焦化废水中酚对水煤浆流变性能的影响

第33卷第12期煤炭科学技术2005年12月焦化废水中酚对水煤浆流变性能的影响木沙江!:2,朱书全!,王海锋,吴晓华(1.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083;2.新疆煤炭研究所,新疆乌鲁木齐830091)摘要:用不同浓度的含酚废水对新疆的1号、2号煤进行了制浆性能的试验,其结果是废水水煤浆流变特性主要表现为屈服假塑性,表观黏度是酚浓度的减函数,可以制出浓度为63%、表观黏度小于1000mPa·s、稳定性能良好的水煤浆,并分析了含酚污水制浆方法,提出了水煤浆治理含酚污水的新工艺。实际应用表明,该技术不仅可以达到治理含酚污水的目的,还可以提供一种理想的代油燃料。关键词:水煤浆;焦化废水;煤浆流变性中图分类号:TQ53,Ⅺ703文献标识码:A文章编号:0253-2336(2005)12-0045-03Influence of phenol in waste water from coking torheological behavior of coal water mixtureMU Sha-jiang", ZHU Shu-quan, WANG Hai-feng, WU Xiao-hua(l. School of Chemistry and Environment Engineering, China University of Mining and Technology, Beiing 100083, China;2. Xinjiang Coal Research Institute, Urumgi 830091, China)Abstract: The tests of coal water mixture preparation features for Xinjiang No. I coal and No. 2 coal were conducted with waste waterwith different phenol contents. The results showed that reheological features of the coal water mixture with the waste water main were yieldfalse plastic. The surface viscosity is the reduction function of the phenol contents. Good stabilized coal water mixture can be preparedwith the phenol content of 63 % and the surface viscosity of 1 000 mPas. The paper analyzed preparation method with phenol waste wa-ter. The paper provided the new technology to phenol waste water control with coal water mixture preparation. The practical applicationshowed that the technology could treat the phenol waste water and also could provide rational fuel to replace oil.Key words: coal water mixture; waste water from coking; coal water mixture of reheological behavior焦化厂在生产过程中,排放出大量的含有酚用不同浓度的苯酚溶液进行了成浆性实验,从而了类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合解废水水煤浆中酚类对其流变性的影响。物等焦化工业废水。利用工业废水制备水煤浆可以减少工业废水外排对环境的污染,是一项具有较好1实验煤样、水样制备环保意义的技术。水煤浆是一种比较复杂的流体,1.1煤样制备及分析不同的煤种、水质、添加剂以及制备工艺等都可能1)试验采用的煤样来源于新疆乌鲁木齐的1对其流变性产生影响。废水水煤浆在流变性上有何号、2号煤。在水煤浆制备过程中,煤中灰分和元特点,能否满足实际生产的需要,就此问题对焦化素组成对制浆有很大的影响,表1例出2个煤样的厂的工业废水制备水煤浆的流变性进行了研究,采业分析和元素分析数据。表1煤样分析结果煤样工业分析/%发热量/M·kg-1元素分析/%名称Manelad1号煤5.901.2534.6157.7128.6923.5773.3945913.121.0.182号煤6.219.7436.842626.1620.8165.634.789.651.011.03第33卷第12期煤炭科学技术2005年12月由表1可以看出,煤样均为低变质程度煤,从算其高度占煤浆总高的百分率;水煤浆的流动特性理论上讲成浆性较差。根据表Ⅰ的数据以及中国煤用目测流动性来表示;同时用落棒实验来考察煤浆炭成浆难易判断指标可知,I号、2号煤属于较难的沉淀情况。制浆的煤,预计可制浆浓度为60%左右。按照相(3)先对2种煤样进行成浆性试验,筛选出合关规程,将原煤煤样进行空气干燥、拌匀与缩分,适的添加剂和相应的用量,然后用配制好的不同浓部分煤样作可磨性试验,一部分煤样作试验用度含酚溶液,对2种煤进行成浆性试验。样,其余部分为备用样。(2)实验室制浆一般用干法调浆,即用磨机预2结果与讨论先磨制出粗细2种煤样,依据堆积效率进行合适的2.1不同浓度含酚废水的制浆结果粗细搭配,在给定的浓度下计算出所需水量,将称在添加剂用量为0.8%、不同浓度的苯酚溶液量好的煤样、水和添加剂混合在一起搅拌制浆。磨时,新疆1号、2号煤制取的水煤浆浓度均为矿后粗细煤样用激光粒度分析仪进行粒度分析,采63%,其它性能结果见表3用专用软件进行粒度级配计算。根据水煤浆成浆的级配理论和初步成浆试验结果,2种煤样粗细搭配表3不同浓度的苯酚溶液制取水煤浆性能的结果的比例均为50:50。一般情况下,煤浆浓度与哈氏苯酚浓度/贴度/mPa·s可磨性指数呈正相关关系。2个煤样的可磨性指数析水状况ng·L-1号煤2号煤流动性及相应的成浆性指标见表2。由表2可以看出,新147.45846.24B级薄薄的一层疆煤样可磨性指数都较低,1号煤具有中等的可成2001094.34827.34B级薄薄的一层浆性,2号煤较难以成浆,同时制备出的水煤浆浓1046.91818.72B级薄薄的一层度不会太高。100.86806.24B级薄薄的一层表2煤样哈氏可磨性指数及成浆性指标787.47B级薄薄的一层哈氏可磨性指数成浆94.30772.87B级薄薄的一层成浆煤样名称试验号试验值平均值指标难易908.7895B级薄薄的一层837.45699.57B薄薄的一层A54.511号煤样52.6453.585.45中等新疆的1号、2号煤的制浆浓度为63%,不是2号煤样49.429.99B49.80很高,这是由于1号、2号煤是低煤阶的煤种,变质程度较浅,极性基团较多,毛细管较发达,更易1.2苯酚溶液的制备吸附水而成为内在水,表现出较强的亲水性,成浆在焦化废水中由于炼焦煤的变化,酚类的浓度后在煤粒表面形成的水化膜较厚,粒子间团聚力较也不同。实验室采用容量瓶配制不同浓度的苯酚溶大2。因此,这2种煤比较难成浆。液,模拟废水中酚类的浓度进行试验。配制的苯酚22流变性与稳定性的分析溶液的浓度范围为100~800mg/L。从图1可以看出,在水煤浆的浓度、添加剂的1.3实验方法用量不变的情况下,不同浓度的含酚废水制备的水(1)称取煤样0g;选择水样,计算所需水煤浆,随着苯酚浓度的增大,黏度减小,也就是说量;选择添加剂并计算添加剂用量,称量添加剂配苯酚对水煤浆有降黏的作用。由于弱碱性的水有利成溶液;将称量后的煤样、废水、添加剂倒入烧于提高煤浆的流动性,但废水的矿化度很高,各种杯,手动搅拌使三者混合润湿煤的表面,再用电动离子含量高,尤其是高价离子的含量更突出,这将搅拌器搅拌10min后静置l0min。然后用黏度计给水煤浆的性能带来显著的影响。测定测量水煤浆的黏度。根据多年实际经验,煤浆中富含的各种离子(2)水煤浆的稳定性用静止析水法来表征。(无论是来自煤中可溶性物质或制浆介质)都会破水煤浆静止3d后,测量试管中析出水的高度,计坏煤浆的流动性,特别是高价金属离子和硫酸根第33卷第12期煤炭科学技术2005年12月从苯酚的性质可知,苯酚的俗名石碳酸,是具有特为63%、黏度小于1200mPa·s、流动性较好及稳殊气味的无色结晶,有一定的酸性。含酚水质对水定性良好的水煤浆。煤浆性能影响的试验结果表明,以高矿化度的废水(3)1号、2号煤属难制浆的低煤阶煤种,通制浆,难于达到高浓度水煤浆的质量要求。由于废过利用含酚废水,可以改善其成浆性能。并且,含水中苯酚的存在,可以减轻高矿化度对煤浆流动性酚废水对水煤浆有降黏的作用。的破坏。因此,含酚废水能改善水煤浆性能。4)含酚废水中的酚类,对水煤浆流变特性没有负面作用5)使用焦化厂工业废水可直接用于生产制浆,不仅可以降低焦化厂废水处理费用,而且可以节约工业用水,经济效益和社会效益十分显著。400600800苯酚浓度/mgL苯酚浓度/mgL参考文献[1]闵凡飞,张明旭,王传金,工业废水水煤浆流变性的研究图1苯酚浓度对水煤浆性能的影响[刀].选煤技术,2000(4)3结论2]张荣曾,水煤浆制浆技术[M].北京:科学出版社,1996(1)对于1号煤,含酚废水可以制出浓度大于作者简介:木沙江(1963-),男(维吾尔族),新疆乌鲁木齐62%、黏度小于1000mPa·s、流动性能及稳定性人,高级工程师,现为中国矿业大学博士研究生,从事利用焦化废能良好的水煤浆。其中,尤以浓度高的含酚废水制水制备水煤浆及脱硫研究工作。Te:010-51733064,E-milmusajiang6301(@163.com浆效果好,其机理有待于进一步研究(2)对于2号煤,含酚废水可以制备出浓度收稿日期:2005-06-06;责任编辑:刘军娥(上接第40页)两道围檩进行支护,开挖亦分3层进行。开挖后暴旋喷桩布置方向开槽暴露管线,并根据管线具体位露出的围护旋喷桩桩径均达到或超过设计值,围护置确定旋喷桩位置,确保旋喷导孔施工不破坏管体连续,无断桩、漏桩现象,旋喷桩体取样强度检线;②将旋喷桩施工位置管线局部悬空(约0.5测值超过5MPa。基坑开挖同时进行基坑变形监1.0m范围),防止旋喷引起土体不良隆起对管测,位移监测数据标明,在完成800mm厚钢筋混线造成挤压破坏;③在旋喷桩施工期间对悬空部凝土底板浇注后,基坑变形小于1%,达到一类基分管线采用工字钢临时悬吊,旋喷桩施工结束后对坑标准。管线底部与旋喷桩桩顶之间用水泥浆液回灌;④7结语旋喷桩机应着落在平整硬化地坪上或采取垫塞枕木,避免直接压在管线上部。利用高压旋喷桩优点,借鉴SMW工法,采用旋喷桩内插H型钢提高旋喷桩体的刚度的方法进6旋喷桩施工效果与基坑开挖行基坑围护结构施工,方法可行,效果良好,值得旋喷桩施工结束后,在基坑内实行积极降水,推广,特别是对于管线较多的基坑,较好的解决了检验旋喷桩围护止水效果并为开挖做准备。坑内降管线保护问題,减少了管线动迁,大大降低建设成水数据显示,基坑开挖深度以上已形成有效封闭本,具有良好的经济效益和社会效益。基坑内水位稳定在-12m后坑内总排水量小于2.0m3/h,满足施工要求。返浆试块28d强度检测平作者简介:袁辉(196-),男,河南遂平人,高级工程炻,现在北京中煤矿山工程有限公司工作。Tel:010-84263072均值大于2.2MPaE-mailgrouting(@263.net在完成顶部圈梁施工后,基坑于旋喷桩结束d后开挖。基坑自顶部圈梁向下采用3道支撑、收稿日期:2005-10-10;责任编辑:朱栓成