[發明專利]一種機械化學法低階煤表面疏水改性的方法

在審

• 申請號: 202110698789.2
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113430029A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 李宏亮;徐雯楠;孫玉金;李蕊
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C10L9/10
• 分類號: C10L9/10;C10L5/04
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 楊斌華

一種機械化學法低階煤表面疏水改性的方法，屬于表面化學技術領域，可解決現有低階煤在非水溶液環境下吸附表面活性劑的問題，將表面活性劑與低階煤按比例混合，置于球磨機中攪拌，其中，低階煤與表面活性劑的質量比為1g/1kg?10g/1kg，球磨機的轉速為100?200rev/min，球磨時間為30?50min。利用該方法能夠實現干法低階煤表面疏水改性，達到防止低階煤在空氣中吸附水分的目的，有利于低階煤后續的干燥脫水。

技術領域

本發明屬于表面化學技術領域，具體涉及一種機械化學法低階煤表面疏水改性的方法。

背景技術

我國是煤炭消耗大國，在我國能源結構中占能源總消費的62%，已探明的低階煤（褐煤、次煙煤）儲量占煤炭總儲量的55%以上。但是，低階煤的某些性質特別是吸水能力強妨礙了其經濟利用，例如較高的水分造成運輸成本高、燃燒熱值低等。現階段采用蒸發干燥技術（例如轉筒干燥、流化床干燥、微波干燥和太陽能干燥等）能夠實現對褐煤進行干燥，進一步的，采用非蒸發技術（例如水熱處理、溶劑脫水和機械熱壓脫水）能夠較好的解決干燥水分的復吸問題，但是這些工藝流程的溫度壓力高，不但造成能耗高，而且生產工業廢水難以回收。現階段的低階煤防止水分復吸工藝還不夠完善，造成低階煤無法高效開發利用。

通過表面活性劑對褐煤表面進行改性，提高褐煤表面的疏水性能夠有效的防止褐煤表面水分的復吸。在公開的論文中，Xiaoyang Liu等人（Xiaoyang Liu, Shengyu Liu,Minqiang Fan, Lei Zhang, 2017. Decrease of hydrophilicity of lignite usingCTAB: Effects of adsorption differences of surfactant onto mineralcomposition and functional groups, 197. Pp. 474-481）發現通過將表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）吸附到褐煤的表面，褐煤的潤濕熱流線發生降低，說明褐煤表面的疏水性增強。進一步的，Shengyu Liu等人（Shengyu Liu, 2016. Wettabilitymodification and restraint of moisture re-adsorption oflignite using cationicgemini surfactant, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and EngineeringAspects, 508. pp. 286-293）指出當雙親型表面活性劑在褐煤表面的吸附降低褐煤的在空氣中對水分的復吸作用大于CTAB。上述研究結果均表明表面活性劑在低階煤表面的吸附能夠有效的解決水分復吸問題，但是，上述試驗中的褐煤對表面活性劑的吸附均是在較高的水分狀態下實現的，例如Xiaoyang Liu及Shengyu Liu等人的脫水干燥是在褐煤濃度為1g/L的水溶液中進行的，類似的試驗也出現在Yutao Liu等人的試驗中，其褐煤濃度為2g/L（Yutao Liu，Shengyu Liu. 2017. Wettability Modification of Lignite byAdsorption of Dodecyl Based Surfactants for Inhibition of Moisture Re-adsorption, J Surfact Deterg 20:707–716），（Yutao Liu, Shengyu Liu. 2017.Wettability Modification of Lignite by Adsorption of AlkyltrimethylammoniumBromides with Different Alkyl Chain Length. Drying Technology.），在這種情況下在工業上進行脫水，無法形成工業應用。

發明內容