腐植酸和單寧酸基水煤漿分散劑的合成及性能研究.pdf

1、水煤漿是由不同粒度的煤(約60～75wt％)、水(約25～40wt％)和少量添加劑（約占煤質(zhì)量1％）制備而成的一種新型流態(tài)化煤基燃料，具有燃燒效率高、污染物排放低、便于運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)。在制漿過程中，分散劑對所制煤漿的分散性和穩(wěn)定性起著非常重要的作用。盡管目前市場上已有商業(yè)化的分散劑產(chǎn)品，但存在的主要缺點(diǎn)依然很突出。如萘系(NSF)分散劑，雖然具有良好的分散性和減黏作用，但成漿穩(wěn)定性差，易析出水產(chǎn)生硬沉淀以及價(jià)格偏高（來源于石油）;木鈉(SL

2、)成漿性能也較差，需要和其他分散劑一同使用。針對這些問題，本實(shí)驗(yàn)以兩種天然大分子腐植酸和單寧酸為原料，通過接枝共聚得到了兩種制漿穩(wěn)定性好、煤種適應(yīng)性不錯、適宜于大規(guī)模生產(chǎn)的水煤漿分散劑。
　　以馬來酸酐-聚乙二醇400酯化單體(MAPEG)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)和腐植酸在一定條件下進(jìn)行接枝共聚，得到一種黑色改性產(chǎn)物。通過對紅外吸收光譜分析，發(fā)現(xiàn)MHA接枝共聚成功。MHA最佳接枝共聚條件為:MAPEG和腐植酸質(zhì)量比

3、是2.42∶1、接枝反應(yīng)溫度為70℃、反應(yīng)時(shí)間為2.75h、引發(fā)劑、DMC添加量分別是MAPEG和腐植酸質(zhì)量總和的4％和5％。MHA表現(xiàn)出表面活性劑性質(zhì)，其臨界膠束濃度為10g/L。將MHA應(yīng)用于晉陽煤，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量濃度為67％的水煤漿最適MHA添加量是0.6％。用商業(yè)分散劑SL、NSF和MHA制備質(zhì)量濃度為67％，分散劑添加量為0.6％的晉陽煤水煤漿，發(fā)現(xiàn)只有MHA制備的水煤漿呈假塑性流體，穩(wěn)定后析水率較前兩者分別低4.54％，6.60％

4、。此外，對接枝反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了分析。
　　以廉價(jià)的單寧酸為原料、水為溶劑，先用過硫酸鉀氧化0.5h，再加入丙烯酰胺、過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉進(jìn)行接枝共聚，得到一種新型的單寧酸類分散劑。通過對比改性單寧酸(MTA)和單寧酸的紅外譜圖發(fā)現(xiàn)，MTA接枝共聚成功。合成MTA最合適的反應(yīng)條件為:單寧酸與丙烯酰胺物質(zhì)的量之比是1∶20、氧化劑質(zhì)量是單寧酸質(zhì)量的8.5％、接枝反應(yīng)溫度為85℃、接枝反應(yīng)時(shí)間為3h。用MTA制備太原煤水煤漿，發(fā)現(xiàn)質(zhì)

5、量濃度為68％的水煤漿，最合適的MTA添加量是0.4％;當(dāng)用MTA，商業(yè)分散劑SL，NSF三種分散劑制備質(zhì)量濃度為67％，分散劑添加量為0.6％的太原煤水煤漿時(shí)，只有MTA制備的水煤漿呈假塑性流體，且其穩(wěn)定性是一級，穩(wěn)定后析水率較SL、NSF分別低4.44％，6.16％。此外，探究了此接枝反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理。
　　最后，本實(shí)驗(yàn)探究了MHA、MTA、SL和NSF對晉陽煤、太原煤、臨汾煤、某長焰煤的成漿性能。發(fā)現(xiàn)MHA和MTA對四種煤的分