一种水煤浆复合添加剂及其制备方法

技术领域

本发明属于水煤浆技术领域，涉及一种水煤浆复合添加剂及其制备方法。

背景技术

目前，水煤浆也已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的洁净能源，但是，煤是疏水性物质，水煤浆属于粗颗粒悬浮体，即便是易制浆并具有高堆积效率的粒度分布的煤种也较难成浆，为保证正常使用，水煤浆应具有较低的黏度、较低的析水率、较好的流动性和稳定性，同时基于雾化和燃烧效率以及经济因素考虑，水煤浆应具有较高的含煤量以及降低的制浆成本，在水煤浆中加入添加剂是解决上述问题的有效方法。

公开号为CN104818063A的中国专利公开了一种水煤浆添加剂及其用途，该水煤浆添加剂由减水剂、木质素磺酸盐、无机碱、乙二醇、五水偏硅酸钠和羧甲基纤维素组成。各组分含量如下：减水剂20-40wt％、木质素磺酸盐20-35wt％、无机碱20-35wt％、乙二醇2-20wt％、五水偏硅酸钠2-15wt％以及羧甲基纤维素1-10wt％。

采用该水煤浆添加剂制备的水煤浆的浓度仍然较低，且生产成本较高，需要进一步进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水煤浆复合添加剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种水煤浆复合添加剂，包括聚合物磺酸盐、萘磺酸盐、木质素盐、辛基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、超高脱乙酰度壳聚糖和非离子表面活性剂，其中，所述聚合物磺酸盐的分子结构式如下：

其中，聚合物磺酸盐的分子结构式中m、n为1至100范围内的整数值。

其中，所述超高脱乙酰度壳聚糖的壳聚糖分子量为90万-100万分子量。

在上述的一种水煤浆复合添加剂及其制备方法中，聚合物磺酸盐的分子结构式中，所述X合成部的分子式为：

在上述的一种水煤浆复合添加剂及其制备方法中，聚合物磺酸盐的分子结构式中，所述X合成部的分子式为：

在上述的一种水煤浆复合添加剂及其制备方法中，所述非离子表面活性剂为全氟烷基醚聚氧乙烯醚型非离子氟碳表面活性剂、全氟烷基醚丙烯酸酯型非离子氟碳表面活性剂、全氟烷基醚氧杂型非离子表面活性剂中的一种或多种。

在上述的一种水煤浆复合添加剂及其制备方法中，所述萘磺酸盐为亚甲基双萘磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钾、亚甲基双甲基萘磺酸钠、亚甲基双甲基萘磺酸钾、亚甲基双苄基萘磺酸钠、亚甲基双苄基萘磺酸钾、亚甲基双异丙基萘磺酸钠、亚甲基双异丙基萘磺酸钾中的一种或多种。

在上述的一种水煤浆复合添加剂及其制备方法中，所述木质素盐为木质素钠、木质素钾、木质素钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙中的一种或多种。

一种水煤浆复合添加剂制备方法，用于制备上述任一权利要求1-6所述的水煤浆复合添加剂，所述水煤浆复合添加剂制备方法的具体步骤如下：

步骤一：称取一定重量的尿素至混合罐中，然后加入80℃的去离子水混合搅拌均匀，将亚硫酸氢钠加入到混合罐中，升温至100℃反应50min，然后加入合成部，调节混合罐中PH至7-8，滴加甲醛溶液，反应混合2h，喷雾干燥后，得到粉状聚合物磺酸钠；

步骤二：将步骤一中制备的聚合物磺酸钠与萘磺酸盐、木质素盐、辛基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、超高脱乙酰度壳聚糖和非离子表面活性剂各组分混合，即可得到复合添加剂。

与现有技术相比，本发明一种水煤浆复合添加剂及其制备方法的优点为：

通过尿素制取聚合物磺酸盐，极大降低了添加剂的生产成本，通过将分子量高于10万的超高脱乙酰度壳聚糖添加至水煤浆中，使水煤浆在剪切时粘度大大降低，提高水煤浆的流动性与稳定性，实现生产浓度达标、粘度低、流变性突出、悬浮稳定性好的水煤浆。

附图说明

图1是本发明一种水煤浆复合添加剂及其制备方法的结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

一种水煤浆复合添加剂，包括聚合物磺酸盐、萘磺酸盐、木质素盐、辛基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、超高脱乙酰度壳聚糖和非离子表面活性剂，所述聚合物磺酸盐的分子结构式如下：

其中，聚合物磺酸盐的分子结构式中m、n为1至100范围内的整数值，聚合物磺酸盐组成含量30％、萘磺酸盐组成含量25％、木质素盐组成含量25％、辛基酚聚氧乙烯醚组成含量2％、聚丙烯酰胺组成含量4％、聚丙烯酸钠组成含量4％、超高脱乙酰度壳聚糖组成含量5％和非离子表面活性剂组成含量5％。

辛基酚聚氧乙烯醚属于非离子型分散剂，成本较高，降黏效果不如阴离子型分散剂，但具有分子结构亲水亲油性、相对分子质量易于控制调节、不受水质和煤中可溶物影响等特点，辛基酚聚氧乙烯醚只有空间位阻小于而无静电斥力，可与煤粒发生絮凝作用，阻止煤粒沉淀的发生，从而可提高浆体稳定性。

聚丙烯酰胺为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好絮凝型，可以降低液体之间的摩擦阻力，聚丙烯酰胺的絮凝作用能使体系中的悬浮物质通过电中和，起到架桥吸附作用，同时PAM所具有的粘合性和增稠性也使得分散体系的网格结构更加牢固，增强颗粒间的稳定性。

聚丙烯酸钠为线状可溶性高分子聚合物，固态产品为白色或浅黄色块状或粉末，液态产品为无色或淡黄色黏稠液体，溶解于水、甘油、丙二醇等介质中，对温度变化稳定，具有固定金属离子的作用，能够阻止金属离子对水煤浆的消极作用；

其中，所述超高脱乙酰度壳聚糖的壳聚糖分子量为90万-100万分子量。

其中，聚合物磺酸盐的分子结构式中，所述X合成部的分子式为：

其中，非离子表面活性剂为全氟烷基醚聚氧乙烯醚型非离子氟碳表面活性剂、全氟烷基醚丙烯酸酯型非离子氟碳表面活性剂、全氟烷基醚氧杂型非离子表面活性剂中的一种或多种。

其中，所述萘磺酸盐为亚甲基双萘磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钾、亚甲基双甲基萘磺酸钠、亚甲基双甲基萘磺酸钾、亚甲基双苄基萘磺酸钠、亚甲基双苄基萘磺酸钾、亚甲基双异丙基萘磺酸钠、亚甲基双异丙基萘磺酸钾中的一种或多种。

其中，木质素盐为木质素钠、木质素钾、木质素钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙中的一种或多种。

水煤浆复合添加剂制备方法的具体步骤如下：

步骤一：称取一定重量的尿素至混合罐中，然后加入80℃的去离子水混合搅拌均匀，将亚硫酸氢钠加入到混合罐中，升温至100℃反应50min，然后加入合成部，调节混合罐中PH至7-8，滴加甲醛溶液，反应混合2h，喷雾干燥后，得到粉状聚合物磺酸钠；

步骤二：将步骤一中制备的聚合物磺酸钠与萘磺酸盐、木质素盐、辛基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、超高脱乙酰度壳聚糖和非离子表面活性剂各组分混合，即可得到复合添加剂。

实施例二：

一种水煤浆复合添加剂，包括聚合物磺酸盐、萘磺酸盐、木质素盐、辛基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、超高脱乙酰度壳聚糖和非离子表面活性剂，所述聚合物磺酸盐的分子结构式如下：

其中，聚合物磺酸盐的分子结构式中m、n为1至100范围内的整数值，其中，聚合物磺酸盐组成含量40％、萘磺酸盐组成含量20％、木质素盐组成含量20％、辛基酚聚氧乙烯醚组成含量2％、聚丙烯酰胺组成含量4％、聚丙烯酸钠组成含量4％、超高脱乙酰度壳聚糖组成含量5％和非离子表面活性剂组成含量5％。

其中，所述超高脱乙酰度壳聚糖的壳聚糖分子量为90万-100万分子量。

其中，聚合物磺酸盐的分子结构式中，所述X合成部的分子式为：

其中，非离子表面活性剂为全氟烷基醚聚氧乙烯醚型非离子氟碳表面活性剂、全氟烷基醚丙烯酸酯型非离子氟碳表面活性剂、全氟烷基醚氧杂型非离子表面活性剂中的一种或多种。

其中，所述萘磺酸盐为亚甲基双萘磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钾、亚甲基双甲基萘磺酸钠、亚甲基双甲基萘磺酸钾、亚甲基双苄基萘磺酸钠、亚甲基双苄基萘磺酸钾、亚甲基双异丙基萘磺酸钠、亚甲基双异丙基萘磺酸钾中的一种或多种。

其中，木质素盐为木质素钠、木质素钾、木质素钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙中的一种或多种。

水煤浆复合添加剂制备方法的具体步骤如下：

步骤一：称取一定重量的尿素至混合罐中，然后加入80℃的去离子水混合搅拌均匀，将亚硫酸氢钠加入到混合罐中，升温至100℃反应50min，然后加入合成部，调节混合罐中PH至7-8，滴加甲醛溶液，反应混合2h，喷雾干燥后，得到粉状聚合物磺酸钠；

步骤二：将步骤一中制备的聚合物磺酸钠与萘磺酸盐、木质素盐、辛基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、超高脱乙酰度壳聚糖和非离子表面活性剂各组分混合，即可得到复合添加剂。

实施例三：

一种水煤浆复合添加剂，包括聚合物磺酸盐、萘磺酸盐、木质素盐、辛基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、超高脱乙酰度壳聚糖和非离子表面活性剂，所述聚合物磺酸盐的分子结构式如下：

其中，聚合物磺酸盐的分子结构式中m、n为1至100范围内的整数值，聚合物磺酸盐组成含量40％、萘磺酸盐组成含量20％、木质素盐组成含量20％、辛基酚聚氧乙烯醚组成含量2％、聚丙烯酰胺组成含量4％、聚丙烯酸钠组成含量4％、超高脱乙酰度壳聚糖组成含量5％和非离子表面活性剂组成含量5％。

其中，所述超高脱乙酰度壳聚糖的壳聚糖分子量为90万-100万分子量。

其中，聚合物磺酸盐的分子结构式中，所述X合成部的分子式为：

其中，非离子表面活性剂为全氟烷基醚聚氧乙烯醚型非离子氟碳表面活性剂、全氟烷基醚丙烯酸酯型非离子氟碳表面活性剂、全氟烷基醚氧杂型非离子表面活性剂中的一种或多种。

其中，所述萘磺酸盐为亚甲基双萘磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钾、亚甲基双甲基萘磺酸钠、亚甲基双甲基萘磺酸钾、亚甲基双苄基萘磺酸钠、亚甲基双苄基萘磺酸钾、亚甲基双异丙基萘磺酸钠、亚甲基双异丙基萘磺酸钾中的一种或多种。

水煤浆复合添加剂制备方法的具体步骤如下：

步骤一：称取一定重量的尿素至混合罐中，然后加入80℃的去离子水混合搅拌均匀，将亚硫酸氢钠加入到混合罐中，升温至100℃反应50min，然后加入合成部，调节混合罐中PH至7-8，滴加甲醛溶液，反应混合2h，喷雾干燥后，得到粉状聚合物磺酸钠；

步骤二：将步骤一中制备的聚合物磺酸钠与萘磺酸盐、木质素盐、辛基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、超高脱乙酰度壳聚糖和非离子表面活性剂各组分混合，即可得到复合添加剂。

实施例四：

一种水煤浆复合添加剂，包括聚合物磺酸盐、萘磺酸盐、木质素盐、辛基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、超高脱乙酰度壳聚糖和非离子表面活性剂，所述聚合物磺酸盐的分子结构式如下：

其中，聚合物磺酸盐的分子结构式中m、n为1至100范围内的整数值，聚合物磺酸盐组成含量30％、萘磺酸盐组成含量25％、木质素盐组成含量25％、辛基酚聚氧乙烯醚组成含量2％、聚丙烯酰胺组成含量4％、聚丙烯酸钠组成含量4％、超高脱乙酰度壳聚糖组成含量5％和非离子表面活性剂组成含量5％。

其中，所述超高脱乙酰度壳聚糖的壳聚糖分子量为90万-100万分子量。

其中，聚合物磺酸盐的分子结构式中，所述X合成部的分子式为：

其中，非离子表面活性剂为全氟烷基醚聚氧乙烯醚型非离子氟碳表面活性剂、全氟烷基醚丙烯酸酯型非离子氟碳表面活性剂、全氟烷基醚氧杂型非离子表面活性剂中的一种或多种。

其中，所述萘磺酸盐为亚甲基双萘磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钾、亚甲基双甲基萘磺酸钠、亚甲基双甲基萘磺酸钾、亚甲基双苄基萘磺酸钠、亚甲基双苄基萘磺酸钾、亚甲基双异丙基萘磺酸钠、亚甲基双异丙基萘磺酸钾中的一种或多种。

其中，木质素盐为木质素钠、木质素钾、木质素钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙中的一种或多种。

水煤浆复合添加剂制备方法的具体步骤如下：

步骤一：称取一定重量的尿素至混合罐中，然后加入80℃的去离子水混合搅拌均匀，将亚硫酸氢钠加入到混合罐中，升温至100℃反应50min，然后加入合成部，调节混合罐中PH至7-8，滴加甲醛溶液，反应混合2h，喷雾干燥后，得到粉状聚合物磺酸钠；

步骤二：将步骤一中制备的聚合物磺酸钠与萘磺酸盐、木质素盐、辛基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、超高脱乙酰度壳聚糖和非离子表面活性剂各组分混合，即可得到复合添加剂。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。