[發(fā)明專利]一種極性高分子型水煤漿添加劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910950528.8
• 申請(qǐng)日: 2019-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110564469B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫路濱;李祖堯;高學(xué)順;王文博;趙東科;牛桂英;張宏科;孫得浩;潘云陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萬(wàn)華化學(xué)（寧波）有限公司;萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): C08G81/02
• 分類號(hào): C08G81/02;C10L1/32
• 代理公司: 北京信諾創(chuàng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11728
• 代理人: 尹吉偉

本發(fā)明屬于水煤漿的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種極性高分子型水煤漿添加劑及其制備方法和應(yīng)用，該制備方法包括：(1)在反應(yīng)裝置中，將聚丙烯酸溶液與聚乙二醇溶液進(jìn)行混合并加入濃硫酸，反應(yīng)后得到高分子混合液；反應(yīng)裝置上設(shè)置極化電極和閉合的電流線圈條；(2)開(kāi)啟極化電極并升壓，然后對(duì)高分子混合液進(jìn)行極化處理；在此過(guò)程中加入氟化加固劑，得到氟化后的極性高分子混合液；(3)將電流線圈條通電，對(duì)極性高分子混合液進(jìn)行作用，獲取分子運(yùn)動(dòng)方向側(cè)的溶液并調(diào)節(jié)其pH，即得水煤漿添加劑溶液。所得水煤漿添加劑可以有效地提高水煤漿濃度、改善水煤漿性能，并徹底解決水煤漿在長(zhǎng)期存放和長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的管道中團(tuán)聚、沉降等問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水煤漿的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種極性高分子型水煤漿添加劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

水煤漿氣化是上世紀(jì)八十年代興起的潔凈煤技術(shù)之一，采用煤、水和少量化學(xué)添加劑配制成水煤漿后進(jìn)氣化爐進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生CO和H₂供工業(yè)使用。性能良好的水煤漿應(yīng)當(dāng)具有濃度高、黏度低、流動(dòng)性好和穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。同等條件下水煤漿的粘度越低，其流動(dòng)性越好、可成漿濃度越高，氣化單耗越低。

但是，非極性的煤顆粒分散在極性的水中，屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。通常，通過(guò)加入水煤漿添加劑以提高煤漿的性能，水煤漿添加劑的加入可以將煤顆粒均勻分散在水流動(dòng)相中，提高煤漿的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，其機(jī)理是通過(guò)空間位阻效應(yīng)，親油基團(tuán)吸附在煤顆粒表面，親水基團(tuán)吸附在水相，隔離和阻擋煤顆粒的團(tuán)聚，實(shí)現(xiàn)煤的分散。常用的水煤漿添加劑有木質(zhì)素磺酸系、萘系、腐殖酸系和非離子系，均為表面活性劑，只能在起到靜態(tài)分散的作用；對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間放置或者長(zhǎng)距離輸送的情況，隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)或者輸送距離的延長(zhǎng)，水煤漿極易出現(xiàn)沉降，堵塞管道、設(shè)備，致使無(wú)法正常使用和運(yùn)行。

專利文件CN106118764A公開(kāi)了一種木質(zhì)磺酸素鹽水煤漿添加劑，主要成分為萘系減水劑、硅酸鈉、木質(zhì)磺酸素等，仍為傳統(tǒng)木質(zhì)磺酸素-萘系添加劑，屬于靜態(tài)混合分布，長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)存在成漿分層等問(wèn)題。

專利文件CN103232869A公開(kāi)的水煤漿添加劑，主要使用三聚磷酸鈉、聚乙二醇、馬來(lái)酸-甲基丙烯酸共聚物鈉鹽制成，可滿足成漿濃度≥58％，粘度＜1200mPa·s。但是，該專利主要是為了解決工業(yè)廢水/濃水回用的問(wèn)題，并非主要針對(duì)高濃度煤漿，其公開(kāi)的水煤漿成漿濃度還是相對(duì)偏低(在58％左右)。

專利文件CN105695001A公開(kāi)了一種焦油型水煤漿添加劑，提出使用洗油、萘油、蒽油、造紙廢液為主要原料，經(jīng)過(guò)磺化、縮合等方法，針對(duì)低階煤表面空隙發(fā)達(dá)、親水性強(qiáng)的特點(diǎn)制備了水煤漿添加劑。但是其屬于靜態(tài)混合分布，長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)存在成漿分層等問(wèn)題。

上述專利文件雖然使用不同方法制備了水煤漿添加劑，但是都未能有效改善長(zhǎng)時(shí)間放置或長(zhǎng)距離輸送等情況下原煤顆粒在水中的均勻分布，未能有效提高煤漿濃度，也無(wú)法解決煤漿長(zhǎng)周期存放存在的團(tuán)聚、沉降問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)傳統(tǒng)的水煤漿添加劑無(wú)法實(shí)現(xiàn)水煤漿長(zhǎng)周期存放或長(zhǎng)距離輸送的問(wèn)題，提供一種極性高分子型水煤漿添加劑的制備方法及其應(yīng)用，通過(guò)該制備方法所得水煤漿添加劑加入水煤漿體系后可以有效地提高水煤漿濃度，同時(shí)可改善水煤漿流動(dòng)性能，并徹底解決水煤漿在長(zhǎng)期存放和長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的管道中團(tuán)聚、沉降等問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種極性高分子型水煤漿添加劑的制備方法，包括以下步驟：

1)在反應(yīng)裝置中，將聚丙烯酸溶液與聚乙二醇溶液進(jìn)行混合，并在所述混合的過(guò)程中加入濃硫酸(其濃度為98wt％)，反應(yīng)后得到含高分子聚合物的混合液；

其中，所述反應(yīng)裝置上設(shè)置極化電極3和閉合的電流線圈條4，且使所述極化電極的正負(fù)極連線方向與所述電流線圈條的電流方向平行；