[發明專利]一種極性高分子型水煤漿添加劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910950528.8
• 申請日: 2019-10-08
• 公開（公告）號: CN110564469B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 孫路濱;李祖堯;高學順;王文博;趙東科;牛桂英;張宏科;孫得浩;潘云陽
• 申請（專利權）人: 萬華化學（寧波）有限公司;萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C10L1/32
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 尹吉偉

本發明屬于水煤漿的技術領域，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用，該制備方法包括：(1)在反應裝置中，將聚丙烯酸溶液與聚乙二醇溶液進行混合并加入濃硫酸，反應后得到高分子混合液；反應裝置上設置極化電極和閉合的電流線圈條；(2)開啟極化電極并升壓，然后對高分子混合液進行極化處理；在此過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，對極性高分子混合液進行作用，獲取分子運動方向側的溶液并調節其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期存放和長距離輸送過程中會出現的管道中團聚、沉降等問題。

技術領域

本發明屬于水煤漿的技術領域，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用。

背景技術

水煤漿氣化是上世紀八十年代興起的潔凈煤技術之一，采用煤、水和少量化學添加劑配制成水煤漿后進氣化爐進行反應，產生CO和H₂供工業使用。性能良好的水煤漿應當具有濃度高、黏度低、流動性好和穩定時間長的特點。同等條件下水煤漿的粘度越低，其流動性越好、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，屬于熱力學不穩定體系。通常，通過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相中，提高煤漿的流動性和穩定性，其機理是通過空間位阻效應，親油基團吸附在煤顆粒表面，親水基團吸附在水相，隔離和阻擋煤顆粒的團聚，實現煤的分散。常用的水煤漿添加劑有木質素磺酸系、萘系、腐殖酸系和非離子系，均為表面活性劑，只能在起到靜態分散的作用；對于需要長時間放置或者長距離輸送的情況，隨著放置時間的延長或者輸送距離的延長，水煤漿極易出現沉降，堵塞管道、設備，致使無法正常使用和運行。

專利文件CN106118764A公開了一種木質磺酸素鹽水煤漿添加劑，主要成分為萘系減水劑、硅酸鈉、木質磺酸素等，仍為傳統木質磺酸素-萘系添加劑，屬于靜態混合分布，長時間放置會存在成漿分層等問題。

專利文件CN103232869A公開的水煤漿添加劑，主要使用三聚磷酸鈉、聚乙二醇、馬來酸-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廢水/濃水回用的問題，并非主要針對高濃度煤漿，其公開的水煤漿成漿濃度還是相對偏低(在58％左右)。

專利文件CN105695001A公開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，經過磺化、縮合等方法，針對低階煤表面空隙發達、親水性強的特點制備了水煤漿添加劑。但是其屬于靜態混合分布，長時間放置會存在成漿分層等問題。

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時間放置或長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，也無法解決煤漿長周期存放存在的團聚、沉降問題。

發明內容

本發明的目的在于，針對傳統的水煤漿添加劑無法實現水煤漿長周期存放或長距離輸送的問題，提供一種極性高分子型水煤漿添加劑的制備方法及其應用，通過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，同時可改善水煤漿流動性能，并徹底解決水煤漿在長期存放和長距離輸送過程中會出現的管道中團聚、沉降等問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

在本發明的一個方面，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)在反應裝置中，將聚丙烯酸溶液與聚乙二醇溶液進行混合，并在所述混合的過程中加入濃硫酸(其濃度為98wt％)，反應后得到含高分子聚合物的混合液；

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