水煤浆添加剂煤种适应性研究

第34卷第05期煤炭技术2015年05月Coal TechnoloMay.2015doi:10.13301/ i. cnki.ct.2015.05.120水堞浆添加剂煤种适应性研究刘铭',李寒旭,钱宁波',赵瑞',潘宗林1,张颂2(1.安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001;2.临涣焦化股份有限公司,安徽淮北235141)摘要:以实验室自主开发的G丌添加剂与市售NF添加剂为研究对象,考察2种添加剂对不同煤样的成浆性能,分析煤样表面官能团和氧碳比(OC)与添加剂煤种适应性的关系。关键词:添加剂;煤种适应性;官能团;氧碳比中图分类号:TQ423;TQ536文献标志码:A文章编号:1008-8725(2015)05-0313-03Study on Adaptability of Coal for Coal Water Slurry AdditiveLI Ming, LI Han-xu, QIAN Ning-bo, ZHAO Rui, PAN Zong-lin', ZHANG(1. College of Chemical Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China; 2.LinhuanCoking and Chemical Co, Ltd, Iluaibei 235141, China)Abstract: The laboratory developed GT additive and commercially available additive NF were selectedin this research. The effect of two additives applied to different coals was studied. The slurry ability oftwo kinds of additives on different coal samples was studied. The relationship between coal samplesurface functional groups and the oxygen to carbon ratio(O/C) with the coal adaptability of additivesKey words: additive; coal adaptability; functional groups; O/C0引言浆。复配分散剂对不同煤化程度煤样成浆性的影响国内水煤浆的制备采用湿法技术,选用长烟与煤样的结构有关。煤、弱黏煤、不黏煤等低变质程度煤种。为了保证气影响添加剂煤种适应性的因素尚未有深入研化用煤来源稳定,将2种或2种以上的煤样混合作究,通过将煤样表面官能团和氧碳比(OC)分别与为气化用煤。由于煤样物理化学性质的差异,水煤成浆质量分数进行关联,进而分析添加剂煤种适应浆添加剂对不同煤样的作用效果也有所不同性差异的原因。将碱木质素通过改性制备出水煤浆分散剂,对1实验部分不同变质程度的煤种均具有较好的分散降黏能力,1.1实验材料与仪器可制得较高质量分数的水煤浆;合成的两性聚羧酸GT添加剂,安徽理工大学自主开发;NF添加系水煤浆分散剂与山西神华煤、北宿精煤和纯兖州剂,由市场采购。精煤均有着良好的匹配性;木质素磺酸钠及萘磺酸TENSOR27傅里叶转换红外光谱测定仪;NXS-钠复配分散剂对低变质程度上湾煤作用不明显,对1B型旋转黏度计;BT2003激光粒度仪。较高变质程度的王坡、朱仙庄煤样的成浆性效果明12煤样显,可制成流动性和稳定性较好的高质量分数水煤实验煤样煤质数据如表1所示,煤样粒度满足5结语图形用户界面[J].煤炭加工与综合利用,2008(5):29-32采用差分进化算法进行曲线拟合,系统随机产21候赛,张文军,吕政超基于Ongm75的爆可选性曲线绘制生一组初始解,通过变异、交叉、选择后搜寻最优辽宁T程技术大学学报:自然科学版,2009,28(S2):102-104[3]张小艳,郭翠.基于Maab绘制原煤可选性曲线方法的研究[J.值。其优势在于不需要设定模型参数的初始值,只工矿自动化,2010,36(3):122-124需要设定其范围,当达到收敛标准时得到模型参数4]齐振鹏,匡亚莉,王章国应用粒子群算法快速拟合原煤可选性最优解。相对于拟合可选性曲线的传统算法,差分曲线[J].选煤技术,2012(1):57-59,64进化算法应用于此类多参数的拟合寻优问题可取[5]王章国.矿区煤质与选煤信息标准化及数据挖据研究[D]徐州:得更好的效果。对选煤厂的生产指导、产品预测及中国矿业大学,2010.作者简介:李科(1991-),四川南充人,中国矿业大学硕士研究产品结构调整具有重要的意义。生,主要从事选煤过程模拟、控制与优化等方面的研究,电子信箱参考文献:qingyu@cumt.edu.cn[1]朱新飞,韦鲁滨,杜军,等.利用 MATLAB制作煤炭可选性曲线的责任编辑:赵勤收稿日期:2014-11-20313Vol 34 No. 05水煤浆添加剂煤种适应性研究—刘铭,等第34卷第05期表2要求。好,浆体静置72h后,析水率均低于NF添加剂制表1煤样的工业分析及元素分析得的浆体,且无硬沉淀生成,浆体稳定性好。由此可煤样工业分析元素分析%知,CT添加剂煤种适应性好,可提高不同煤种的成神华1204715388340416471326089049146浆质量分数。李嘴孜27821.273800475060383941.040.66104024.802.2煤样表面官能团分析谢一1.822669339847.5258423.821.120727.902559刘一09724011734622065753221.220854212742在频率范围为4000~1300cm的基团频率区表2实验煤样粒度分布(官能团区)内,4种煤的主要官能团吸收峰位置基目数/日通过率%目数/目通过率%本相同,各峰的吸收强度及峰形形状上稍有差异。由于分子内部结构不同,产生的电子效应使得各官能团的波数略有变化;在频率范围<1300cm-1以下13实验方法的指纹区,4种煤的红外光谱具有较大的差异,对配水煤浆的制备采用干法制浆,实验添加量均合确定一些官能团、辨别芳烃的取代基等有着十分为水煤浆浆基的0.3%。重要的作用。表观黏度的测定由NXs-11B型水煤浆黏度实验煤样在官能团区有4个主要官能团,分别计测定(剪切速率30s,实验温度25℃为波数3355cm的羟基、波数1555cm的芳环、72h稳定性测定将水煤浆倒入试管中静置波数1478cm1的甲基或亚甲基、波数1327cm72h后测量析水层高度占浆体总高度的百分比即的醚键。用字母a、b、c、d分别代替上述4种官能团为水煤浆析水率;将一定质量的玻璃棒插入静置后将4种官能团的吸光度与成浆质量分数(以C表的浆体中,依据其自由下落的情况将浆体分为无软示)进行线性拟合沉淀、少许软沉淀、软沉淀和硬沉淀4个等级。NFC1=-955a1+7484b1-5199c1+2394d1(1)煤样红外光谱的测定取1mg煤样(粒度<300目GTC2=-808a2+6291b2-4498c2+2266d2(2与100 mg KBr混合并置于105-10℃下干燥,将由式(1)、式(2)可知,4种官能团对添加剂成浆混合物研磨混合均匀后压制成片,将样品置于红外性能影响的大小依次为:芳环>甲基(亚甲基)>羟检测室内,光谱检测范围400400cm3,分辨率基>醚键,其中甲基(亚甲基)和醚键对与成浆质量0.5cml。分数呈正相关,芳环和羟基呈负相关;对比式(1)、2结果与讨论式(2)系数可知,GT添加剂的成浆质量分数比NF添2.1添加剂成浆实验结果加剂的成浆质量分数受煤样表面官能团影响更小,用NF、CT添加剂分别制备神华煤、李嘴孜煤故CT添加剂的煤种适应性更为广泛。谢一煤和刘一煤水煤浆,分析2种添加剂对不同煤2.3煤样氧碳比与成浆浓度的关系样成浆性能的差异,实验结果如表3所示水煤浆成浆性能与制浆用煤的煤质有着紧密表3添加剂成浆实验结果的关联,煤种的成浆质量分数与煤的MM、A、O含煤样添加剂成浆质量表观黏度流动性所水事落棒实72h稳定性量和HCI等多种因素有关,且几种因素的关系较为分数%/mPas复杂。本文则重点研究煤中OC与添加剂成浆质量A701无软沉淀无软沉淀分数的关系,将煤中OC与成浆质量分数进行拟782A17无软沉淀合,结果如图1所示。1.65李嘴孜86位66666068元927A61无软沉淀500无软沉淀许软沉淀A862无软沉淀14无软沉淀934.55无软沉淀542少许软沉淀A4.87无软沉淀701351C3.36无软沉淀沉1288192少许软沉淀图1成浆质量分数与氧碳比的关系L GT 2. NF由表3可知,GT添加剂制备神华煤、李嘴孜煤由图1可知,煤样OC与添加剂成浆质量分数谢一煤、刘一煤水煤浆,其成浆质量分数均比NF添呈负指数相关,NF添加剂与GT添加剂的成浆质量加剂高1%~3%,制得的浆体表观黏度适中,流动性分数与OC(以X表示)的关系314第34卷第05期煤炭技术Vol 34 No. 052015年05月Coal TechnologyMay.2015do10.13301/ cnki.ct..201505.12l微粉煤的摩擦电选试验研究黄国涛,罗思义,周扬民,马岩美,仪垂杰(青岛理工大学机械工程学院,山东青岛266520)摘要:应用摩擦电选技术对微粉煤进行摩擦电选脱灰试验研究,进行了风量、电压、颗粒粒径等单因素试验和正交试验,单因素试验结果表明风量、电压、颗粒粒径等对分选影响均存在最佳条件。关键词:微粉煤:摩擦电选;脱灰;单因素试验;正交试验中图分类号:TD94文献标志码:A文章编号:1008-8725(2015)05-0315-03Research on Tribo-electrostatic Test of Fine CoalHUANG Guo-tao, LUO Si-yi, ZHOU Yang-min, MA Yan-mei, YI Chui-jie(School of Mechanical Egineering, Qingdao Technological University, Qingdao 266520, China)Abstract: An experimental of triboelectrostatic beneficiation of fine coal was performed, carried outwind, voltage, particle size and other single factor and orthogonal experiments, univariate results showedthat the wind, voltage, particle size, etc. sorting impact on the optimal conditions are present.Key words: fine coal; triboelectrostatic beneficiation: ash removal; univariate experiment; orthogonalexperiment0引言并且<14密度级的灰分含量453%,说明颗粒已经目前对煤的分选方法主要有浮选、分级选、电充分解离,可以用作分选试验原料煤样。选等。其中摩擦电选作为一种干法物理选煤方法表1王庄煤样浮沉试验结果能够有效地脱除煤中的灰分,节省生产成本。为了密度级/m产率闯%1,441.254.53扩大摩擦电选技术在煤脱灰方面的应用研究,本文14-1.510.26936通过对王庄煤的摩擦电选分离进行研究,以探索风1.5-1.612.541587量、电压强度颗粒粒径等外界因素对于煤中灰分16-1.892825.3126.67脱除的影响规律。合计1001试验样品2因素试验试验采用的煤样是王庄煤,将煤样用超细破碎机对于摩擦电选,其影响分选效果的因素主要进行破碎,然后使用200目标准筛筛分,取<200目有:风量、极板电压、颗粒粒径、湿度等。在本试验的部分进行小浮沉试验,其试验结果如表1所示。中,进行了风量、极板电压和颗粒粒径3个单因素由表1分析看出,王庄煤的原煤灰分1497%,试验和正交试验期望找到最佳分选参数。中剂小,当OC一定时,GT添加剂比NF添加剂制备NFC=0.04le+6926的水煤浆成浆质量分数高1%~3%。GTC2=-0.022e+70.16(4)参考文献由式(3)、式(4)可知,CT添加剂成浆质量分数[]韩金奇.德土古煤种及煤浆特性分析J]河北化工,2011,34(2)6-8,16比NF添加剂成浆质量分数随煤种OC变化小;2(2]刘彩芳.水煤浆添加剂及工业废液与煤种的适配规律研究[D]杭式相减可得,在OC比一定(即煤种相同)的条件州:浙江大学,200下,GT添加剂的成浆质量分数均比NF添加剂的成3]朱雪丹李远刚,李彬,一种两性聚羧酸系水煤浆分散剂的合成及表征[J].煤炭转化,2013,36(2):44-48浆质量分数高1%-3%。[4]周剑林,王永刚,黄鑫.低阶煤中含氧官能团分布的研究[J燃3结语料化学学报,2013,41(2):134-138.CT添加剂比NF添加剂成浆性能更好,煤种适5]林,费金彪基于红外光谱技术对煤低温氧化规律的研究应性更广,主要因为:煤中主要官能团芳环、甲基陕西煤炭,2014,33(2):45-486]阮伟,刘建忠,虞育杰,煤质特性与配煤对成浆性的影响J动(亚甲基)羟基、醚键与成浆质量分数呈线性相关力工程学报,2012,32(2):165-169,176.GT添加剂的成浆质量分数受煤中主要表面官能团7李艳吕,周志强,程军,煤的理化特性对其成浆性能的影响[J含量变化的影响比NF添加剂小;煤中O/C与成浆煤炭转化,200,32(3):35-39.作者简介:刘铭(1989-),安徽合肥人,硕士研究生,研究方向质量分数呈负指数相关,当煤种变换时,GT添加剂洁净煤技术,电子信箱; skywalkliu@63cm的成浆质量分数受煤中O/C变化的影响比NF添加责任编辑:赵勤收稿日期:2014-11-11315