费托合成废催化剂蜡渣掺混对工业水煤浆成浆特性的影响

将蜡渣以不同比例掺入工业水煤浆中制备环保型水煤浆,可实现费托合成废催化剂蜡渣资源化、无害化处理。利用旋转流变仪测定浆体的最大成浆浓度、流变性等,借助Zeta电位仪定量分析添加蜡渣对于水煤浆稳定性的影响,使用FTIR表征煤、蜡渣颗粒表面的官能团,利用SEM和接触角测量仪对煤和蜡渣表面形貌和接触角进行分析,通过绘制蜡渣水煤浆的稳定分散图,探究蜡渣的掺混对成浆特性的影响机制。结果表明:随着蜡渣添加量的增加,浆体表观黏度增大,最大成浆浓度降低,水煤浆和蜡渣水煤浆都表现出剪切变稀的假塑性特征;加入蜡渣后,浆体的Zeta电位有所增大,蜡渣水煤浆的析水率与相同浓度的工业水煤浆的析水率相比区别不大;通过红外光谱仪及接触角分析仪分析可知,蜡渣表面活性差,疏水性强,进入水煤浆后,水会在蜡渣颗粒表面聚结,造成浆体中自由水损失,从而造成黏度增加,最大成浆浓度降低;同时由于煤表面形成了水化膜,其表面亲水,蜡渣表面疏水,在体系中二者不会发生团聚,所以蜡渣的加入对浆体的稳定性起到了一定的积极作用。

F-T固废黏附特性调控及成浆特性研究

F-T固废由含油铁基废催化剂和稳定渣蜡组成,含有55%~65%的蜡质组份,属于危废。文中通过将F-T固废与水煤浆气化装置煤粉进行共混复配,研究了F-T固废黏附特性调控,添加F-T固废的水煤浆表观黏度、静态稳定性等成浆性能,为在气化装置上掺烧F-T固废,实现资源化利用提供了可靠的实验数据。结果表明:添加烷基酚聚氧乙烯醚或十二烷基苯磺酸钠,可以有效改善F-T固废的黏附特性;相同成浆浓度下,含有F-T固废的水煤浆表观黏度随固废含量增加而增大;当添加10%F-T固废,水煤浆最大成浆浓度由62.2%下降到了60.7%。

掺混城市污泥对神木煤成浆特性的影响

将城市污泥以不同质量比掺入神木煤制备污泥煤浆,利用安东帕C-LTD80/QC型旋转流变仪考察了污泥掺混质量比(α)对污泥煤浆的最大成浆浓度、流变性、触变性和稳定性等成浆特性的影响。借助FTIR和SEM表征煤、污泥及水煤浆,探讨掺混城市污泥影响神木煤成浆性能机制。结果表明:水煤浆及污泥煤浆流变特性均符合幂定律模型τ=Kγn,随着α的增大,污泥煤浆表观黏度增大,最大成浆浓度降低,浆体流变性指数n减小,剪切稀化特性明显,浆体更加趋向于假塑性流体;同时,α的增大也会使得浆体触变环面积增大,进一步导致浆体触变性增强;此外,加入污泥制备的污泥煤浆,浆体产生沉淀时间明显延长,其析水率与相同成浆浓度下的水煤浆的析水率相比明显降低,说明适当的污泥掺混量有利于改善浆体的稳定性。通过FTIR及SEM分析可知,污泥填充了煤粉颗粒之间的空隙,在浆体内部形成较强的空间结构,这种作用是导致掺混污泥后浆体的表观黏度增大、最大成浆浓度降低、稳定性提高的主要原因。在尽可能提高污泥掺混比例的条件下,当α为0.12,污泥煤浆的最大成浆浓度为60.42%时,浆体的成浆性能良好,满足工业要求。

热解温度对褐煤半焦成浆特性影响的实验研究

采用低温热解法(450～650℃)对褐煤进行改性处理,研究热解终温对褐煤半焦成浆特性的影响,并从煤质特性和微观孔隙结构的角度对成浆性改变的原因进行了分析,选用Herschel-Bulkley模型对浆体流变特性进行拟合分析,直观地显示了水煤浆流变特性随浆体浓度和热解终温的变化情况。实验结果表明:低温热解有效地提高了褐煤的成浆性能,褐煤水煤浆的最大成浆浓度由改性前的44.31%,最大可升至66.78%,热解终温越高,定黏浓度越大。在表观黏度相近的情况下,热解终温越高,半焦水煤浆的稳定性越好。低温热解能有效脱除褐煤中的水分,促进含氧基团的分解,提高煤阶。热解后,煤的孔隙结构发生变化,热解终温升高,孔比表面积和孔容积减小。

水煤浆掺混湿污泥对浆体成浆特性的影响

将城市湿污泥以不同的比例与煤粉掺混制备污泥水煤浆,研究污泥掺混量、添加剂、温度以及剪切速率对污泥水煤浆成浆特性的影响。结果表明:污泥掺混量增加时,污泥水煤浆的最大成浆浓度下降;3种添加剂对普通水煤浆的分散作用相当,对于污泥水煤浆,低污泥掺混量时,石油磺酸盐的分散作用较强,较高污泥掺混量时,亚甲基萘磺钠-苯乙烯磺酸钠-马来酸钠分散剂和甲基萘磺酸盐甲醛缩合物的分散作用略强;浆体温度为20<T<50℃时,表观黏度与温度近似呈线性下降;污泥水煤浆呈假塑性流变特征,污泥掺混量越大、浆体浓度越大,浆体的假塑性特征越明显。

低挥发分煤的成浆特性和水煤浆流变特性

为了研究低挥发份煤的制备水煤浆的性能,利用黏度计对水煤浆的温度、表观黏度、剪切应力以及剪切速率等参数进行测量和计算,分析加入5种不同添加剂后低挥发分煤水煤浆的成浆特性、最大成浆质量分数、温升特性、流变特性等性能,发现水煤浆的黏度随着质量分数的增加而升高;在黏度为1 000mPa.s时,加入不同添加剂的低挥发分水煤浆的最大成浆质量分数均在70%左右;加入不同添加剂对水煤浆的温升性能有不同影响,水煤浆的黏度随着温度的升高而逐渐降低,但是当水煤浆质量分数较高时,高温可能导致部分添加剂失效;随着剪切速率的增加,水煤浆的黏度逐渐降低,为假塑性流体.结果表明低挥发份煤具有很好的性能用于制备高浓度水煤浆.

全温度段裂解提质对锡盟褐煤成浆特性的影响

通过对锡盟褐煤进行涵盖高、中、低完整温度段的裂解提质,研究了裂解过程对煤质特性、成浆浓度、浆体流变特性以及稳定性的影响。对锡盟褐煤在隔绝空气条件下裂解,测量不同浓度浆体的黏度,并对剪切速率和表观黏度进行拟合得到不同浆体不同浓度的流变特性曲线,根据国标规定方法测量浆体的实际浓度以及浆体稳定性。并从裂解过程中样品表面官能团和孔隙结构变化角度分析裂解对锡盟原煤及半焦成浆特性的作用机理。实验结果表明,裂解过程可以减少样品中的含氧官能团,降低其亲水性,有利于成浆浓度的提高,成浆浓度随裂解温度的升高呈现先增大后减小的变化趋势,但是裂解对浆体的稳定性有负面影响。随裂解温度的提高,含氧官能团的分解导致半焦的孔隙结构发生显著变化,平均孔径先减小后增大,比表面积和孔容积呈先增大后减小趋势。

污泥焦浆的表面特性及对成浆特性的影响

采用阴离子表面活性剂亚甲基萘磺酸钠–苯乙烯磺酸钠–马来酸钠作为分散剂,分别对城市污泥改性前后与石油焦的共成浆特性进行了实验研究,考察了污泥焦浆表面特性与成浆特性的内在关系。结果表明:随着污泥添加比例的增加,浆体表面张力变大,成浆浓度降低,同时浆体Zeta电位呈负向上升趋势,颗粒表面荷电量增大,浆体稳定性提高;污泥的加入使水焦浆由胀流性流体转变为假塑性流体,且污泥添加比例越大,假塑性特征越强;使用NaOH或CaO将污泥改性后,浆体表面张力和Zeta电位均有所降低,成浆浓度提高,稳定性下降,假塑性特征变弱,且CaO的改性效果较NaOH明显;浆体的假塑性与成浆性负相关,与稳定性正相关。

麦秸秆制备水煤浆的成浆特性研究

为了大规模、高效利用农作物废弃物秸秆,采用低温炭化麦秸秆的方法,将麦秸秆掺混至成浆性良好的贫瘦煤中进行麦秸秆水煤浆的制备,研究了麦秸秆的添加量、炭化温度对水煤浆成浆性能的影响,并对其燃烧热量与灰熔融性变化进行了研究。结果表明:麦秸秆的添加量越大,水煤浆的成浆性、流动性越差,但浆体稳定性提高,添加比例为11.67%时,成浆浓度可降低约28.25%;随着炭化温度的升高,浆体的成浆特性逐渐提高;炭化后麦秸秆的片层状结构断裂,比表面积增加,表面含氧官能团减少,增加了分散剂有效作用位点,提高了麦秸秆水煤浆的成浆性能;加入麦秸秆后水煤浆的熔融温度降低,燃烧特性温度降低,燃烧活性增加。

新疆地区低阶煤污水制浆及成浆特性

采用4种水样(含采油污水)对新疆地区3种低阶煤展开成浆特性、浆体流变特性及稳定性实验研究.结果表明:乌苏红山煤、乌苏四棵树煤和徐矿4煤的成浆质量分数分别可达66.5%,61.0%和53.4%.在污水制浆中,以含油量较高的重力除油入口水较合适,可促进成浆,相比重力除油出口水制浆,乌苏红山煤和乌苏四棵树煤浆体表观黏度分别可降低30.3%和66.8%,徐矿4煤成浆质量分数提升1.1%;重力除油入口水还可提高浆体热值,简化污水处理.3种煤浆稳定性差异较大,其中乌苏四棵树煤浆稳定性最好;影响浆体稳定性的主要是煤质和添加剂,水样对煤浆稳定性的影响较小.

煤焦油石油焦浆成浆特性实验研究

通过研究煤焦油石油焦浆的成浆特性、流变性以及稳定性,考虑了浆体温度和添加剂对油焦浆成浆特性的影响。随浆体温度的升高,油焦浆的黏度逐渐下降。往浆体中加入了十二烷基苯磺酸钠或op乳化剂后,浆体的黏度随温度的升高下降更加迅速。当石油焦浓度小于30%时,浆体呈现出剪切变稠的胀塑性流体特性;随浓度的增大,当浓度大于40%的情况下,浆体呈现出剪切变稀的假塑性流体特性。油焦浆的稳定性较差,通过加入十二烷基苯磺酸钠或op乳化剂,可以使浆体在静置3 d和7 d后仍保持较好的流动性和稳定性,但随浆体浓度的增大,稳定性能会降低,特别是当石油焦浓度超过50%后,浆体将无法稳定保存3 d以上。

碱性造纸黑液成浆特性研究

采用碱性造纸废液代替添加剂和水制备黑液煤浆,研究了黑液煤浆的成浆特性,分析了黑液煤浆的稳定性、温变特性、煤浆流变性随时间的变化规律、剪切对流变性的影响,测定了黑液煤浆的冰点,为确定合理的黑液煤浆制备和燃用工艺提供了理论依据。

印度尼西亚褐煤成浆特性研究

为提高印度尼西亚褐煤的成浆浓度,采用分级研磨工艺,通过优选分散剂、三峰级配方法进行试验研究。研究结果表明:印度尼西亚褐煤属于很难成浆的煤种,粗煤粉单独制浆的最大成浆浓度为42.88%;优选脂肪族分散剂并将粗、细、超细煤粉按照85∶15∶10的比例进行三峰级配后,最高成浆浓度可提升至46.32%,有效地改善了印度尼西亚褐煤的成浆性,浆体的流动性和稳定性良好。

兖州煤成浆特性分析

以兖日水煤浆石臼中试厂加工的高浓度水煤浆为例 ,分析了兖州煤的成浆特性 ,研究了煤浆浓度与表观粘度的关系、水煤浆的流变性、稳定性情况及分散剂、煤种。

玉米秸秆水热炭化预处理制备水煤浆及其成浆特性

针对我国玉米秸秆产量高、利用率低的现状,探究玉米秸秆水热炭化(Hydrothermal Carbonization,HTC)预处理特性,并分析其水热炭(Hydrothermal Carbon,HC)与煤混合成浆机制。水热炭化操作温度为180、200、220、240℃,终温停留时间为60 min。结果表明:水热炭化过程以脱水和脱羰基为主,水热炭收率和能量产率随温度升高而降低,其表面形成微球颗粒,孔隙增大。选择温度为220℃水热炭(HTC-220)与神华煤混合制浆,探究第二液体煤油的修饰方式和用量(0.5%~1%)以及空气相对湿度(40%、50%、60%)对生物质水煤浆成浆性能的影响。结果表明:第二液体煤油修饰水热炭成浆的表观黏度最低,流动性最好。煤油用量为0.8%时,浆体表观黏度最低,为979.5 mPa·s,达到最佳流动状态。生物质水煤浆的表观黏度随着空气相对湿度增加而下降,这是由于空气中水分子在水热炭颗粒表面形成封孔效应,浆体自由水含量增加,成浆性能提高。

预处理对鲁霍褐煤的成浆及气化特性的影响

针对褐煤原煤成浆特性较差,难以直接应用于水煤浆气化的问题,通过对水洗或酸洗后的鲁霍褐煤煤样进行热处理以达到改善其成浆特性的目的,并利用BET、工业分析、元素分析对预处理前后的褐煤性质进行表征。用预处理后的褐煤湿磨制浆,考查其成浆性,结果表明:预处理使得煤样的孔隙结构遭到破坏,比表面积减小,平均孔径增大,其成浆浓度和流动性均得以改善,酸洗后进行热处理的鲁霍褐煤成浆浓度可达到60%。用TherMax500热重分析仪对预处理后的鲁霍褐煤进行常压气化热重分析,研究了不同预处理方法对气化的影响,结果表明:水洗后热处理对煤样的气化反应活性影响不大,而酸洗后热处理会大大降低煤样的气化反应活性。

高炉瓦斯泥参与水煤浆制备及其成浆特性

将马鞍山钢铁股份公司高炉瓦斯泥配入东凯肥煤中制备水煤浆,分析了瓦斯泥和煤样的物理化学特性,采用回归方法研究了瓦斯泥与水煤浆表观粘度、定粘浓度(室温25℃、表观粘度定为1200mPas时水煤浆的浓度)及发热量的关系.结果表明,加入高炉瓦斯泥能明显改善水煤浆的流变性,降低其表观粘度,但稳定性和发热量均有所降低.主要原因是高炉瓦斯泥的主要组分改变了水煤浆溶液的酸碱度导致其成浆性发生改变,瓦斯泥中矿物表面带电及矿物含量也是影响成浆性的重要因素.添加24%瓦斯泥能制备较理想的水煤浆.

石油焦的成浆性及水焦浆的流变性和稳定性

对某石油焦在加入不同添加剂后的成浆特性以及水焦浆的温升特性、流变特性和稳定性进行了实验研究。加入不同添加剂后各浆样的定黏浓度均在70%左右,石油焦成浆性良好;水焦浆的表观黏度随温度的升高而降低,随浓度的升高而增大;水焦浆的流变特性和稳定性在不同的添加剂下呈现出较大的差别,当使用亚甲基萘磺酸钠-苯乙烯磺酸钠-马来酸钠(NSM)和亚甲基萘磺酸盐甲醛缩合物(NC)添加剂时,水焦浆呈胀流性,且稳定性差。当使用木质素磺酸盐(LS)和石油磺酸盐(PS)时,水焦浆在较高浓度下呈假塑性,且稳定性较好。浆体浓度越大,稳定性越好。

褐煤提质改性对水煤浆特性的影响

根据影响水煤浆特性的因素及褐煤提质改性后的煤质特性,选取内蒙古宝日希勒褐煤和相应提质改性后煤样作为研究对象,应用激光粒度测试仪定量分析了煤样的粒度分布,采用扫描电镜(SEM)定性分析了煤样颗粒形态的变化,结合煤样的制浆结果,研究了褐煤提质改性后对粒度分布的影响,分析了堆积效率与颗粒球形度的关系以及堆积效率对提质褐煤成浆性的影响。结果表明:褐煤经提质改性后,堆积效率由65.52%提高到67.88%,水煤浆浆体质量分数相应提高了9.22%,且水煤浆的流变性和稳定性均得到明显改善。

微波辐照对锡盟褐煤成浆性能的影响

对微波辐照锡盟褐煤提高其成浆特性进行了研究,考虑了不同辐照时间和微波功率的影响,从煤质特性、粒度分布、表面形貌和微观孔隙结构对改性前后褐煤进行分析。结果表明:随着辐照时间的延长和微波功率的增加,煤样的最终温度增加;煤样的含水量不断下降,由原煤的17.13%降至900 W/6 min时的1.07%,使得褐煤固水能力显著减弱;煤粉颗粒表面逐渐变得平整和规则化,煤粉粒度容易形成双峰分布;煤粉颗粒的BET比表面积有不同程度的减小,平均孔直径和孔容积有不同程度的增加。经过微波处理后,褐煤的成浆性能得到较大改善,定黏浓度可从原煤的50.13%提高到900 W/6 min时的54.68%;脱水单位能耗先减小后增加,最低脱水单位能耗为800 W/3 min时的1.82 k W·h/(kg moisture);而浆体浓度提升1%单位能耗则不断增加,最低单位能耗为800 W/1 min时的0.023 k W·h/(kg coal)。