[其他]保持穩定化煤水漿的方法

無效

• 申請號: 87101684
• 申請日: 1987-03-05
• 公開（公告）號: CN87101684A
• 公開（公告）日: 1988-03-02
• 發明（設計）人: 梶隆一;村中廉;菊池秀雄;宮寺博;齊藤一一
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所;巴布考克日立株式會社
• 主分類號: C10L1/32
• 分類號: C10L1/32
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 范本國

本發明涉及一種保持穩定化煤水漿的方法，此煤水漿的粘度很低，即使保存了很長一段時間也能毫無困難地通過管道傳輸。

人們從很早就開始研究以漿的形式運送粉末的技術，其原因在于運送固體粉末的流體很容易加以處理。最近，人們為研究一種生產高濃度水煤進行了許多調查研究，生產高濃度水煤漿的目的在于提高通過管道以漿的形式運送煤的效率而又不產生飛塵的自發著火。高濃度水煤漿是這樣生產的：控制煤粉的粒徑分布使空隙比達到最小，然后把得到的細碎煤粉與水混合，得到含煤率在60%至70%重量百分比或更高一些的水煤漿。這在很多出版物中發表過。

這樣制備的高濃度煤水漿的粘度大約在1000至2000厘泊之間，因此其流動性足以進行管道運輸。但是這樣的高濃度水煤漿中包含緊密堆積的大量煤粉顆粒，在運輸過程中每個煤粉顆粒都與其他顆粒互相碰撞。水煤漿中的煤濃度這樣高，只要漿的成分小有變化或者混入少量雜質，其流動性就能顯著變化。當高濃度水煤漿在管道運輸過程中流動性發生變化時，就會出現象管道堵塞這樣的問題。

大家都知道高度濃水煤漿的pH值對其粘度發生很大的影響。換句話說，pH值越高，漿的粘度越低。假定這是由于漿體中的氫離子濃度變化引起了煤粉顆粒表面電荷量的變化或者引起了煤粉顆粒表面吸附的表面活性劑的功能的變化，那么顆粒之間的相互作用哪怕只有略微的變化，高濃度水煤漿的粘度將大大變化，這是因為高濃度水煤漿中的煤粉顆粒是緊密堆積的，顆粒之間的距離被極大地減小了。

除了氫離子之外，金屬離子（特別是帶有正電荷的多價金屬離子）也會使漿的粘度增加。

正如本技術領域內所公知的那樣，雖然煤表面的酸性根據等級及存貯條件會發生變化，水煤漿通常是呈酸性的。煤中含有煤灰，煤灰中主要包括氧化硅和氧化鋁，此外還有堿土金屬（如鈣和鎂）和重金屬（如鉻、釩和鐵）的鹽，它們能溶解在酸性漿中，使漿的粘度在一段時間內增加。

為了克服這一缺點，人們提出了這樣的方法，在制備漿時加堿以提高漿液的pH值。但是，就是這樣制備的堿性漿在長時間存放之后也會成為酸性。因此這個方法不能有效地克服上述缺點。

發明人以前也曾提出過一種生產高濃度水煤漿的方法，這個方法的特征在于把磨細的煤粉與含表面活性劑的水和下列兩種物質之一混合：一種物質是堿金屬鹽（其陰離子能與多價金屬離子生成難溶或不溶鹽）;另一種物質是無機絡合劑（能與多價金屬離子生成高度穩定的浴合物），（參見日本專利公開申請第20691/1984號）。但是，與上面提到的控制pH值的方法相似，添加劑跟在一段時間內釋放出來的多價金屬離子發生反應，會使添加劑的量減少，到最后，本方法中的添加劑就失去活性了。這樣，在漿液貯存時，添加劑必須加以補充。在以消除漿中的多羥陽離子為自的而作了大量調查研究之后，發明人發現添加劑即使沒有和多價金屬離子發生反應，其本身也會因在一段時間內變性而失去活性。因此，這個方法在經濟上也有缺點。特別是高濃度水煤漿中的顆粒為增加流動性而被磨得相當細，結果在磨細這一步驟中漿的溫度將會上升。溫度越高，添加劑變性的速度越快，效益也就越低。

由于高濃度水煤漿的分散介質是水，所以一旦漿形成，煤粉粒子的表面即與水相接觸。眾所周知水是一種極化溶劑，一些電解質在水中是高度溶解的。而煤是含碳物質和煤灰的混合物。煤灰含有氧化硅氧化鋁和其它一些金屬的鹽類，磨碎時部分煤灰暴露在粒子表面。因此，高濃度水煤漿中含有的煤灰也一直與水接觸。水是很好的溶劑，一部分灰與會溶入水中，從而象前面所述的那樣增加漿的粘度。pH值降低時，煤灰的溶解一般將要加快。在任何pH值范圍內要想完全禁止溶解是不可能的。即使在制備時通常使用氫氧化鈉等物使高濃度水煤漿呈堿性，煤中的灰分也會在一段時間內溶解在漿中，使粘度增加。煤灰的溶解隨煤中所含灰分的性質而有很大變化。一些煤不易制成具有高度流動性的高濃度水煤漿，因為在制備過程中有大量煤灰溶解出來。

本發明的目的就在于提供在長期存放時不惡化煤漿的性質，使煤漿的粘度保持低而穩定的方法。本發明的上述目的可以通過向煤漿加入堿金屬的硅酸鹽和/或碳酸鹽來實現。這些堿金屬的硅酸鹽或碳酸鹽能和鈣離子和/或鎂離子生成不溶于水的化合物的鹽。開始制備煤漿時，把水和表面活性劑加入磨細的煤粉中。鹽的數量必須足夠能把離子濃度通過把離子轉換成上面指出的不溶性化合物的途徑維持在一個預定的水平上。

圖1通過兩種不同的煤漿的比較，表示煤漿的粘度和貯存期之間的關系。

圖2表示具有不同硅酸鈉濃度的一種煤漿的粘度與貯存期之間的關系。

圖3表示上層清液中的鈣離子濃度和存貯存期的關系。