗粒稳定存在的先决条件是颗粒间的近年来,国内高校和企业等单位都对水煤浆分散剂展开了大量的静电斥力大于颗粒问的花德华引力。煤粒在弱酸至碱性很宽的pH值研究,并取得了很好的效果范围内,表面均带负电荷,当吸附了阴离子型分散剂后更增加了煤粒邱学青等将磺化丙酮甲醛树脂SAF用作制备水煤浆分散剂结的静电斥力,煤粒之问不易接近难以形成聚集状态增强水煤浆的分果表明SAF是一种非常有效的水煤浆分散剂。冉庆宁等开发的NDF散稳定性水煤浆分散剂适用于多种煤种性能也较好。潘晓懿等叫以异戊烯醇聚(3)煤粒表面吸附添加剂分子时颗粒间就增加了一层障碍煤粒、氧乙烯醚、马来酸酐和甲基丙烯磺酸钠为单体合成出新型聚羧酸系水添加剂分子的亲水链及水分子就构成了三维立体结构,当颗粒相互靠煤浆分散剂,试验表明,反应物的配比、引发剂的用量、反应湿度、反应水煤浆分散剂溶于水后按其离解与不离解可分为离子型和非离时间对合成分散剂的性能具有一定的影响从而影响制浆效果近时,可机械地阻挡案结。程国柱等以催化回炼油溶剂抽出物重质芳烃为原料,合成了一种子型分散剂两大类。按价格阴离子型最便宜其与非离子型、阳离子有碳原子数为1-3的短侧链、芳环数为3-5的稠环芳烃混合磺酸盐型和两性表面活性剂的国际价格比为1234,出于对性价比的需求,型表面活性剂,该表面活性剂作为水煤浆分散剂具有良好的分散特目前我国研制及筛选出的分散剂主要为阴离子型和非离子型,主要有性。萘系腐植酸系、木质素系、聚烯烃系、丙烯酸系及相关复配产品吗。以°罗秋良等研究了起始基为脂肪单醇的聚醚型水煤浆添加剂分子下是几种主要种类结构对神府煤成浆性的影响。在分子量基本相同的系列聚合物产品此类化合物属低分子电解质大分子或者准高分子聚电解质。阴中,对无规聚合物添加剂分子结构中环氧丙烷组分越(下转第55页LI阴离子型分散剂条基金项目:此文为云南省教育厅科研基金项目研究成果项目编号2012355作者简介:篝高华(1982-),男,汉族,安徽巢湖人,硕士,助教,研究方向为洁净煤技术、有机化学教学与研究si& Technology Vision料技视界|11Science Technology Vision机与电子科技视界浅谈智能化控制系统在城市无负压次供水设备中的应用王永战(济源市自来水公司,河南济源454650)摘要】本文主要对堿市无负压二次供水设备中的智能化控制系统原理进行了介绍,说明了智能化控制系统是整个无负压二次供水设备的神经中枢【关键词】智能化控制;无负压;二次供水近年来随着城市经济的快速发展,城市规模急剧扩大,多层建筑制系统控制水泵机组在市政自来水管网原有压力上再增压027MPa,和高层建筑越来越多,越来越高。这对保障城市基础功能之一的城市满足用户使用。由于市政自来水压力是实时动态变化的,压力变送器供水提出新的需求,传统的水池或水箱加泵站的二次供水模式由于受连续采集压力信号,传给智能控制系统,传送的压力信号与设定的压到能耗大、水质二次污染的因素制约,已经不能适应现代社会追求高力值经控制系统PD运算,向变频器传送运转变频指令,控制水泵机品质生活的要求。随着供水技术的发展特别是智能化控制技术与传组以变频方式运行,保持恒压供水时刻满足用户使用。统供水技术的有机融合,使得二次供水技术向着环保、卫生、节能的方向发展,这就是新型的无负压二次供水系统参数设定该系统采用先进的微处理器控制技术,通过传感器与智能保护器的智能化控制,能根据用户所需要的压力和流量智能调节系统运行,智能控制系统实现高效节能供水和智能化保护作用。整个系统全自动运行,不需要专人值守,并可实现远程监控设备运行状态与控制设备的工作状态负压反馈变频器压力反馈1系统介绍次供水智能控制系统主要由以下几部分组成:智能控制柜保护装置水泵机组(PLC)、压力变送器、防负压模块、多重保护器、水泵机组及稳流罐、其压力检测巾政自来水管网的水进罐时,控制系统负压模块和压力送器同时开始工作,防负压模块通过智能控制稳流罐内机械浮球阀,使罐内不出现负压不对其他用户用水造成影响:同时压力变送器检市政自来水入口测当前市政自来水管网的压力值,并将数据传送至智能控制装置,利图1系统工作原理用PD运算,比较实际检测的压力值与用户设定的压力值的大小,并根据比较结果智能控制水泵机组的运行状态当市政自来水管网的2结束语压力大于或等于用户设定的压力值时控制水泵停止运转市政自来水从旁通管直接对用户供水;当市政自来水管网的压力小于用户设定水方式所带来的弊端而且起到环保节能的效果。住房和城乡建设部在的压力值时,差多少,补多少智能控制装置把信号传送给变频器水20年12月12日分别批准发布了《箱式无负压供水设备)cJm2正常用水;当市政自来水管网突发停水事故时,压力变送器把信号200和《稳压补偿式无负压供水设备》cJT303-200两个)城镇建设行业标准,于200年6月1日起实施。在两个标准中,都提出了无负传送给智能控制系统控制系统把信号反馈给变频器水泵停止运行,压供水设备应具有以下智能功能:(1)水泵的变频和轮换运行功能;以某小区配置的无负压(叠压)二次供水系统为案例进行介绍该2)无负压功能:(3)根据用户不同时段的需要智能调节流量和压力的保护水泵机组。系统工作原理如图1所示小区共有12幢11层高的住宅楼楼层高33米,二次供水系统由上海功能;(4)设备运行中的智能保护功能;(5)远程监测和监控功能。由此可见,智能化控制系统是无负压二次供水设备的神经中枢,它直接某泵业集团提供给水加压设备采用SNWC494653型(流量4m影响着整个系统的稳定性以及整个设备的所有功能能否实现⑧扬程65m,3台水泵),智能控制系统采用SNK-WBP-2-75型。根据图纸设计,该小区设计供水压力为05MPa,首先,在智能控制柜设置用责任编辑:汤静]户参数为05MPa正常时段市政自来水管网压力为023MPa智能控上接第11页)少成浆性能越好张勋等通过粒度配比和分散剂复配等实验研究其成浆工艺条【参考文献】件,得出神府煤浓度为62%的较高浓度水煤浆。[]周明松邱学青王卫星水煤浆分散剂的研究进展U化工进展200423(8846-8513小结与展望2]罗秋良非离子型水煤浆添加剂的研究进展选煤技术,19960394我国水煤浆技术在制浆工艺方面研究得比较多,技术基本成熟,3 Marek Pawlik. Polymeric dispersants for coal-water slurries[J Colloids and Surfaces但对添加剂尤其是分散剂研究得较少与国外的水煤浆分散剂技术(41Ack6 Dincer H Ozer M, et aL The effects of dispersants(PSS-NSF)used in coal相比尚存在着一定的差距。因为分散剂不仅决定着水煤浆的质量,还 water slurries on the grind-sbility of eoals of different structures J Fue2009478k影响着水煤浆成本,其费用是制浆成本中的重要因素。目前国内外使8osos用的以石油为原料的化学合成添加剂性能价格比缺乏竞争优势制约[5]潘骁鄧杨玉立刘会臣新型聚羧酸系水煤浆分散剂合成条件研究①爆炭工着水煤浆的发展。所以,研究开发再生资源为原料的水煤浆分散剂具程2012101-104有现实意义6张勋蔡会武,薛晓宏神府煤制备高浓度水煤浆的研究口煤炭转化2012,35由于水煤浆添加剂的普遍适用性有限有限种类的添加剂不可能(2446适用于所有煤种,所以开展水煤浆分散剂的复配和分散剂的适用面也将是一个非常重要的研究课题。s[赉任编辑:杨扬]ience& Technology Vision科技视界|55