,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,水煤浆技术和水煤浆添加剂,沈 健,南京大学外表和界面化学工程技术研究中心,1 水煤浆Coal Water Mixture,简称CWM),2 水煤浆技术开展简况,60年代，前苏联开始研究开发CWM输送技术。1957年建立了米拉-新林斯卡全长61km、年运量180万t输CWM管线。,70年代后期，美国开始研究开发CWM燃烧技术。,1981年日本开始研究开发CWM技术。,1981年我国开始CWM的研究研究。,1984年瑞典建成世界上第一座25万t CWM/a 的大型工业化制浆厂。,1985年日本开始大规模生产CWM。1985.08.-1986.10.在勿来电厂连续3200h，烧CWM10.8万t。,1985年意大利Snamprogetti公司和Enichem Anic公司先后建起了2座10万t CWM/a的制浆厂。,1989年前苏联和意大利Snamprogetti公司合资建成一项投资2.1亿卢布，包括1座500万t CWM/a的制浆厂、两根直径0.53m、长260km的输浆管线和6座200MW电站锅炉改烧CWM的工程。,80年代我国分别建成5万t CWM/a 抚顺水煤浆实验厂和3万t CWM/a 八一水煤浆厂。,1992年中国分别采用瑞典Carbogel和日本日挥的制浆技术建成25万t CWM/a 的京西制浆厂和兖日水煤浆。,1994年中国鲁南化肥厂建成以CWM为原料，12万t合成氨/a 装置。,1996年中国渭河化肥厂采用美国德士古和日本宇部的技术建成以CWM为原料，30万t合成氨、52万t 尿素/a装置。,3 影响CWM成浆性能的因素,3.1 煤种,外表组成,外表形貌,内水含量,矿物质种类和含量,3.2 煤粒子的粒径和粒径分布,=y+rn,式中 剪切应力；,y屈服应力；,r 剪切速率；,和n经验常数。,当n=1时，即为宾汉流的表达式；,当y=0时，那么是塑性流的表达式。,-y=z +(0-x)/1+(0-x)/B,式中 0低剪切速率下的粘度；,z高剪切速率下的粘度；,B流动参数。,根据对所得到的实验结果的分析和论证，获得了y和B的表达式，即有：屈服应力y服从以下公式：,y=C/m-(s-l)gD(Ds/),式中 C无量纲常数；,固体物浓度；,m最大填充浓度；,s固体密度；,l流体密度；,g重力加速度；,D颗粒的几何平均尺寸；,活性外表积的指标，定义为形成悬浮液的颗粒总外表积设为球型与颗粒总体积之比；,Ds颗粒平均粒度的外表积；,颗粒的平均形状系数，定义为体积相等的球型颗粒与非球型颗粒两者的外表积之比。,3.3 水煤浆添加剂,4,CWM的稳定模型和水煤浆添加剂的作用机理,煤粒子在水中的受力示意图,吸附水煤浆添加剂的煤粒子在水中的受力示意图,煤粒子在水中受到合力为：,4R3 c g R3(3 CosCos3)w gK C6 cw R Cos Sin,式中R为煤粒子的半径；c和w分别为煤和水的密度；g为重力加加速度常数；K为相互作用系数，量纲为N/浓度；C为CWM的煤浓浓度；cw为煤水界面张力，量纲为N/m；为水在煤外表的接触角。,5 水煤浆添加剂的种类,5.1,阳离子型,5.2 非离子型,多为聚氧乙烯聚氧丙烯的嵌段聚醚，如瑞典Carbogel公,司1975年开发的环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚，聚乙烯多胺烷,基环氧化合物。,5.3 阴离子型,5.3.1 木质素磺酸及其盐,5.3.2,腐植酸盐及其盐,5.3.3 亚甲基萘磺酸及其盐,日本,花王,公司开发的一种水煤浆添加剂。,5.3.4 聚苯乙烯磺酸及其盐,日本,Lion,公司在80年代中期开发的一种水煤浆添加剂。,5.3.4,聚脂肪族二烯烃磺酸盐,日本合成橡胶公司研制的一种水煤浆添加剂,。,5.3.5 聚甲基丙烯酸及其盐,日本触媒公司80年代末生产的一种水煤浆添加剂。,5.3.6 亚甲基萘磺酸-苯乙烯磺酸-马来酸及其盐,南京大学外表和界面化学工程技术研究中心1993年研制的一类水煤浆添加剂简称NDF。,6 水煤浆添加剂的性能,6.1 与煤的相互作用,6.2 用量,6.3 分子量,Tab.1 Relationship between the molecular weight of NDF and the,apparent viscosity of CWM,Molecular Weight the Apparent Viscosity of Flow Property,CWMcp,25C,100s-1,0 bad,4,000 660 good,20,000 460 excellent,200,000 2900 not good,6.4 亲水基团的种类,6.5 亲水基团的数量,6.6 金属离子的价态和浓度,7 结论,7.1 NDF具有对煤种适应性强、用量少和分散性好等优点。用其制得的水煤浆浓度高、本钱低和稳定性好。,7.2 吸附在煤外表的NDF，改善了煤水间的相容性，NDF的最正确用量为千分之二。,7.3 可以通过调节NDF的分子量、磺化率和羧基含量使NDF处理煤/水界面张力及其各分量大小适中，保证煤粒子相对稳定地分散在水中，制得合格的CWM。,7.4 对于NDF来讲，当分子量一定时，亲水基团的种类是影响CWM的成浆性能的主要因素；同时，亲水基团的数量也起着重要的影响作用。,7.5 煤中的高价金属影响CWM的成浆性和稳定性。,谢谢！,