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水煤浆添加剂及工业废液与煤种的适配规律研究

刘彩芳  
【摘要】: 我国是一个煤炭资源比较丰富而石油资源相对匮乏的国家,水煤浆作为一种清洁能源,可以减轻传统的煤炭开发利用技术对我国环境造成的严重污染。通过水煤浆气化可以达到清洁、高效利用煤炭资源的目的。廉价、高效的水煤浆添加剂可以改善煤表面的亲水性,使煤粉容易分散于水中,形成均匀稳定的低粘度水煤浆。性能高效的优质水煤浆是水煤浆良好雾化和高效气化的保证。 添加剂的种类和性能是影响水煤浆的粘度、稳定性、含煤量、雾化、燃烧和成本等重要参数的主要因素。本文选择与神府东胜矿区上湾煤相匹配的水煤浆添加剂进行成浆性实验,采用添加剂配方Y+02在实验室湿法制浆条件下,上湾煤的最大成浆浓度达61.3%。通过工业分析、元素分析、FTIR、氮吸附和哈氏可磨性指数仪等综合分析其物化特性,发现上湾煤的煤质特征是其难成浆的主要原因。进而推广到八种不同变质程度的煤种,进行添加剂的匹配与成浆性实验,可制备浓度为69%左右的高浓度水煤浆,结果表明添加剂配方对不同煤种具有成浆效果好的特点。 造纸黑液的FTIR图与煤的FTIR图很相似,黑液中含有芳环、极性的磺酸盐、酚羟基、醚键等多种官能团和化学键,类似于表面活性剂的两亲分子结构。利用造纸废液作为水煤浆添加剂,对12种从石煤到无烟煤的煤种进行实验室干法制浆,云石石煤制备的黑液水煤浆最大成浆浓度高达72.4%,东北平朔煤的黑液水煤浆最大成浆浓度为71.1%,东北平朔黑液水煤浆静置存放5个月后仍无硬沉淀。因此,利用黑液制备水煤浆是资源化利用、规模化处理造纸黑液的有效方法。 本文在这些实验的基础上,分析了水煤浆添加剂的基本性质,探索其在水煤浆分散过程的作用以及稳定机理,为开发高效、经济、实用的新型水煤浆添加剂奠定了理论基础,有助于水煤浆技术的进一步推广。


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