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水煤浆技术(2)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/7/20 13:58:33   

 关键词:  水煤浆 分散剂

(3)借助于添加剂调节煤浆的酸碱度、消除浆体中的气泡和有害成分等不利因素。

制浆时所用添加剂,按其功能不同,有分散剂、稳定剂、及其他一些辅助化学药剂,如消泡剂、PH调整剂、防霉剂、表面改性剂及促进剂等多种。在这些添加剂中,不可缺少的是分散剂与稳定剂。

分散剂的作用机理

分散剂是一种可促进分散相(如水煤浆中的煤粒)在分散介质(如水煤浆中的水)中均匀分散的化学药剂。 在水煤浆制备中分散剂的主要作用是降粘。分散剂的作用机理可从三个方面即润湿分散作用、静电斥力分散作用和空间位阻力与熵斥力分散作用得到解释。

(1)润湿分散作用 润湿是指固体表面上的气体被液体取代的过程,在讨论水煤浆问题时,润湿是指煤炭表面为水所润湿。

(2)静电斥力分散作用 当颗粒相互接触时,如果没有其他力量的阻挡,聚结是不可避免的。微小粒子的热运动为颗粒间相互碰撞、接触创造了机会。

(3)空间位阻与熵斥力分散作用 所谓空间位阻分散作用,是指使煤粒表面吸附一层物质如添加剂、分子等,这样就在颗粒间增加了一层障碍,当颗粒相互接近时,可机械地阻挡聚结。制浆用分散剂都是一些表面活性剂,一端是由碳氢化合物构成的非极性的亲油基,另一端是亲水的极性基。非极性基疏水端易与煤炭表面结合,吸附在煤粒上,将另一端亲水基朝水。使煤粒的疏水表面转化为亲水表面,形成一层水化膜。使颗粒之间形成一种空间位阻。

1、分散剂

分散剂是最重要的化学添加剂,它一般是具有亲水基的物质,其作用主要是靠煤非极性表面天然疏水作用对分散剂疏水部分的吸附,使其亲水基朝外,以大大提高煤粒表面的润湿性,增厚稳定的水化膜,这种吸附作用也同时导致煤表面电性变化。但是,某种分散剂对某种煤制浆性能的好与坏,主要取决于煤表面对分散剂吸附能力以及这种分散剂亲水基的强弱。

分散剂属表面活性剂,大致可分离子型 ( 阳离子型、阴离子型 ) 和非离子型两大类。用于水煤浆的分散剂主要是阴离子和非离子型。阴离子型分散剂主要包括磺酸盐、羧酸盐及少量磷酸盐类;普遍应用的是荼黄酸盐、磺化腐植酸盐,木质素磺酸盐和烯烃磺酸盐等。这类阴离子型分散剂亲水基多为具有碱性的钠离子,其分散性能多不如非离子型,但由于原料来源较为广泛,生产工艺简单,价格低廉。非离子型分散剂,其特点是分子量大。这类分散剂分子的亲水端是聚氧乙烯链或再配以少许的磺酸基;亲固端是烷基、烷基苯或烷基苯羧酸等。此类分散剂的主要优点是亲水性好, 分子量和质量易调节、控制,不受水质及煤中可溶性物质的影响,但价格昂贵,一般用量在 0.5% 以上。 对分散剂要求是:稳定性好,煤种适应性强,用量少,效能高,降粘效果明显;此外,价格也要经济。

2、稳定剂

水煤浆的稳定性是指煤浆在储存与运输期间保持性态均匀的特性。水煤浆的稳定剂应具有使煤浆中已分散的颗粒能与周围其他颗粒及水结合,成为一种较弱但又有一定强度的三维空间结构作用。稳定剂应在加入分散剂经捏混搅拌后,再另行加入。能起这种作用的稳定剂有无机盐、高分子有机化合物。如常见的聚丙烯酰胺絮凝剂,羧甲基纤维素以及一些微细胶体粒子(如有机膨润土)等。一般用量为煤量的几万分之几至几千分之几。

3、其他辅助添加剂

由于分散剂往往同时具有起泡作用,而煤浆中的气泡对浆体流动性有害,所以当分散剂带有较强的起泡性能时,需补加消泡剂。制浆时常用的消泡剂有醇类及磷酸酯类。 为了取得较好的制浆效果,制浆时往往要调整煤浆的PH值,制浆时以弱碱性的溶液环境较好。 助剂可改变煤炭表面性质、促进添加剂分子更好地在煤粒表面吸附。

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