复合水煤浆添加剂对煤浆流动特性影响的实验研究 复合水煤浆添加剂对煤浆流动特性影响的实验研究

复合水煤浆添加剂对煤浆流动特性影响的实验研究

  • 期刊名字:安徽化工
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  • 论文作者:陈迎,李寒旭
  • 作者单位:安徽理工大学化学工程学院
  • 更新时间:2020-06-12
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论文简介

第36卷第3期安徽化工oL.36, No. 32010年6月ANHUI CHEMICAL INDUSTRY复合水煤浆添加剂对煤浆流动特性影响的实验研究陈迎,李寒旭(安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001)摘要:通过在华亭煤和新蜒煤中分别加入木质素添加剂及新型复合添加剂制得水煤浆并进行实验研究。实验结果表明新疆煤浆的流动性优于华亭煤浆,且新型复合添加剂对煤浆流动性的影响优于木质素添加剂。关键词:水煤浆;复合添加剂;煤浆流动特性中图分类号:TQ546文献标识码:A文章编号:1008-553X(2010)03-0047-04我国是个富煤少油的国家,煤炭资源在我国能源消性。沈健等合成一种由烯键加聚和醛与芳烃缩聚得到的费结构中占70%左右。随着石油资源日益缺少,煤炭资三元共聚髙分子化合物,具有对煤种适应性强、用量少、源的开发越来越受重视。自从兖矿鲁南化肥厂德士古水分散性好、稳定性好和成本低等特点。程国柱等以催化煤浆加压气化装置投用迄今,我国已有十几套水煤浆加回炼油溶剂抽出物重质芳烃为原料,合成了一种带有碳压气化装置在建和建成。制取高性能水煤浆和提高煤浆原子数为1~3的短侧链芳环数为3-~5的稠环芳烃混合成浆浓度的技术备受重视,其中,高性价比添加剂的选的磺酸盐型表面活性剂具有良好的分散特性。择至关重要。目前国内水煤浆添加剂有萘系、木质素磺酸盐系、1国内水煤浆添加剂的研究状况丙烯酸系等,这些添加剂都有一定的局限性,有的从石近年来,安徽理工大学南京大学、中国矿业大学、淮油中提炼出来吨浆成本高;有的性能不好,制取的水煤南矿业集团合成材料有限责任公司等对水煤浆添加剂做浆浓度低;而新型复合水煤浆添加剂制取的水煤浆浓度了很多研究工作,开发出一系列具有竞争力的产品。安徽比木质素磺酸盐添加剂制取的浓度要高吨浆成本与木理工大学的李寒旭对造纸黑液磺化,用作制备水煤浆中质素磺酸盐添加剂相当,有很好的发展前景。的分散剂实验结果表明这是一种非常有效的水煤浆分2水煤浆添加剂作用机理及复合添加剂研究方法散剂。南京大学开发的NDF水煤浆添加剂适用煤种宽,2.1水煤浆添加剂的作用机理性能好,也占据了大量的水煤浆添加剂市场。迪昆精细化煤粉颗粒表面是憎水性的,而水煤浆添加剂实质上工公司选择以有机羧酸为主体的共聚物合成路线,制取是一种表面活性剂。添加剂分子的一端是由碳氢化合物分散性能高稳定性能好成本较低廉的水煤浆分散剂,构成的非极性亲煤基,另一端是亲水的极性基。非极性并与酰胺类稳定剂配成CWF型水煤浆添加剂,其分散的疏水端极易与碳氢化合物的煤炭表面结合吸附在煤性、润湿性及动静态稳定性等性能基本相似于日本添加粒表面将另一端亲水基朝外引入水中。极性端的强亲剂,某些性能甚至优于日本同类产品。淮南矿业集团合成水性使煤粒的表面由疏水转化为亲水,可形成一层水化材料有限责任公司开发的HNF型水煤浆添加剂可以同膜,有效降低水的表面张力和提高煤粉颗粒表面的张时兼顾水煤浆的分散性和稳定性。力,使润湿接触角降至50°以下。水化膜把煤粒隔离开,关于添加剂结构特征对煤成浆性的影响,国内科研减少煤粒间的阻力,从而达到降低黏度的作用工作者也已经做了大量的研究。谢亚雄等研究添加剂不复合水煤浆添加剂是根据取代基的性质和聚合度同取代基性质对灵武煤成浆性的影响,所选用的3种添以及磺化度不同制取的。各种复合添加剂与煤粒表面空加剂是主结构为多核芳烃而取代基性质不同的分散剂。间效应(或煤粒表面官能团)之间的相互作用不同,从而实验结果表明,取代基的性质不同,使得添加剂在煤粒使添加剂对煤粉成浆性能的影响有一定的差异。通过调表面由于空间效应或煤表面官能团之间的相互作用等节高仆款剂的仆子以及分散剂亲水基团其它因素而具有不同的吸附能力,进而影响煤的成浆的种中国煤化工面张力及其分量,使CNMHG收稿H期:20100406作者简介:陈迎(1969-),男,煤化工专业T程硕士研究方向:煤化工技术与开发0554-6875237,13955458226,CHENY5237@163.com48总第165期2010年第3期(第36卷)安徽化工不同粒径的煤粒子在水中的合力为零,制得稳定的水煤添加剂对无机粘土含量较高的煤成浆性能的影响进行浆,而不需采用任何其他特殊的稳定措施。目前国内外研究。研制及筛选出的水煤浆分散剂主要为阴离子和非离子通过实验,复合添加剂的制浆浓度比P、Q单体添型,其中主要有萘系、腐殖酸系、木质素系、聚烯系、丙烯加剂提高了2%~4%,且不同添加剂对煤成浆性能的影酸系以及相关的复配产品响有较大的差异。实验结果充分说明了添加剂分子的结22复合添加剂的研究方法构特征和煤的内在水分有较大的相关性;且添加剂的结复合水煤浆添加剂由P和Q单体按一定比例复配构特征和煤中所含的无机矿物之间有一定的相关性而成。在制浆条件相同情况下,用单体P单体Q以及复3复合水煤浆添加剂的实验研究合添加剂分别对华亭煤和新疆煤成浆性的影响进行分31原煤样品基础分析析,随后又对单体结构相同而取代基或聚合度等不同的表1原煤样品工业分析和元素分析项目工业分析/w%元素分析Mw%13.645.056.93.223.6新疆煤实验所用华亭煤和新疆煤样品的基础分析数据列加剂的量有了较大的余地。从元素分析数据中可见,新入表1中。从工业分析数据可见,新疆煤的水分和灰分疆煤的碳含量比华亭煤大15%左右,氢和硫含量相差不比华亭煤低很多,而固定碳比华亭煤高很多,两种煤的大。从挥发份和氢元素含量可见,这两种煤的煤龄均比挥发份相差只有1%-2%。煤的内在水分是影响煤粉成较年轻。碳是煤中的有效物质,但其活化能会随碳含量浆性的关键因素。一般来说,内在水分越低的煤,制成的的增大而升高。对新疆煤的合理利用,会使该煤种在气水煤浆粘度越小,流动性越好,制浆浓度较高。我厂德士化中显现出更大的利用价值。古炉灰分的操作指标为≤200w%,新疆煤可以加入添衰2原煤粒度分布8目Nw%14目M%40日M%200目M%325日/w%新疆煤00表2列出了实验用煤的粒度分布。由于煤的粒度对浆浓度为61%,添加剂加入量为02%时,华亭煤和新疆水煤浆的制浆性能和稳定燃烧有较大的影响,而且气化煤的表观粘度分別为1100mPas和780mPas水煤浆在粒度要求上与燃烧浆有较大的差异,粒度<33新型复合添加剂的制浆性能0074mm的煤样要求在50%左右,粒度<0054mm的煤3.3.1华亭煤制浆性能样在25%~35%左右。粒度太大,影响水煤浆的流动性表5列出了华亭煤添加新型复合添加剂后制浆的和制浆浓度;粒度太小,会影响水煤浆的粘度。实验原煤重要实验数据添加剂加入量均为02%。华亭煤最大筛分度(粒度分布)符合我厂德士古工艺要求,且两种煤制浆浓度为62%。浆体的稳定性采用24h析水率测定相差很小,具有可比性和落棒实验两种分析方法表征32木质素系添加剂的制浆性能如表5所示,稳定性和流动性随煤浆浓度的变化规表3、表4中列出了华亭煤和新疆煤添加木质素添加律与添加木质素添加剂相同。与添加木质素添加剂的实剂后制浆的重要实验数据,实验中添加剂的加入量均为验数据比较,制浆浓度为61%,添加剂加入量为02%02%。华亭煤和新疆煤的最大制浆浓度均为6%左右。浆时,析水率增大4%左右,表观粘度降低了一半左右,最体的稳定性是浆体性能的评价标准之一。稳定性的测量分大制浆浓度增大了1%别采用浆体24h析水率测定和落棒实验两种分析方法。中国煤化工谋浆流变特性如图1如表3、表4中所示,随着制浆浓度的增加,稳定性所示。CNMH(农度为62%,61%和增强,表观浓度增大,流动性变差。相同制浆浓度比较,60%的流变曲线。华亭煤的稳定性比新疆煤强,流动性比新疆煤好。在制由图1可见,浓度对水煤浆的流变性影响较大,煤陈迎,等:复合水煤浆添加剂对煤浆流动特性影响的实验研究表3华亭煤制浆数据目标浓度%添加剂加入量隔表观粘度mP;流动等级水性落棒实验测浓度%900.2510BBc7.2加压落棒5930自由落棒表4新疆煤制浆数据标浓度%添加剂加入量隔%表观粘度/Pas流动等级稳定性析水率/%。落棒实验一实测浓度%0.2ABc硬沉淀592硬沉淀620表5华亭煤制浆数据目标浓度%添加剂加入量%表观粘度mPas流动等级稳定性析水率%落棒实实测浓度%475.9加压落棒60.30.2B自由落棒0.210507C自由落棒62161%时的粘度偏低,流动性较好,随着水煤浆浓度提高至62%浆体浓度较大随着浓度的增加,流动性变差。3.3.2新疆煤制浆性能表6列出了新疆煤添加新型复合添加剂后制浆的重要实验数据添加剂加入量均为02%。该煤最大制浆浓度为63%浆体的稳定性同样采用24h析水率测定和落棒实验两种分析方法表征。如表6所示,稳定性和流动性随煤浆浓度的变化规图1华亭煤浆流变曲线图律与添加木质素添加剂相同。与添加木质素添加剂的实浆粘度随制浆浓度的升高而增加,变化趋势基本一致。验数据比较,制浆浓度为61%,添加剂加入量为0.2%水煤浆有明显的剪切变稀特性(随剪切速率的增加,制时,析水率增大5%左右,表观粘度降低约13,最大制取的水煤浆粘度下降较快),并在剪切速率达到30后浆浓度增大了2%。变化不大。结合表5数据可知,水煤浆浓度为60%和表6新疆煤制浆数据目标浓度%添加剂加入量%表观粘度/mPa流动等级稳定一析水率%落棒实验实侧浓度435.56202507.1B硬沉淀0.26l2.19.2硬沉淀63.1添加新型复合添加剂后,新疆煤浆流变特性如图2所示。图2中,1、2和3分别是制浆浓度为63%、62%和6%的流变曲线。由图2可见,浓度对水煤浆的流变性影响较大,煤浆粘度随制浆浓度的升高而增加,变化趋势基本一致。中国煤化工水煤浆有明显的剪切变稀特性(随剪切速率的增加,制CNMHG取的水煤浆粘度下降较快),并在剪切速率达到30-后变化不大。结合表6数据可知,新疆煤的水煤浆浓度在图2新疆煤浆流变曲线图总第165期2010年第3期(第36卷)安徽化工61%-63%时,其表观粘度偏低,均小于620mPa·s,且流亭煤浆。动性随浓度增加而变差通过加入木质素添加剂和新型复合添加剂的制浆4结论特性比较,可以得出如下结论:新型复合添加剂在相同通过对华亭煤和新疆煤加入添加剂,并进行制浆特条件下比木质素系添加剂的最大制浆浓度高1%-2%;性的实验研究,得出如下结论:实验用的两种煤变质程相同制浆浓度下,两种原煤加入新型复合添加剂的煤浆度较低,内水含量高难以制取浓度大于63%的高浓度流动特性均优于加入木质素添加剂的煤浆。口水煤浆;制浆浓度大于60%时,新疆煤的流动性优于华Experimental Study on Effection of New Complex Additive on Slurry Flow CharacteristicsCHEN Ying, LI Han-xuCollege of Chemical Engineering, Anhui University of Technology, Huainan 232001, China)Abstract: Water-coal-slurry was made by join the lignin additive or the new complex additive in Huating coal orXinjiang coal. The experimental study on slurry showed that slurry flow characteristics of Xinjiang coal is better thanthat of Huating coal, and effection of the new complex additive on slurry flow characteristics is better than that of thelignin chemical additive.Key words: Water-coal-slurry; complex additive; slurry flow characteristic米来米米米米米米米米米米崇米米米米米米米米米米米米渐米米米米米米米(上接第46页)3结论()不同结构聚氨酯的降解机理J热圊性树脂,2002,17(6)聚氨酯材料暴露于有紫外线或热的环境中容易分26-28解导致材料的物性降低颜色变黄。使用适当的稳定剂 Hoyle C E,KmKJ. Effect of crystallinity and fexibility on the可延长聚氨酯制品的使用寿命。紫外线吸收剂和抗氧剂photodegradation of polyurethanes J] J. Polym. Sci. Palym: ChemEd.1987,25(10:2631-2642并用,效果明显优于它们的单独使用;多种紫外线吸收剂和光稳定剂的液态复合产品SUⅤ略优于苯并三唑类[4] Hoyle C E, Ezzell K S. Investigation of the photolysis ofpolyurethanes hased on 4, 4-methylene bis( phenyldiisocyanate)紫外线吸收剂复合抗氧剂B25和紫外线吸收剂 SUV (MDI) using laser flash photolysis and model compounds[J]. Polym并用对改善聚氨酯材料的光稳定性和热稳定性具有最Degrad.Suab,1989,25(2):325-343.佳效果[5] Gardetfe J L, Lemaire J. Photo-thermal oxidation of thermoplastic參考文献polyurethane elastomers: Part 32 Influence of the excitation wave-1]靳新帆方桂珍,刘志明等麦草碱木质素改性聚氨酯的老化降 ngths on the oxidative evolution of polyurethanes in the solid state解性能研究[林产化学与工业,2007,27(5:117-121U Polym. Degrade Stab, 1984, 6(3): 135-1401]丁著明,吴良义范华,等聚氨酯的降解与稳定化研究进展|6 Gajewski V. Chemical degradation of polyurethane,RtbeWorld,1990,202(6):15-18Study on Improving Aging Resistance Properties of Polyurethane(Anhui Anli Artificial Leather Co. Ltd, Hefei 230601, China)Abstract: In this paper, the degradation and stabilization mechanism of polyurethane exposed to light and thermo wasintroduced. The influences of antioxidant 245, 1010, B225 and ultraviolet absorbent UV-235, UV-328, SUV on improvinglight and thermo aging resistance properties of Pu material was inveH中国煤化工 that using antioxidantB225 and ultraviolet absorbent SUv together have the best efftCNMHGPropertiesKey words: polyurethane; degradation; aging; antioxidant; ultraviolet absorbent

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