焦化厂工业废水对水煤浆性能的影响

煤炭科学技术/990810煤炭科学技术旧万巧数据资源系统COAL SCIENCEAND TECHNOLOGY数化期刊WANFANG DATA CHINAINFo)1999年第27卷第8期Vol,27No81999DIGITIZED PERIODICAL焦化厂工业废水对水煤浆性能的影响李寒旭李辉帅应泉李军摘要对蒸馏水、去离子水、自来水和淮化集团焦化厂4种工业废水制取水煤浆的性能进行了探讨,得出水质是影响水煤浆性能的一个不可忽略的因素,所选的工业废水可以制岀性能较好的水煤浆,特别是在稳定性方面比去离子水和自来水还好。关键词水煤浆工业废水水质Industrial Waste Water from Coking PlantAffected to Features of Coal Water MixtureThis paper has discussion on distilled water, ion removing water, tap water andindustrial waste water from coking plant affected to the features of coal water mixture. Theresults shown that a water quality is a disneglected factor affected to the features of caolwater mixture. The industrial waste water from the coking plant can prepare coal watermixture with good features, especially the stability better than ion removing water and tapwater概论为了提高水煤浆的性能,研究人员对不同煤种的浓度、粒度、添加剂进行了探讨,且得岀了好的制浆条件。随着工业的发展,工业对环境造成的污染已渐渐成为影响人们生活质量的重要因素之一。工业污染中很重要一项就是水质污染,这些污染大部分是由于工业废水未加处理排放的结果。工业废水的处理增加了生产成本,降低了生产效益。如果用工业废水能制取性能良好的水煤浆则既可以减少环境污染又可以增加制造水煤浆用水来源,具有良好的社会效益和经济效益。虽然人们对水煤浆进行了广泛研究,但是专门研究水质影响的文章不多,因为水煤浆是由大约7%煤某、29%水和1%左右的添加剂制备的煤、固液分散体系,其中2%6的水是影响水煤浆性能的不可忽略的因素。大多数专家对水煤浆研究是在蒸馏水或去离子水存在的条件下进行的,而实际生产中不可能用如此多的蒸馏水和去离子水来制备水煤浆。水有地表水、地下水、工业废水等各种水质,这些水含有的离子不同、胶体含量不同、水的硬度不同、pH值不同,研究各种水质对水煤浆性能的影响可以为工业应用寻找合适的水源。工业废水种类繁多,本文着重研究了淮化集团公司焦化厂的4种工业废水对水煤浆性能的影响。煤炭科学技术/9908102实验部分2.1煤样和废水样实验煤样为淮南精煤1#、2#,粒度全都小于60目。煤样的工业分析见表1。表1制浆用煤的工业分析%挥发分灰分固定碳煤样水分 Madvad aafC1#19532.3113825192219328812859.74种工业废水分别来自淮化集团焦化厂的4个工段,T1和S1是两种未经处理的工业废水,而T2和S2则是两种已经处理的废水,各种废水的主要检测指标见表2表24种废水的指标废水组成T酚/mg:L130-50052500<200氨氮/mg:L100~20025~50油/mg·L-1<50<10<200<200COD/mg:L-11500-300030065-87氰/mg:L18-13「氨/mgL-130003002.2添加剂实验使用的添加剂为N系添加剂,主要成分为萘磺酸钠缩甲醛。2.3实验步骤制取水煤浆的步骤如图1所示。煤炭科学技术/990810称取加剂称取煤样制溶液混合搅摔测粘测流动性装人试管测析水高度落实验图1水煤浆制取步骤24实验指标(1)粘度:用ND-79型旋转式粘度计测定。(2)流动性:在同一漏斗中装入一定高度的水煤浆记下从开始到滴落完的时间。3)落棒时间∶静置兀后的水煤浆,用长26τm质量为373g的玻璃棒从液面上落下,所测时间即为落棒时间。3结果与讨论3.1添加剂加量对废水制取水煤浆性能的影响为讨论其制浆性能,首先探讨了不同添加剂加量制取水煤浆的性能,添加剂为N系添加剂,所用煤为洗精煤末1#,粒度小于60目,制取的水煤浆浓度为65%,见图2。6004000.200.400.600:801:00添加剂加量/%图2各种工业废水对水煤浆粘度的影响2—去离子水;3T1;4从图中可以看出,使用N系添加剂,对各种工业废水即使在水煤浆浓度为65%的情况下,能够制取粘度<600mPa·s,流动性较好的水煤浆。从图中可以看出随添加剂添煤炭科学技术/990810加量的增大,各类水制取的水煤浆粘度呈现下降的趋势,在添加量为0.巧5%时达到最低,随后添加剂量的增加粘度又略有上升。各种工业废水制取的水煤浆在添加剂加量相同的情况下都比去离子水制取的水煤浆粘度为低,尤以S2T2为明显,其中S2与S的粘度曲线变化趋势基本相同,但S2较之S的粘度有较大的降低,见图3100.200400.600.80101:20添加剂加量/%图3不同水质对水煤浆析水率的影响1—去离子水;2-T1;3-T2:4S2从图中可以看出,几种水制取的水煤浆析水率都较高,其中以去离子水的析水率最高,使用废水后,水煤浆的析水率有不同程度的降低。去离子水的析水率随添加剂量的增加到一最低点后,又随添加剂量的进一步增大而略有回升到一稳定值。S2废水与去离子水析水率曲线有相同之处,T1,T2类废水则是添加剂量的增大开始时变化不大,在添加剂量达到0.5%后则成下降趋势。这可能是由于工业废水中的某些有机物在起作用,也有可能是矿物质在起作用,1#煤中含有某些浮选药剂,这也可能是造成差别的原因之一。3.2各种水质制取水煤浆的对比试验实验中使用的N系添加剂,量为075%(占干煤重),煤样为1煤,煤浆浓度为65%(表3)。表3各类水质对水煤浆性能的影响水样粘度流动性落棒时间析水率/mPa·s/S/s/%自来水400225软沉淀120去离子水3752302659635524.0149030021.01.08.535022.20.88.0煤炭科学技术/99081025020.01.07.9由表3可看出S1和T1工业废水制取的水煤浆虽然粘度较去离子水基本差不多,在400mPa·左右,而S2和Tz制取的水煤浆粘度则比自来水、去离子水要低一些。在流动性方面差别不大,但以T2制取的水煤浆流动效果好。从析水率来看废水要比自来水和去离子水好,一般低2%~4%。落棒实验表明,工业废水制取的水煤浆稳定性效果明显比自来水和去离子水好,自来水制取的煤浆有软沉淀出现。可见淮南煤用工业废水制水煤浆是可行的,但析水率偏高,有待于进一步解决。33对不同煤样各类废水的制浆结果3.31T谈类废水对2#煤某的影响实验选用的望峰岗2#精煤,由于1#煤与2#煤的洗选过程和处理工艺有所差异表4为2#煤用废水T制取水煤浆的结果,添加剂为N系添加剂,煤浆浓度为65%表4T1类废水制备水煤浆结果添加剂粘度流动性析水率落棒时间/%/mPa·s/s/%/s0.2562084.663.10.505901152253.00.75370899204.010052011140.84.11.2553070.80.73.0由表4可看岀,用2#煤制得CWM的粘度随添加剂量的增大下降,在添加剂加量为0巧5%时达到较低点随后粘度增加到一稳定值,2#煤用T1废水制取的水煤浆比1#煤粘度有较大的增加,流动性明显较差,而落棒时间由原来的1s左右増大到3~4s,但用2#煤制取的水煤浆析水率有较大幅度的降低。332S类废水对2#煤的影响对S类废水进行了一组与T类废水相同的制取水煤浆的实验,结果见表5,添加剂为N系添加剂,添加量为075%(占干煤重)。表5使用S类废水制取水煤浆的结果添加剂粘度流动性析水率落棒时间/%/mPa. s /s/%/煤炭科学技术/9908100.256100523148.70.50590209943.80.754100.593.83.21.0044042114.22.41.254501016102.6由表5可看出,对于2#煤来说,用S1类废水制取水煤浆的趋势与T相似,粘度也较1#煤有所提高,流动性较差,落棒时间较长,但析水率有明显的改善,煤浆稳定性能好3.331#与2#精煤的工业废水制浆比较选择两种未经处理的废水S1和T作为制浆的水源,进行1#和2比较见图45000.501.001.50添加剂加量/%图41#与2#精煤的工业废水制浆结果1-T1-1#;2-51-1#;3-T1-2#;4S1-2#由图4可知,用2#煤制取的水煤浆粘度比1煤大200mPa·S,1#煤用T1S1制取的水煤浆粘度曲线趋势基本相同,2#煤的用T1S制取的水煤浆粘度曲线趋势在添加剂加量<0.75%之前基本相同,但当添加剂量>0巧5%后,S,制取的粘度变化趋缓,S2制取的水煤浆粘度有较大的增加,然后趋于稳定。两种煤所做水煤浆的差异,主要原因有3个方面:①可能是由于精煤的处理过程不同和浮选药剂含量不同而导致的。②由于煤样取回时是煤泥状态含有大量的水,因此在烘箱内进行干燥,干燥时间和温度对煤的表面性质有改变,影响水煤浆的性能。③2#煤样比1#煤样灰分低1%,这也可能是影响水煤浆性能的一个因素。4结论(1)使用N系添加剂,在水煤浆浓度为65%时(精煤1#),各种工业废水能够制取粘度<600mPa·s,流动性较好的水煤浆。煤炭科学技术/990810(2)用工业废水制取水煤浆的性能,要比自来水、去离子水好,主要体现在稳定性方面,在经过10以后,仍然可以保持稳定并具有良好的流动性。(3)两种精煤1#和2#用未经处理的工业废水制取的水煤浆有一定的差异,主要可能是煤样的洗选工艺和过程不同造成的。作者简介:李寒旭1964年生,副教授,1989年于大连理工大学获硕士学位,19941996年作为美国西肯塔基大学访问学者,现任淮南工业学院化工研究所所长,主要从事水煤浆制备、燃烧的研究,在国内外发表论文20余篇。地址:安徽省淮南市码:232001。作者单位:李寒旭李辉帅应泉淮南工业学院化工系李军安徽淮化集团公司开发处收稿日期:199-0420