针对适用于低阶煤种的高效水煤浆添加剂的研究

水煤浆工业生产中煤质特性是影响制浆指标的重要因素,煤化程度低的低阶煤种,其全水、内水含量较高、含氧官能团较多,不易制得高浓度水煤浆,且低阶煤种制备的水煤浆质量波动大不易控制,添加率大煤浆成本高。为此,结合当前分散剂市场,通过实验室系统研究,开发出适用于低阶煤煤种的二元、三元复配添加剂产品。通过对鲁南化工现气化用低阶煤煤种的成浆性评价,新开发的复合型水煤浆添加剂能较好地解决低阶煤制浆存在的问题,且能有效降低制浆成本。

提高内蒙古低阶煤气化水煤浆浓度的实验研究

低阶煤的内水高、含氧官能团多、可磨性差等特点导致其成浆浓度低,不利于后续以低阶煤水煤浆为原料的气化。为了解决上述问题,以内蒙古1号,2号煤样为研究对象,对比了采用普通制浆工艺与分级研磨制浆工艺制备的水煤浆的各种性能。结果表明:分级研磨制浆工艺不仅显著提高了2种煤浆-0.075 mm粒级含量。且当固定浆体表观黏度为1200 mPa.s、粗粉与细粉质量比为70∶30时,2种煤样所制水煤浆的最高成浆浓度分别为61.39%和58.52%,比普通制浆工艺所制水煤浆的最高成浆浓度分别提高了3.92%和3.94%,成浆浓度的显著提高有利于后续的水煤浆气化。

分散剂对补连塔低阶煤水煤浆成浆性影响

分散剂是影响水煤浆成浆性的关键因素。为了提高补连塔低阶煤水煤浆成浆性,采用不同种类分散剂、分散剂用量、分散剂复配成浆实验,研究分散剂对补连塔低阶煤水煤浆的成浆性影响。

低阶煤浮选降灰及提高水煤浆浓度技术研究

为了处理大量堆积的低阶煤煤泥,对榆林低阶煤煤泥进行直接浮选,再用其浮选精煤去改善榆林水煤浆级配,来提高当地水煤浆浓度。通过使用80%KD-4和20%助剂N作为捕收剂,仲辛醇为起泡剂,成功选出灰分在9.45%、产率为49.4%的合格低灰精煤。成功把榆林当地水煤浆浓度由原来的60.5%提升到65.31%,实现了资源最大化利用。

低阶煤水煤浆制备技术与工艺研究现状及前景

针对中国储量丰富的低阶煤难以制备高浓度水煤浆的问题,介绍了国内先进的低阶煤制浆技术。制备高品质低阶煤水煤浆,应结合煤质特性,选择适宜的磨矿技术、提质改性工艺、配煤技术或添加剂,制备符合工业化应用的高性能低阶煤水煤浆。同时指出,低阶煤制备水煤浆技术是适合中国国情的洁净煤技术,是目前国内对低阶煤合理利用的一条新途径,低阶煤水煤浆的研究和发展为解决中国环境污染问题和能源合理利用问题提供了广阔的前景。针对目前中国低阶煤水煤浆的发展状况,对中国低阶煤制备水煤浆技术发展前景进行了展望。

糠醛渣基水煤浆添加剂对低阶煤成浆性能的影响与作用机制

将糠醛渣经苯酚液化和硫酸磺化改性,制备了糠醛渣基水煤浆添加剂(FRS);探讨了FRS的磺化条件对低阶煤种成浆性能的影响;系统比较了FRS与3种市售添加剂(NDF、ASDF、ZM-19)的表面官能团、磺化度、相对分子质量、Zeta电位、与煤表面的接触角等特性;分析了添加剂对水煤浆的表观黏度、流动性、稳定性方面的影响;提出了FRS与煤粒表面的作用机制。结果表明:糠醛渣的最佳磺化工艺条件为糠醛渣液化物4.0 g、浓硫酸4.0 mL、磺化温度100℃、磺化时间1.5 h;4种添加剂均含有亲水性的官能团(-OH和-SO3H)及疏水性的芳环,其Zeta电位绝对值与磺化度的变化趋势一致;FRS与煤表面的接触角最小,润湿性最好。在难成浆煤种的制浆质量分数58%、添加剂占煤粉质量0.2%时,FRS对水煤浆的稳定性最好,原因在于FRS使煤粒表面以水化膜彼此分开,提高了水煤浆的稳定性。

分级研磨低阶煤高浓度水煤浆制备技术与应用

为了提高低阶煤气化水煤浆浓度和气化炉效率,降低合成气煤耗和氧耗,增加气化炉烧嘴使用寿命,针对低阶煤煤质特点,开发了分级研磨低阶煤高浓度水煤浆制备技术和装备,通过优化煤浆堆积效率来提高水煤浆浓度和质量。实践证明,该工艺技术与传统单磨机制浆工艺相比,煤浆浓度可提高3%～5%,磨机产量提高30%以上。

非离子型分散剂对低阶煤制备水煤浆的影响

为了改善低阶煤制水煤浆品质差的现状,实现低阶煤的高效清洁利用,采用非离子型表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO-40)作为分散剂制备低阶煤水煤浆,并进行水煤浆成浆性能及成浆机理研究。神东煤(SDC)低阶煤水煤浆试验表明,水煤浆表观黏度η100随NPEO-40用量的增加而降低,当NPEO-40用量增加到1.0%,η100基本保持不变。添加剂用量为1%、水煤浆浓度为60%~68%时,浆体呈剪切变稀的假塑性流体,最大成浆浓度C1000=67.5%;水煤浆浓度为60%~68%时,浆体稳定性随浓度的升高而降低。等温吸附研究表明,NPEO-40在低阶煤表面的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,且吉布斯自由能ΔGa0ds=-29.27 kJ/mol,说明反应自发进行。浸润试验表明,1.0%的NPEO-40适于SDC在溶液中的浸润。对吸附前后的煤进行XPS C1s窄程扫描,C—C/C—H官能团含量由78.79%下降到70.12%。含氧官能团C—O,C■O和O■C—O总含量由21.21%增加至29.88%,说明吸附NPEO-40后,其疏水官能团与煤表面的C—C/C—H官能团结合,使含氧官能团暴露在外侧,从而使煤表面C—C/C—H官能团含量减少,含氧官能团比例增大,亲水性增强,利于形成水化膜,通过水化膜将煤粉颗粒彼此分开,进而减少了煤粉颗粒间的流动阻力,从而对水煤浆起到降黏效果。

低阶煤制取高浓度水煤浆技术开发成功

低阶煤是成煤时间最短、煤化作用程度最低的煤，因难以制取高浓度水煤浆而限制了其在化工生产中的应用。此前，国内外以低阶煤为原料制取水煤浆的最高浓度只能达到59％（质量分数）。

微细干粉级配制取低阶煤和褐煤高浓度水煤浆技术

开发了微细干粉级配制备低阶煤高浓度水煤浆技术,根据原料特点,通过多台粉碎机干法粉碎煤炭,实现粉煤微细化,并按照水煤浆最佳级配要求生产成不同细度和产率的水煤浆干粉。在年产75万吨水煤浆干粉的工业装置上,对难成浆的低阶煤和褐煤,采用该技术可制取水煤浆浓度高于68%(低阶煤)和63%(褐煤)的合格煤浆。与常规湿法制浆工艺相比,干法制备水煤浆工艺能耗降低5千瓦时/吨浆,添加剂用量可减少一半,相关成本下降8元/吨浆左右。具有明显的经济和社会效益,并必将极大程度上推动低阶煤和褐煤的洁净转化和利用。

低阶煤气化水煤浆添加剂的评价研究

在低阶煤燃料水煤浆专用添加剂技术的基础上,根据气化用水煤浆的特点与要求,通过调整主体添加剂的分子结构和复配物组分,研制出了性价比高的低阶煤气化用水煤浆专用添加剂,并进行了成浆性试验研究。

低阶煤热力改质制水煤浆技术研究现状及展望

由于储量丰富的低阶煤制取水煤浆效果较差的问题,介绍了国内通过热力改质低阶煤制取水煤浆研究现状。通过脱水干燥和低温干馏处理低阶煤,制得适合工业应用的高品质低阶煤水煤浆。同时,水煤浆技术作为国内洁净煤技术之一,是合理应用低阶煤的途径,并且较好的缓解由于低阶煤燃烧所带来的较大的环境污染压力。针对目前低阶煤热力改质制取水煤浆的研究和发展现状,对低阶煤热力改质制取水煤浆前景进行展望。

低阶煤制备高浓度水煤浆技术现状及发展趋势

为提高低阶煤制备水煤浆浓度,实现低阶煤的高效合理利用,介绍了低阶煤制备高浓度水煤浆技术研究进展,对水煤浆制备工艺从单磨机制备工艺到分级研磨连续级配制浆工艺及间断粒度级配制浆工艺的研发历程、工艺特点、提浓效果、应用现状等进行分析,最后论述了水煤浆制备及应用存在问题及未来发展方向。与常规单磨机制浆工艺相比,分级研磨制浆工艺的水煤浆浓度提高3%左右,而间断级配制浆工艺的水煤浆浓度提高6%～8%,因此,间断级配制浆工艺是低阶煤制备高浓度水煤浆的首选技术。未来水煤浆制备工艺应进一步创新、拓展制浆原料,如低阶煤和低挥发分煤、工业废水、污泥、工业残渣等作为制浆原料;推动水煤浆燃烧应用向工业园区和热电联产方向发展,实现煤炭高效、节能、环保利用。

高浓度低阶煤水煤浆添加剂的筛选及应用

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。

低阶煤煤泥和浮选精煤制备水煤浆的影响机制研究

以低阶煤煤泥(LS)和浮选精煤煤泥(LF)为原料,通过成浆性实验并结合两种煤泥煤样的粒度分布、表面特性、灰分特征、润湿特性及对分散剂吸附性的测试结果,对LS和LF制备水煤浆的影响机制进行研究。结果表明:分别使用LS和LF作为原料制备水煤浆,当分散剂添加量(干基分散剂与干基原料的质量比)从0%增加至0.7%时,LS的最高成浆浓度(干基煤粉与煤浆的质量比)从58%提高至59%;LF的最高成浆浓度从51%提高至57%;LF与LS相比,灰分质量分数从37.05%降低至13.62%,有机组成无变化,无机矿物中石英含量降低显著,粒度分布范围较窄,对分散剂的饱和吸附量降低;LS和LF煤样中颗粒的径距分别为2.22和1.51,LF中颗粒的堆积效率较低,粒度分布是造成LS和LF成浆性差异显著的主要因素,LF的颗粒较细且尺寸较为接近,煤样颗粒表面的静电力使LF颗粒容易团聚在一起,分散剂作用于粒度较细且粒径相近的LF时,主要用于抵抗分子间的作用力,从而造成LF分散剂消耗量大,采用LF制备水煤浆,需充分考虑粒度分布的影响,选用分散性能较优的水煤浆分散剂。

低阶煤在水煤浆领域的研究利用

低阶煤的开发利用是煤化工行业比较棘手的问题,将低阶煤应用于水煤浆领域解决了其资源化利用问题。从原煤改性、配煤、添加剂、制备工艺四个方面简要总结了低阶煤制备较高浓度水煤浆的研究现状,并提出深入技术革新,开拓工业应用是未来发展的重中之重。

分散剂β-萘磺酸盐甲醛缩聚物对低阶煤制水煤浆成浆性的研究

低阶煤制备水煤浆成浆性能受到多方面因素影响,其中煤自身结构性质、自由水和电荷作用三者影响较大。分析了神木煤、哈密煤、榆林煤的微观结构,测试了分散剂β-萘磺酸盐甲醛缩聚物在3种煤上的吸附规律、分散剂不同掺量下煤中束缚水释放为自由水的量,研究了分散剂吸附量与束缚水释放量及水煤浆成浆性能之间的关系。结果表明:分散剂在低阶煤上的吸附量与比表面积不呈正相关;随着分散剂吸附量提高,变质程度偏高的煤质中自由水释放量快速下降,孔隙结构较多的煤质中则可能抑制自由水释放;低浓度分散剂吸附时,由电荷斥力和释放自由水同时作用提高成浆性能,高浓度分散剂吸附时,主要依靠电荷斥力提高成浆性能,自由水起次要作用;低阶煤制备水煤浆在表观黏度为500 mPa·s~1000 mPa·s内均符合Bingham流体特征。

低阶煤制备高浓度气化水煤浆新技术

针对国内气化水煤浆浓度偏低带来的气化效率低、能耗（煤耗、氧耗）偏高、生产成本增加等系列问题，结合传统制浆工艺和制浆原料性质，自主研发的低阶煤制备高质量水煤浆专利工艺技术可提高3％～5％的煤浆浓度。经实践生产证明，该工艺技术不但技术上可行，而且效益可观。

低阶煤热解半焦制备水煤浆过程的六西格玛研究

采用气体热载体法处理新疆准东低阶煤制得半焦,利用六西格玛实验设计方法研究了低阶煤半焦成浆性能。通过测量系统误差分析确保实验中得到准确的实验结果,六西格玛实验设计减少了实验次数,缩短了实验周期,还提高了实验精度,JMP软件分析结果表明实验数据准确性高,误差小,完全达到六西格玛项目要求。结果表明低阶煤热解后的半焦具有良好的成浆性能,成浆浓度高于原煤。半焦水煤浆在同样浓度下的粘度远低于原煤水煤浆,热解温度越高、热解时间越长半焦的成浆性能越好。实验中原煤在640℃下结果热解25min制得的半焦成浆性能最佳,浓度为63.37%时其粘度仅为321.39MPa·s,而原煤在320MPa·s粘度下成浆浓度仅为50.03%。六西格玛分析结果表明影响低阶煤半焦成浆性能的主要因素是热解温度。

低阶煤高温高压水热处理改性及其成浆特性

The coal water slurry(CWS) prepared from low rank coals(LRC),such as lignite or subbituminous coals always has a higher viscosity and poor fluidity while the solid concentration is smaller than high rank coal water slurry.The reason is there are larger inherent moisture and oxygen composition in LRC.Under high temperature and high pressure conditions,LRC was upgraded in hot water in a short time period of an hour.The heating value of LRC was also increased in such a process,and the physical and chemical characteristics of LRC changed meanwhile to improve its slurry ability which meant a higher solid concentration with a lower viscosity.The results showed that after hot water treatments,the maximum solid concentration of Xiaolongtan CWS increased from 44.6% to 64.55%,while that of MIP CWS increased from 39.71% to 64.61%.The improvement of LRC slurry ability depended much on the final temperature of hot water treatments.The mechanism was explained by the chemical analysis of oxygen-containing groups and the measurement of contact angle between coal surface and water.