申请日2015.01.30
公开(公告)日2015.04.29
IPC分类号C10L1/32; C10L1/10; C10L1/192; C10L1/188; C10L1/19; C10L1/24; C10L1/14
摘要
本发明公开了一种利用工业废水制备的水煤浆，包含煤粉、工业废水及添加剂，添加剂包括分散剂和稳定剂，分散剂成分中阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂重量比为8:2，其中，阴离子表面活性剂为萘磺酸盐甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚烯烃磺酸盐、聚羧酸盐中的两种或三种组合物，非离子表面活性剂为脂肪醇酯或脂肪酸酯，稳定剂成份中羟丙基甲基纤维素、淀粉、木质纤维素重量比为89：10：1。发明还公开了制备水煤浆的工艺方法，包括原料煤破碎、研磨、过滤、搅拌并熟化、成品水煤浆储存等步骤。实施发明在节约用水、降低成的同时，还可节省对工业废水进行后处理的费用以及避免工业废水对环境的污染。
权利要求书
1.一种利用工业废水制备的水煤浆，包含煤粉、工业废水及添加剂，其特征在于：所述添加剂包括分散剂和稳定剂，所述分散剂成分中阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂重量比为8：2，其中，阴离子表面活性剂为萘磺酸盐甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚烯烃磺酸盐、聚羧酸盐中的两种或三种组合物，非离子表面活性剂为脂肪醇酯或脂肪酸酯，所述稳定剂成份中羟丙基甲基纤维素、淀粉、木质纤维素重量比为89：10：1。
2. 根据权利要求 1 所述的一种利用工业废水制备的水煤浆，其特征在于，所述添加剂的总重量为煤粉和工业废水总重量的0.5～1%。
3. 根据权利要求 1 所述的一种利用工业废水制备的水煤浆，其特征在于，所述煤粉的原料煤为陕西煤、甘肃煤或新疆煤。
4.根据权利要求 1 所述的一种利用工业废水制备的水煤浆，其特征在于，所述工业废水含有槟榔碱、鞣质、木质素、糖甜味剂、蛋白质、香精香料、氢氧化钙成分。
5.根据权利要求 1 所述的一种利用工业废水制备的水煤浆，其特征在于，所述工业废水含有醚类、醇类有机化合物成分。
6.根据权利要求 1 所述的一种利用工业废水制备的水煤浆，其特征在于，所述工业废水含有酚、氨、氰化物、硫化物成分。
7.根据权利要求 1～6所述任一种利用工业废水制备的水煤浆，其特征在于，相对于100重量份的煤粉，所述工业废水的用量为 45～65 重量份。
8.根据权利要求7所述的一种利用工业废水制备的水煤浆，其特征在于，相对于100 重量份的煤粉，所述工业废水的用量为50～60重量份。
9.一种制备权利要求 1 所述水煤浆的工艺方法，其特征在于包括以下步骤：
A、先将原料煤输送到破碎机破碎，形成煤粉;
B、在双搅处加入工业废水和分散剂，通过单搅进入磨浆机研磨,形成煤浆;
C、煤浆在球磨机出口处流入振动筛，过滤去除大颗粒杂物和纤维质杂质后，流入均质桶进行强搅;
D、将煤浆泵入中间桶，加入稳定剂搅拌均匀并熟化;
E、将成品水煤浆泵入成品罐储存。
10.根据权利要求9所述水煤浆的工艺方法，水煤浆中煤粉平均颗粒直径为 40～99微米。
说明书
一种利用工业废水制备的水煤浆及工艺方法
技术领域
本发明涉及水煤浆的生产技术领域，具体涉及一种采用工业废水制备的水煤浆及工艺方法。
背景技术
水煤浆 ( 简称 CWM) 是一种经济、 洁净、 可替代石油和天然气的液体燃料和化工原料，它由大约65%的煤、34%的水和1%左右的添加剂通过物理加工方法制成，既保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性。水煤浆改变了煤的传统燃烧方式，其燃烧效率可达95%以上，且二氧化硫、氮氧化物排放量及烟尘浓度均达到环保要求，应用极为广泛，并显示出了巨大的节能环保优势。与煤炭的液化、气化相比，水煤浆投资少、成本低，在中国能源发展计划中具有十分重要的战略意义。
水煤浆的制备对水的消耗量极大，例如，生产10万吨水煤浆需用水3.5万吨左右，再加上清洗设备等工业常规需求，用水量不容忽视。因此，如果能够科学利用污水(如工业废水、生活废水等)，使其代替清水作为水煤浆生产用水，能为国家和企业带来可观的经济效益和社会效益。此外，污水回收利用避免了其对环境的污染，还解决了一定的环境问题，可谓一举多得。
由于水煤浆制备对煤和水质都有一定的要求，二十多年来一直采用清水制备水煤浆，在确保水煤浆的浓度及煤颗粒粒度时所制得的水煤浆稳定性偏低，粘度普遍偏大,主要原因是水煤浆的浓度、粘度、稳定性及煤颗粒粒度四项指标的要求是互相矛盾和相互制约的，例如浓度高、粒度细就不利于降低粘度，粘度低、粒度粗又会使稳定性变差。为提高燃烧效率，GB/T18855-2008规定：粒度上限为300微米，74微米筛余大于75%，平均颗粒直径在70微米以下。
现有的技术方法中，有通过VAE废液制备水煤浆，例如CN104073306公开了采用将VAE废液PH值调节到7～9，采用山西大同煤制备水煤浆，粒度上限1000微米，平均粒度100～200微米，粒度分布范围100～710微米。CN104073306中公开了VAE废水制浆，平均粒度100～200微米。粒度过粗不利于提高燃烧效率。有的陶瓷企业采用酚水所制水煤浆的浓度为45%～48%，不但稳定性差，而且还增加了耗氧量。
从VAE废液制浆中，煤的粒度分布在100～710微米，与水煤浆的新旧标准GB/T18855-2002、GB/T18855-2008都有很大的差距，不利于提高水煤浆的燃烧效率，而且颗粒粗，稳定性很难达到要求。有的陶瓷企业采用酚水制备水煤浆的浓度在50%以下，以上所述的水煤浆均不符合国家技术标准。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种利用工业废水制备的水煤浆及工艺方法，在节约用水、降低成本的同时，还可节省对工业废水进行后处理的费用以及避免工业废水对环境的污染。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种利用工业废水制备的水煤浆，包含煤粉、工业废水及添加剂，添加剂包括分散剂和稳定剂，分散剂成分中阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂重量比为8:2，其中，阴离子表面活性剂为萘磺酸盐甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚烯烃磺酸盐、聚羧酸盐中的两种或三种组合物，非离子表面活性剂为脂肪醇酯或脂肪酸酯，稳定剂成份中羟丙基甲基纤维素、淀粉、木质纤维素重量比为89：10：1。
优选情况下，添加剂的总重量为煤粉和工业废水总重量的0.5～1%。
优选情况下，煤粉的原料煤为陕西煤、甘肃煤或新疆煤。
优选情况下，工业废水含有槟榔碱、鞣质、木质素、糖甜味剂、蛋白质、香精香料、氢氧化钙成分。
优选情况下，工业废水含有醚类、醇类有机化合物成分。
优选情况下，工业废水含有酚、氨、氰化物、硫化物成分。
优选情况下，相对于100重量份的煤粉，所述工业废水的用量为 45～65 重量份。
优选情况下，相对于100 重量份的煤粉，所述工业废水的用量为50～60重量份。
一种制备上述水煤浆的工艺方法，包括以下步骤：先将原料煤输送到破碎机破碎，形成煤粉;在双搅处加入工业废水和分散剂，通过单搅进入球磨机研磨,形成煤浆;煤浆在磨浆机出口处流入振动筛，过滤去除大颗粒杂物和纤维质杂质后，流入均质桶进行强搅;将煤浆泵入中间桶，加入稳定剂搅拌均匀并熟化;将成品水煤浆泵入成品罐储存。
优选情况下，水煤浆中煤粉平均颗粒直径为 40～99微米。
本发明具备的有益效果：工业废水必须经过后续处理，以防止直接排放对环境造成严重污染和对人体造成损伤。根据本发明制备的水煤浆产品成本比利用清水制浆添加剂成本略有增加，水煤浆的各项技术指标均达到标准要求。此外，本发明充分利用工业废水，不但节约了水资源，而且节约了废水处理费用，通过水煤浆1000～1200℃高温燃烧实现工业废水的无害化处理。