水煤浆添加剂检测

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水煤浆添加剂

水煤浆添加剂
高效、分散性好、成浆浓度高
水煤浆添加剂由芳香烃聚合物、木质素磺酸钠、无机盐等复合而成的粉末状
固体，使用本产品后制得的水煤浆具有良好的分散性、稳定性和流动性，且粘度低，浓度高，成浆性能好。

提高煤浆的气化率和燃烧率，适用于国内的大部分煤种，可用于煤的加压气化、工业锅炉、电站锅炉、煤气发生炉等。

添加剂与原煤
和水的性质密切相关。

合理的添加剂配方必须根据制浆用煤的性质和用户对水煤
浆产品质量的要求，经过试验后方可确定。

1、技术指标
项目指标
外观:棕色固体粉末PH值（1%水溶液）：12-14
钙镁离子含量（ppm）：≤4000不溶于水的杂质（含量%）：≤0.05硫酸钠含量（%）：≤5
2、使用方法
一般使用前，先将水煤浆添加剂制成30%溶液，与煤粉混在一起即可。

根据
不同的煤种及成浆浓度，添加不同量的添加剂，投加量不宜过多，投加量一般在
吨干煤3—7‰范围之内
3、包装和贮存
水煤浆添加剂使用衬塑编织袋包装，25kg/袋，也可根据客户要求定制包装。

产品放置在干燥环境中。

如包装已开口需尽快使用，在包装完好的状态下，可保
存24个月。

4、安全与防护
水煤浆添加剂为强碱性，应避免与皮肤、眼睛等接触，接触后用大量清水冲
洗或就医。

宁东煤制水煤浆添加剂的筛选及工业应用

ＳｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆＡｄｄｉｔｉｖｅＡｇｅｎｔｆｏｒＣｏａｌＳｌｕｒｒｙａｎｄＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ＪＩＮＧＹｕｎｈｕａｎ，ＬＩＵＨｏｎｇｇａｎｇ，ＭＡＬｅｂｏ，ＬＵＯＣｈｕｎｔａｏ（Ｒ＆ＤＣｅｎｔｅｒｏｆＳＮＣＧＣｏａｌＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ７５１４１１，Ｃｈｉｎａ）
ｎａｔｉｏｎａｎｄｔｅｓｔ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｌａｂｔｅｓｔ，ｐｉｌｏｔｔｅｓｔａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｅｓｔ．Ｃｏｍｐａｉｒｎｇｔｈｅｄａｔａｏｂｔａｉｎｅｄｂｙ
第３期
２０１３年５月
中氮
肥
Ｍ－ＳｉｚｅｄＮｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＰｒｏｇｒｅｓｓ
Ｎｏ．３Ｍａｖ２０１３
宁东煤制水煤浆添加剂的筛选及工业应用
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｏｓｅｌｅｃｔｓｕｉｔａｂｌｅａｃｔｉｖｅａｇｅｎｔｆｏｒｃｏａｌｓｌｕｒｒｙｍａｄｅｂｙＮｉｎｇｄｏｎｇｃｏａｌ，ｗｅｈａｖｅｄｏｎｅｓｅｉａｒｌｅｘａｍｉ —

水煤浆添加剂的作用机理研究

水煤浆添加剂的作用机理研究随着化石能源需求的不断增加，煤炭成为人们重要的能源之一。

为了更加高效、环保地利用煤炭资源，煤炭化工技术不断发展。

水煤浆作为一种新型煤炭利用技术，在热电厂、钢铁企业等领域有广泛应用。

水煤浆添加剂作为水煤浆生产的关键设备之一，其作用机理一直备受研究者关注。

一、水煤浆添加剂的组成和分类水煤浆添加剂主要由分散剂、稳定剂、增黏剂和脱泥剂四种组成。

分散剂的作用是使煤炭微粒间相互分散；稳定剂的作用是维持水煤浆的稳定性，防止沉淀；增黏剂的作用是提高水煤浆的黏度，增加质量体积；脱泥剂的作用是降低水煤浆中钙、镁离子的含量，防止产生泥渣，损害水煤浆的性能。

水煤浆添加剂根据作用机理的不同，可分为表面活性剂、胶体阻滞剂、高分子聚合物三种类型。

表面活性剂的作用是改善煤炭微粒与介质的界面特性；胶体阻滞剂的作用是通过形成胶体颗粒，阻力煤炭微粒间相互聚集；高分子聚合物的作用是通过与煤炭微粒之间的相互牵引作用，形成软聚物，增加水煤浆的黏度和流动性。

二、水煤浆添加剂的作用机理（1）改善煤粉分散性水煤浆添加剂中的分散剂和表面活性剂通过吸附在煤粉表面，使煤粉表面张力发生变化，改善了煤粉微粒之间的相互作用力，实现了各个微粒的分散。

此时，水煤浆添加剂起到了表面活性剂的作用。

（2）增加水煤浆黏度水煤浆添加剂中的增黏剂和高分子聚合物通过“胶体阻滞”效应，牵引煤粉微粒和水分子之间的作用，形成软聚物，增加了水煤浆的黏度和流动性。

此时，水煤浆添加剂起到了胶体阻滞剂和高分子聚合物的作用。

（3）增强电荷作用水煤浆添加剂中的分散剂和表面活性剂，通过吸附在煤粉粒子表面，使煤粉表面自电位改变，使得煤粉微粒之间发生电荷作用。

水煤浆经过搅拌，煤粉微粒之间的静电斥力越来越大，从而保持水煤浆的稳定性。

此时，水煤浆添加剂起到了表面活性剂的作用。

（4）降低泥渣生成水煤浆添加剂中的脱泥剂，通过吸附煤粉表面的钙离子、镁离子等，形成不溶于水的沉淀，从而避免泥渣的形成。

水煤浆添加剂工业试验

Ｉｕｔｉｌｔｓｏｄｔｖｆｃａ — ａｅ－ｌｒｙｎｄｓｒａｅｔｆｒａｄｉｉｅｏｏｌｗｔｒｓｒｕ
ＺＨＡＮＧｉｒｉｇＪａｕｎ
（ｈｕｔＣｈｍｉＡｎｕｉＨ，“ ｊｅｌ（ “ （．ｄ．Ｈｕｉａ３０８，Ｃｈｎ）Ｌｉａｎｎ２２３ｉａ）
维普资讯
第１期２００２年１月
Ｎｏ．１
Ｊｎ２０ａ．０２
试验研究
水煤浆添加剂工业试验
张家明
（徽准化集团有限公司．安徽淮南安２２３１３０８
［捕要］对木质索、丙烯酸、蒂系３种水煤浆婿加剂制得煤浆的特性及煤浆在Ｔｘｃｅａｏ气化炉上的
应用，已显示出具有代油、节能、燃烧效率高和
方面，亲和力强的芳环和俩链烷基为疏水基吸
附在煤粒表面非极性区域内｛一方面，另一ＣＨ等离子基团中的一部分吸附在带相反电荷的煤粒表面，其余部分则作为亲水基指向液相，使得水分
电势垒，利于煤颗粒的分散。添加剂在煤粒表面不仅发生物理吸附，且存在较强的化学吸附．而使添加剂分子很难从煤粒表面分离开来，一定程度上保持了煤颗粒间的电势垒。同时，水化膜将煤
粒隔开，少了煤粒间的阻力，到了降牯作用。减起

水煤浆添加剂

第六讲水煤浆添加剂水煤浆流变性是影响水煤浆雾化和燃烧特性的重要性质，优质水煤浆不仅有较高的浓度，还有良好的剪切稀化效应，以保证浆体具有良好的泵送和雾化特性，从而降低水煤浆的输送能耗，提高水煤浆的燃烧效率。

由于煤是疏水性的，添加剂的主要作用是改善煤表面亲水性，降低煤水表面张力，使煤粒充分润湿和均匀分散在少量水中，改善水煤浆的流动降低水煤浆粘度，同时使煤粒在水中保持长期均匀分散。

在水煤浆中，不同煤种使用的添加剂不相同，而且添加量、添加方式也都不相同。

表面张力定义：张力，分子间的引力。

表面张力，液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。

添加剂通常包括分散剂、稳定剂以及其他一些辅助化学药剂。

分散剂和稳定剂是水煤浆制备中不可缺少的。

分散剂分散剂可以促进分散相在分散介质中均匀分散，其作用是降低粘度，分散剂的作用机理则可以从润湿分散作用、静电斥力分散作用及空间位阻与熵斥力分散作用等三个方面进行考虑。

分散剂大都是一些表面活性剂，由疏水基和亲水基两部分构成，溶于水后，亲水基受到水份子的吸引，疏水基则受到水份子的排斥，结果疏水基被排向水面定向排列，将疏水端伸向气相，亲水端伸入水中。

当水中含有煤粉这样的疏水物质时，它同样会在煤粉表面定向排列，从而对煤粉颗粒起到很好的分散作用。

分散剂能够显著地降低水的表面张力，提高煤粒表面的润湿性。

稳定剂稳定剂的作用则是为了确保水煤浆的稳定性，即保证水煤浆在储存与输送过程中性态均匀的特性。

水煤浆是一种由固液两相组成的粗分散体系，分子布朗运动作用力、颗粒之间的范德华力、颗粒之间的静电引力，都不足以阻止颗粒的沉淀。

而稳定剂却可以使水煤浆中已分散的颗粒与周围其他颗粒及水之间结合成为一种较弱、但又有一定强度的三维空间结构，这种空间结构对颗粒沉淀形成机械阻力，从而保证水煤浆的稳定性。

布朗运动定义：悬浮在流体中的微粒受到流体分子与粒子的碰撞而发生的不停息的随机运动。

显微镜下看到的连成一片的液体实际上是由许许多多分子组成的。

水煤浆添加剂简介

水煤浆添加剂简介水煤浆添加剂简介水煤浆添加剂是一种用于调节水煤浆稳定性和改善燃烧性能的化学品。

随着对煤炭资源的需求不断增加，水煤浆作为一种先进的燃烧技术，被广泛应用于工业生产中。

在水煤浆制备过程中，添加剂起着至关重要的作用，能够增强水煤浆的流动性、稳定性和燃烧性能，提高燃煤设备的功率输出和热效率。

水煤浆添加剂的分类主要有分散剂、稳定剂和燃烧助剂等几类。

首先是分散剂，它可以将煤粉颗粒分散到水中，并防止其重新聚集。

常见的分散剂有有机离子表面活性剂和无机分散剂等。

有机离子表面活性剂主要是通过疏水基团和亲水基团之间的作用力，使煤粉颗粒分散到水中。

无机分散剂则是通过改变煤粉表面的电荷性质，使其带有同性电荷，从而阻止煤粉的聚集。

分散剂的加入使得水煤浆具有良好的流动性和分散稳定性，可以有效提高煤粉的悬浮度和颗粒密度。

其次是稳定剂，主要用于提高水煤浆的稳定性和降低其黏度。

稳定剂一般是通过吸附在煤颗粒表面，形成一层电化学稳定膜，并在水煤浆中形成一定的胶体颗粒。

稳定剂的选择应考虑到对燃煤设备的腐蚀性、对水煤浆性能的改善效果以及对环境的影响等因素。

常见的稳定剂包括有机胶体稳定剂、导电性稳定剂和界面活性剂等。

稳定剂的加入能够使得水煤浆的黏度降低、配煤量增大，并有助于提高水煤浆的悬浮体稳定性和液固分离性能。

最后是燃烧助剂，它能够改善水煤浆的燃烧性能，提高煤粉的可燃性和燃烧效率。

燃烧助剂一般包括增热剂、催化剂和增湿剂等。

增热剂是一种能够提高水煤浆燃烧温度的添加剂，它的加入能够有效提高水煤浆的燃烧效率，降低其燃烧产物中的灰渣含量。

催化剂则是通过增加煤粉颗粒的氧化活性，提高水煤浆的氧化反应速率和燃烧速率，从而减少煤粉的燃烧渣和烟尘产生。

增湿剂则是一种增加水煤浆湿度和水分含量的添加剂，它有利于提高煤粉的可燃性和燃烧效率。

水煤浆添加剂在工业生产中有着广泛的应用。

首先，在火力发电厂中，水煤浆添加剂可以提高燃烧设备的功率输出，降低燃烧渣和烟尘的排放，提高燃煤设备的热效率和环保性能。

水煤浆添加剂简介

水煤浆添加剂简介引言水煤浆是一种将煤粉与水混合制成的高浓度煤浆，其用途广泛，例如在火力发电厂中作为燃料使用。

为了提高水煤浆的流动性、稳定性和燃烧效率，添加剂被引入到水煤浆中。

本文将对水煤浆添加剂进行简要介绍。

水煤浆添加剂的种类水煤浆添加剂主要分为表面活性剂、分散剂、稳定剂和增黏剂等几类。

表面活性剂表面活性剂可将煤粒表面覆盖一层有机薄膜，从而改善煤粒的润湿性。

通过增加水煤浆的润湿性，表面活性剂能够大大改善水煤浆的流动性和稳定性。

分散剂分散剂被用来防止煤粒在水煤浆中聚结和沉积。

分散剂的添加可以降低水煤浆的黏度，提高煤粉的分散性，并且防止煤粉沉积在管道和设备上。

稳定剂稳定剂具有改善水煤浆稳定性的作用。

当水煤浆稳定剂被添加到煤浆中时，它们会与煤粒和水分子之间产生物理和化学反应，从而增加煤粒的黏附力和亲水性。

增黏剂增黏剂被用来增加水煤浆的流变特性和黏度。

通过添加适量的增黏剂，可以提高水煤浆的浆体稠度和流动性。

水煤浆添加剂的作用水煤浆添加剂的主要作用是改善水煤浆的流动性、稳定性和燃烧效率。

改善流动性和稳定性水煤浆的流动性是指煤浆在管道和设备中的输送性能。

添加表面活性剂和分散剂可以增加煤粒的润湿性和分散性，从而改善水煤浆的流动性。

同时，稳定剂的添加可以防止煤粒的聚结和沉积，保持煤浆的稳定性。

提高燃烧效率水煤浆的燃烧效率是指煤浆在燃烧过程中释放的热能利用率。

添加剂的引入可以提高煤粉的燃烧效率，减少燃烧过程中产生的废气和烟尘。

使用水煤浆添加剂的优势使用水煤浆添加剂有以下几个优势：1.提高煤浆的流动性，减少输送过程中的能源损失。

2.改善水煤浆的稳定性，减小煤粉的聚结和沉积。

3.提高煤浆的燃烧效率，降低燃煤排放。

4.增加煤浆的可燃性，减少煤矿储存和运输成本。

5.降低煤尘的发生率，提高工作环境的安全性。

结论水煤浆添加剂在水煤浆制备和利用过程中起着重要的作用。

通过添加适量的添加剂，可以改善水煤浆的流动性和稳定性，提高燃烧效率，并带来诸多经济和环境的优势。

高浓度低阶煤水煤浆添加剂的筛选及应用

高浓度低阶煤水煤浆添加剂的筛选及应用吕向阳【摘要】为了筛选制备高浓度低阶煤水煤浆适用的添加剂,选取长焰煤、弱黏煤和褐煤为试验原料,将自主研发的以萘磺酸钠甲醛缩合物(NSF)为主要成分的高浓度水煤浆专用添加剂MK-1、以木质素磺酸钠为主要成分的市售添加剂AYK及市售添加剂AZM为筛选对象,进行了实验室干法试验、湿法验证放大试验和工业试用,采用自主开发的三峰分形级配制浆工艺对制得的高浓度水煤浆进行成浆性分析.结果表明,对于变质程度较低的煤种,MK-1添加剂效果优于AYK及AZM,使用MK-1添加剂,使陕西长焰煤(ZM)、河南长焰煤(LX)、新疆褐煤(YL)、新疆弱黏煤(YK)最高成浆浓度分别为66.58％、65.35％、63.35％和54.19％;在满足气化生产条件下,达到相同浓度和黏度时,MK-1添加剂比市售AZM添加剂的使用量少50％,可显著降低经济成本.最终确定MK-1添加剂更适于低阶煤制备高浓度水煤浆.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2018(024)004【总页数】6页(P54-59)【关键词】低阶煤;高浓度水煤浆;添加剂;工业应用【作者】吕向阳【作者单位】中煤科工清洁能源股份有限公司,北京100013;北京煤科成城科技发展有限公司,北京100013【正文语种】中文【中图分类】TQ5360 引言低阶煤占我国煤炭储量及产量的50%以上，目前已经成为煤炭加工与利用的重要组成部分[1-3]。

低阶煤氧和杂原子含量高，若直接燃烧，热效率较低且污染环境，用于发电有很多不利因素。

但低阶煤富含芳烃、杂原子芳香族化合物等有机组分，适宜作为化工原料生产有机化学品。

水煤浆是20世纪80年代兴起的高效率、低污染的煤基液态燃料，是由65%～70% 煤粉、29%～34% 水和少于1% 化学添加剂，经过一定工艺制成的液体燃料，具有类似于油的流动性和稳定性，方便泵送、储运、燃烧与气化，能显著降低 SO2、NOx的排放量，是使低阶煤转变为清洁的代油燃料和优质煤气化原料的重要途径[4-6]。

水煤浆添加剂的研究进展

１分散剂
者随相对分子质量增加而减弱，后者则反之因此，
通过控制相对分子质量可以同时兼顾ＣＷＭ的流变性和稳定性，甚至可以免去稳定剂的加入。这是高聚物
分散剂的作用在于提高煤粒表面的亲水性，增加
煤粒表面的动电位，使煤粒在水中能更好的润湿并均匀的分散于水中，防止煤粒间相互聚集，从而提高煤
对低灰ｃｗＭ同时具有良好的减黏以及稳定作用前
为主，中应用比较广泛的为萘系列水煤浆添加剂；其对于萘系列添加剂的研究、应用已达到较高水平；其成本相对国外同类产品较低。虽然我国已对水煤浆添加剂进行了较多的研究，但仍存在所适用煤种范围窄、成本较高等问题
分子聚合物，如：Ｇａ胶、Ｘｎａｕｒａｔｎ胶、黄胶、阿拉ｈ
伯胶、半乳糖醛酸、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺絮凝剂、羧甲基纤维素（Ｉ）ＣＩ，以及一些微细胶体粒子ＶＣ（如有机膨润土）等。高聚物的特点是线性长度长，而且每个分子都有许多极性基团，通过氢键或其他键合作用（如共价键），在煤粒间架桥，形成结构。结构形成后，水被包裹在结构的空隙内，浆的黏度升高，尤其有高的剪切应力有利稳定由于ＧＭ为Ｗ粗粒悬浮体，属动力不稳定体系，要其稳定，主要方法是使它成为假塑性触变体Ｌ。稳定剂的用量随煤３１种、稳定剂类型、要求的稳定期而异，变化在干煤量的０１％一００６％之间。．．０
维普资讯
第ｌ期

木质素磺酸钠、改性木质素磺酸钠用作水煤浆添加剂在煤表面吸附膜厚度的测定

２ＳｈｏｏＣｅｃｌｎｎｒｎｉｅｒｇＳｕｈｎｎｖｒｉｆｅｈｏｏｙＧａｇｈｕ５０４，ｈｎ）．ｃｏｌｆｈｍｉｄＥｅｇＥｇｎｅｎ，ｏｔＣｉＵｉｓｙｏｃｎｌ，ｕｎｚｏ６０ＣｉａａｙｉｈａｅｔＴｇ１ａＡｓａｔＩｉｉｒｄｃｄｂｅｙｔｅｍｄｆａｏａｎｓｌｏｇｏｕｐｏａＩｂｔｃ：ｔｓｎｏｕｅｒｆｏｉｃｔｎｗｙａｄｒｕｆｉｓｌｈｎｔ＿ｒｔｉｌｈｉｉｅｔｌｎｅ（Ｓ）ａｃａ—ａｒｓｒ（ＷＳｄｉｖｓｏｌｔｌｒＣ）ａｄｔｅｗｅｕｙｉａｄｄｔｍｉｔｎｏｅｄｏｐｉｌｉｎｓｅｏｔｅＬｎｏｉｅｇｏｕｐｏａＭＬ）ｏｅｍｏｕｆｅｏａｎｅｒｎｉｆｈｓｒｔｎｆｍｔｃｅｓｓｆｈＳａｄｍｄｉｌｎｓｌｈｎｔｅａｏｔａｏｉｈｋｆｄｉｅ（Ｓｎｔｏｔｓｒｃｆｏｌｈｓｈａｃ
（．ｃｏｌｆｈｍｓａｄＥｖｏｍｅｔＳｕｈＣｉｏｍｌｎｖｒｉ，ｕｎｚｏ０６Ｃｉａ１Ｓｈｏｏｅｉ￣ｎｎｉｎｎ，ｏｔｈｎＮｒａＵｉｓｙＧａｇｈｕ５０，ｈ；Ｃｔｒａｅｔ１０ｎ
ＬｇｏｕｆｎｔｎＣａｕｆｃｓＣｏｌｗａｅｌｒｙＡｄｉｖｓｉｎｓｌｏａｅｏｏｌＳｒａｅａａ — ｔｒＳｕｒｄｔｅｉ
ＺＡＧＹｎ１Ｉｕ．ｉｇ，ＡＧＤｎ．ｅＨＮａ．ｎ，ＱＵＸｅｑｎＹＮｏｇｊｉｉ

水煤浆添加剂工业试验

水煤浆添加剂工业试验张家明(安徽淮化集团有限公司，安徽淮南 232038) 2002-01-160 前言我国煤炭资源十分丰富，石油资源相对短缺，在一次能源生产与消费结构中以煤为主的格局相当时期内难以改变，因此发展洁净煤技术是现实的选择。

水煤浆技术是我国洁净煤技术的主要组成部分，水煤浆作为一种煤基液态燃料，在我国经过10多年的技术开发、工业性试验和商业示范应用，已显示出具有代油、节能、燃烧效率高和污染低等诸多优势。

煤炭的主体是有机质，它的表面具有强烈的疏水性，煤粉又具有极大的比表面，很容易自发地彼此聚结，这就使煤粒与水不能密切结合成为一种浆体，浓度较高时会形成一种湿的泥团。

当水煤浆中的固体颗粒呈现聚结状态，流动时剪切平面必然会通过这些聚结物，引起较大的机械阻力，使得体系粘度高、流动性差。

添加剂一般是含有大量离子基团的大分子表面活性剂。

煤水体系中加入添加剂后，添加剂分子吸附在煤粒表面：一方面，亲和力强的芳环和侧链烷基为疏水基吸附在煤粒表面非极性区域内；另一方面，—CH3等离子基团中的一部分吸附在带相反电荷的煤粒表面，其余部分则作为亲水基指向液相，使得水分子吸附在煤粒表面，从而使煤粒表面由疏水性变为亲水性，固液界面张力得到了降低，促进了煤粒在水中的分散；同时，加入添加剂后，不带电的煤粒表面因吸附添加剂分子而带负电荷，同种电荷相互排斥，从而形成了一个阻止粒子聚集的电势垒，利于煤颗粒的分散。

添加剂在煤粒表面不仅发生物理吸附，而且存在较强的化学吸附，使添加剂分子很难从煤粒表面分离开来，一定程度上保持了煤颗粒间的电势垒。

同时，水化膜将煤粒隔开，减少了煤粒间的阻力，起到了降粘作用。

根据淮化德士古气化炉所用的水煤浆性能指标要求，我们将有关厂家提供的3种类型添加剂在工业装置上对义马煤进行了成浆试验。

本次工业试验的目的是确认该产品能否作为工业用水煤浆添加剂，该产品作水煤浆添加剂的用量及工业操作条件，考核用该产品制得煤浆的特性以及对生产的影响。

水煤浆添加剂改性木质素磺酸钠结构与性能的研究

文章编号:0253-9993(2000)04-0439-04水煤浆添加剂改性木质素磺酸钠结构与性能的研究李凤起1,朱书全2(1 太原理工大学煤炭综合利用系,山西太原 030024;2 中国矿业大学北京校区,北京 100083)摘要:经化学改性后的木质素磺酸钠作为水煤浆添加剂用于大同煤制浆,可使煤浆浓度提高2%,并且浆的稳定性也有明显改善.傅立叶红外光谱(FTIR)分析结果表明,改性以后木质素磺酸钠的活性基团增加,表面活性提高.实验还借助于紫外与可见分光光度法(UVVS)和 -电位测定仪,研究了煤水分散体系界面性质对水煤浆成浆性的影响.关键词:木质素磺酸钠;化学改性;水煤浆;添加剂中图分类号:T Q423 3+4 文献标识码:A 收稿日期:2000-03-10木质素磺酸盐作为分散剂广泛用于水泥、染料、石油、农药和煤炭等各个领域.由于它价格低廉、来源丰富,是新型燃料水煤浆的一类重要添加剂.木质素磺酸盐虽具有多芳环结构与酚基、羟基,但分子量大,组成复杂,分散效果不及芳环甲醛缩合物表面活性剂.目前大多与其它表面活性剂复配使用,利用各添加剂之间的协同效应来提高其性能.但是,复配不能改变木质素磺酸盐的分子结构,而且目前使用的复配物价格较高,产品缺乏市场竞争力.为此,笔者对木质素磺酸盐进行了化学反应改性,研制出低成本的改性木质素磺酸钠水煤浆添加剂,经H aake RV12型流变仪测定,该添加剂用于大同煤制浆,可使煤浆浓度提高2%,并且使浆的稳定性明显改善.笔者还进一步研究了改性产物的分子结构和表面物化性质对水煤浆性能的影响,为水煤浆添加剂的改性和制备提供了理论依据.1 实验木质素磺酸钙首先在碳酸钠的作用下转化为溶于水的钠盐,和钙盐分离,达到除钙的目的.(LigninOHSO 3-)2Ca 2++Na 2CO 32(Lig ninOH SO 3-)Na ++CaCO 3 .图1 大同煤粒度分布曲线Fig 1 Particle size distributio n curves of Datong coal 大同煤经破碎、缩分,用实验室磨机磨制得粗、细两种产品,按双峰级配配制.实验仪器有美国LECO 公司的MAC-400工业分析仪,CHN -6和SC -132元素分析仪;德国产HaakeRV12流变仪;英国仪器公司Mastersizer 型激光粒度分析仪;美国尼高利仪器公司510型傅立叶红外光谱仪;日本产131-0003型紫外与可见分光光度仪;英国马文仪器公司M alvern Zeta Master 电位仪.实验选用大同煤样,其工业分析和元素分析数据见表1,粒度分布如图1所示. 制浆实验采用实验室标准程序,将煤样与水按7 3的比例混合加入1%的添加剂(以干煤质量计),以转速为1000r/min 的搅拌速率搅拌5~10min 即可制第25卷第4期煤炭学报Vol.25 No.4 2000年8月JOU RNAL OF CH INA COAL SOCIETY Aug. 2000得成品浆.立即进行煤浆浓度和粘度测定.表1 大同煤的工业分析和元素分析结果Table 1 The data of proximate analysis and elementary analysis of Datong coal% 工业分析M adA ad V ad FC ad 元素分析w (C ad )w (H ad )w (O ad )w (N ad )w (S t,ad )3 364 5030 8961 9079 484 995 931 040 7072 浓度测定采用质量法,称取一定质量的水煤浆,105 下烘至恒重,以干煤占煤浆质量百分数计.粘度采用H aake RV12型流变仪,以剪切速率为100s -1下的表观粘度计.图2为木质素磺酸钠(M Na)和改性木质素磺酸钠(GX)制浆流变特性曲线(测试温度为25).图2 木质素磺酸钠改性前、后流变特性曲线F ig 2 Rheolo gy curves of sodium lignosulphonate before and after modification(a)木质素磺酸钠流变特性曲线,当煤浆浓度为64 43%时,浆体表观粘度为1293 75(mPa s,100s -1);(b)改性木质素磺酸钠流变特性曲线,当煤浆浓度为66 39%时,浆体表观粘度为1255 55(mPa s ,100s -1)水煤浆的流变性是指水煤浆受外力作用发生流动和变形的特性.改性前、后木质素磺酸钠添加剂对水煤浆的流型没有太大的改变,图中曲线有明显的滞后环,说明水煤浆具有触变性,粘度随剪切速率的变化不明显,上行线和下行线有一交点,剪切应力和剪切速率之间具有抛物线关系.但改性以后的木质素磺酸钠分散降粘性能明显提高.2 改性木质素磺酸钠结构分析比较木质素磺酸钠改性前、后的红外光谱图(见图3),并对照各吸收峰的积分表2可见,改性以后的木质素磺酸钠在3549~3028cm -1处酚羟基(Ar OH )和醇羟基(R OH )的吸收峰明显增强,而在1541~1309cm -1处代表烷基(CH 2,CH 3)伸缩振动的吸收峰则明显减弱,说明木质素磺酸钠中大部分烷基侧链被氧化.氧化后使少量网状大分子木质素磺酸钠断裂,残余的亚硫酸盐可以进入网状内部进一步反应,因此在1308~1098cm -1处磺酸基的吸收峰有所增强,同时在3027~2893cm -1处芳香氢(Ar H )的吸收峰和1654~1541cm -1处代表氧取代芳烃(O Ar )伸缩振动的吸收峰略有增强.说明了愈疮木酚芳环的增加.可见,改性以后木质素磺酸钠的亲水、疏水性基团的比例和分布有了较大的变化,表面性能有一定提高.3 改性木质素磺酸钠表面性能分析作为一种煤水混合分散体系,水煤浆浆体的各种表观性质是煤粒与水相互作用的综合表现[1,2].研究煤粒和水的各种物化性质,尤其是体系的界面性质,分析表面活性剂对体系界面性质的影响规律,是制备性能良好的悬浮分散体系的基础[3].440煤炭学报2000年第25卷图3 木质素磺酸钠改性前、后的FT IR 图F ig 3 T he FT I R chart of sodium lig nosulphonate before and after modification(a)改性前木质素磺酸钠;(b)改性后木质素磺酸钠表2 木质素磺酸钠改性前、后的FTIR 谱图吸收峰面积Table 2 The absorption peak area of the FTIR of sodium lignosulphonate before and after modification 官能团波数范围/cm -1M Na 的吸收峰面积GX 的吸收峰面积R OH ,Ar OH 3549~302834 9747 90Ar H 3027~28933 333 76O Ar ,C O 1654~154117 1418 94CH 2,CH 31541~130942 4434 09S O 3H 1308~109813 2517 713 1 吸附量的测定准确称取一定量的制浆用煤于具塞三角瓶中,加入一定质量浓度的添加剂溶液,室温下于自动空气摇床上定期振荡一定时间以后,静置24h 使其达到吸附平衡.离心分离出上层清液,稀释分离出的液相使其符合比尔定律的质量浓度范围,用131-0003型紫外与可见分光光度计测定吸附平衡液的吸光度,同时作空白实验图4 添加剂在煤粒表面的吸附等温线Fig 4 A bsorption isother m of additiveon the sur face of coal 以校正煤样浸泡过程中析出的溶出物对紫外吸收的干扰.计算出吸附平衡液的质量浓度,然后计算吸附量为 i =(c oi -c t i )V /m ,其中, i 为单位质量煤吸附的添加剂的量,mg g -1;c oi 为未吸附的原液质量浓度,%;c ti 为吸附平衡液的质量浓度,%;V 为溶液总体积,L;m 为煤样质量,g.图4是根据实测数据绘制的吸附等温线.可以看出,改性前木质素磺酸钠的吸附等温线近似为S 型,可以认为其分子在固液界面上呈平躺状态,吸附层较疏松.相比之下,改性后的木质素磺酸钠的吸附等温线近似为L 型,为单分子层吸附,分子在界面上趋向于直立状态,使吸附层更加致密,吸附量显著增加. 添加剂吸附于煤表面,形成一层亲水的添加剂分子膜,膜的强度和膜分子排列的紧密程度,也即吸附量有关.添加剂分子的极性端朝外,大大增强了煤表面的亲水性,使水煤浆粘度降低.由于吸附,煤水分散体系的自由能降低,致密的添加剂分子水化膜阻止煤粒聚集,使体系处于分散稳定态.由Gibbs 定理知,单位面积上的吸附量越大,比表面能降低越多,处于吸附态的添加剂分子脱附所需能量也越大,故体系的分散稳定性就好.3 2 -电位的测定煤的表面电性是一综合效应,它不仅由煤表面官能团决定[4],还极大地受溶液中各种离子浓度的影响[5,6].为了排除各种因素的干扰,充分揭示添加剂对水煤浆表面电性的影响,实验用蒸馏水作分散介质,大同细煤作分散相,加入不同质量浓度的分散剂,采用英国马文仪器公司生产的 -电位测定仪测定体系的 -电位.图5是根据测试数据绘制的木质素磺酸钠(MNa)和改性以后的木质素磺酸钠(GX)对大同煤表面电动电位的影响曲线.441第4期李凤起等:水煤浆添加剂改性木质素磺酸钠结构与性能的研究图5 添加剂对 -电位的影响F ig 5 Effect of additive on -potent ial 根据著名的DLVO 理论,胶体颗粒稳定分散的先决条件是颗粒间的静电斥力超过粒间的范德华引力.离子型分散剂除能改善煤表面的亲水性外,还可以在水中离解,产生电荷.煤在弱酸性至碱性很宽的pH 值范围内表面均荷负电,木质素磺酸钠作为阴离子表面活性剂,吸附在带负电的煤粒表面,增大了煤粒的负电性,从而增强了煤粒表面的静电斥力.由图5可见,改性后的木质素磺酸钠由于吸附量增加,负电性增强,使煤粒间排斥电位增加较大,因而具有更好的分散降粘效果.4 结论木质素磺酸钠化学改性是提高其效能的有效途径,实验中改性的木质素磺酸钠用于大同煤制浆,可使煤浆浓度提高2%.改性后的木质素磺酸钠由于极性和非极性基团的调整,提高了其在煤粒表面的吸附量,从而增大了煤粒之间的空间位阻效应和静电排斥作用,使水煤浆的粘度降低,分散稳定性提高.参考文献:[1] 朱书全,詹隆.中国煤的成浆性研究[J].煤炭学报,1998,23(2):198~201.[2] Shuquan Zhu,Q iao wen Yang,Xinguo Wang.T he influence of hydro philic groups on slurry abilit y o f Chinese coals [A ].P roceedings of the 99International Symposium on M ining Science and T echno logy [C].RO T T ERDA M : A. A.BAL KE -M A,1999.[3] Stephen Y Liu,Lo ri L Bushar.Pro cess for grafting lig nin with vinylic monomers using separate streams of initlator andmonomer [P].U S P ,4,891,415,1990.[4] 朱书全.水煤浆用煤的结构特性与CWS 流变性的关系研究[D].徐州:中国矿业大学,1990.[5] 朱书全,王祖讷.煤浸出液中的阴阳离子测定及其与水煤浆成浆性的关系[J].燃料化学学报,1992,20(1):45~49.[6] 顾全荣,胡宏纹.金属离子在煤界面吸附对成浆性的影响[J].燃料化学学报,1995,23(4):435~439.作者简介:李凤起(1962-),女,讲师.1984年毕业于太原理工大学,现在中国矿业大学北京校区攻读硕士学位.发表木质素磺酸盐化学改性工艺及制浆性能研究、碱法草浆黑液制取水煤浆添加剂的研究等论文多篇.Study on construction and performance of modified sodium lignosulphonatesLI Feng -qi 1,ZHU Shu -quan 2(1 Dept .of Coal Proc essing and Utilization,Taiyua n Univer sity of Technology,T aiy uan 030024,China ;2 Beij ing Campus ,China Univ ersity of M ining and Technology,Beijing 100083,China)Abstract:The modified sodium lignosulphonates as a kind of additive of coal w ater slurry (CWS)has been pre -pared,w hich m ade the concentration of CWS of Datong coal increased by 2%.The stability of the CWS has been improved obviously.It has been show ed by FT IR that the activated function g roups of modified sodium lig -nosulphonates have been much increased.In addition,by means of the Ultrv iolet -Visible Spectrophtometry (UVVS)and -potential,the coa-l w ater dissipation system interface character w hich affects CWS slurrability has been studied.Key words:sodium lignosulphonates;chemical modification;CWS;additive 442煤炭学报2000年第25卷。

水煤浆添加剂的选择试验小结

、
（）析水率及稳定性。较低的析水率和较好３
的稳定性有利于减少短停时的水煤浆沉淀，避免
淤积。
＂（＝２０ｚ水）０～ｍ（煤粉）一ｍ（添加剂）式中ｍ（煤粉） ——制备２０ｇ０煤浆所需煤粉的质量，ｇ；
∞
（）成本。根据厂家报价进行成本核算，４成
加入量。
１（７添加剂）＇ｌ ——制备２０ｇ煤浆所需添加０剂的质量，ｇ； ∞ （）ａ ——添加剂有效成分含量，％；
∞
（）ｂ ——添加剂的加量（以有效成分
计）％；，
ｍ（）水 ——制备２０ｇ煤浆所需水的质０
量，ｇ。
（）浓度。制备较高浓度的水煤浆，１确保有
最好的经济效益，工艺要求浓度在６％～６％２５
为最佳。
每个试样制备２０ｇ０煤浆，其各组分质量的计算公式如下。
（煤粉）＝
（添加剂）０ｗ（）：２０￣ｂ
，
（）粘度。低粘度的水煤浆流动性能好，有２利于工艺操作，工艺要求不高于１０Ｐ・０ｍａｓ０。
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第６期２００６年１１月
中氮
肥
Ｎｏ６．
Ｎｏｖ．２６００
Ｍ — ｉｄＮｉｒｇｎｕｅｔｌｅｏｒｓＳｚｔｏｅｏｓＦｒｉｚｒＰｒｇｅｓｅｉ
水ห้องสมุดไป่ตู้煤浆添加剂的选择试验小结
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３２・
中氮肥
第６期
２３结果测定方式．

水煤浆新型改性添加剂的实验研究

而鲁奇碎煤加压气化废水处理难度较大。
２０１３年第４期
石
磊，等：水煤浆新型改性添加剂的实验研究
６５
三元复配添加剂主要是根据当前使用的制浆煤种
于使用复配添加剂制得的煤浆。同时经对比可以
性质，将粉状减水剂、碱木素和纯碱进行适当配比而成的一种水煤浆添加剂。新型改性萘系添加剂则是将工业萘、硫酸、高性质碱和清水进行高精度合成的一种新型萘系减水剂，相对于普通的萘系添加剂，其各方面性质都有很大提高。经过实验研究和工业性生产，发现三元复配添加剂的分散效果有一定局限性，导致所制煤浆
煤
பைடு நூலகம்
炭
加
工
与
综
合
利
用
Ｎｏ４，２０１３
．
ＣＯＡＬＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ＆ＣＯＭＰＲＥＨＥＮＳＩＹＥＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ
水煤浆新型改性添加剂的实验研究
石磊，贾传凯，郝峡
３１４５１１）（浙江煤科清洁能源有限公司，浙江嘉兴
化工艺。
从工程成熟性、运行可靠性和操作稳定性上来看，鲁奇碎煤加压气化、水煤浆气化、Ｓｈｅｌｌ气化炉
目前较为成熟，运行可靠性较高；而ＧＳＰ粉煤气化
和ＨＴ— Ｌ粉煤气化的工业化业绩相对较少。从环保性能来看，水煤浆气化、Ｓｈｅｌｌ气化