木质素与萘系分散剂混合制备水煤浆可行性研究

摘 要：文章对胜利石油管理局热电联供中心热力水煤浆厂为降低水煤浆成本，由原单一萘系药剂改用添加木质素的实验过程及结果进行分析。

关键词：浆厂；药剂；制浆；经济分析

中图分类号：O647.31 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）09-0032-02

胜利石油管理局热电联供中心热力水煤浆厂是目前国内最大的水煤浆厂之一，年设计生产水煤浆50万t。该厂于2001年11月18日投产，到2012年底胜利油田燃浆采暖锅炉已用浆48万t。热力水煤浆厂制浆用分散剂从设计到生产一直是用萘系药剂，萘系药剂每吨干基7 500元，木质素每吨干基2 000元，为了降低水煤浆的生产成本，对萘系药剂和木质素按一定比例混合能否制取性能良好的水煤浆，经过了不断的分析和多次的实验，终于取得了良好的效果，主要实验过程如下：

1 实验过程

1.1 煤样制备

在本次实验中，所采取的煤样主要是兖矿集团兴隆庄煤矿洗精煤，实验的地点主要是在实验室内运用实验室球磨机制得粗、细粉来进行的。本次实验的煤质工业分析见表1。

1.2 分散剂的准备

使用萘系列分散剂，浓度为20%，木质素为干基粉末。

1.3 实验方法

①称取样本，按设定的水煤浆浓度65%，浆样220 g计算所需煤样量，粗细粉比例1∶1。

②按220 g浆样和浓度计算用水量。

③按220 g浆样的浓度，根据分散剂混合比例、添加量计算分散剂用量。

④把称量后的煤样、水样、分散剂按顺序倒入烧杯，用电动搅拌器以1 200 r/min，把水煤浆搅拌10 min。

⑤搅拌后的水煤浆静置10 min后，测量水煤浆的粘度。

⑥水煤浆进行搅拌后，使用实验室的快速水分仪进行浓度测定。

⑦将实验样本水煤浆倒入试管中并密封。

⑧3 d后测定水煤浆的析水率。

1.4 主要实验指标

①粘度。用哈克550粘度计测定，单位为MPa·s（100S-1）。

②浓度。用M150赛多利斯快速水分仪测定。

③析水率。析水率=（析水高度÷水煤浆原始高度）×%。

④目测流动性，级别说明。

A级，稀流体，流动连续，平滑不间断。

B级，稠流体，流动较连续，流体表面不光滑。

C级，借助外力才能较好地流动。

D泥状不成浆，不能流动。

2 实验的结果与分析

2.1 混合药剂对水煤浆性能的研究

分别取萘系药剂∶木质素=5∶5、萘系药剂：木质素=6∶4、萘系药剂∶木质素=7∶3，按实验方法制备水煤浆，试验结果如表2所示。

从表2中可以看出，木质素单独添加不成浆，混合比例为5∶5和6∶4成浆性不好，析水率大，药剂添加量高；混合比例为7∶3成浆性好，析水率小，药剂添加量5 g·kg-1；完全能满足生产的需要。

2.2 水煤浆的流变性、抗搅拌性及温度的实验

取萘系∶木质素=7∶3，药剂添加量为5 g·kg-1的浆样做水煤浆性能试验，黏度与剪切速率的关系如图1所示。

从图1中看出，水煤浆随着剪切的速率的增大粘度减少，也就是说水煤浆的流动性为假塑性体。

水煤浆的抗搅拌性如图2所示，可以看出，水煤浆抗搅拌性也非常好，粘度在20 min内没有产生突变。

水煤浆与温度的关系如图3所示，可以看出，水煤浆的粘度均随温度的升高而下降，说明利于雾化，有助于燃烧。

3 结 论

根据实验结果表明，萘系药剂添加木质素制备水煤浆是可行的，在生产中是可以满足实际需要的。同时，还具有具备剪切粘度下降的特性，这种特性使得水煤浆随着温度的升高，粘度下降，在燃烧的时候雾化效果会更好。热力水煤浆厂按照年现在每年生产6万t水煤浆测算，每年用药剂240 t，不混合木质素需180万元，按添加三份计算需萘系药剂108 t和木质素72 t，可节约39.6万元，降低了水煤浆的生产成本，是一项极具推广的成果，也为热力水煤浆厂的经营管理再上新台阶打下了基础。

参考文献：

[1] 周明松，邱学青，王卫星.水煤浆分散剂的研究进展[J].化工进展，2004，（8）.

[2] 于广锁，龚欣，刘海峰，等.多喷嘴对置式水煤浆气化技术[J].现代化工，2004，（10）.