近5年15篇腐植酸水煤漿分散劑研究應用效果顯著
腐植酸水煤漿分散劑是一種兩性離子型分散劑,具有可塑性強、分散性能好、可單獨或復配使用等優點,在提升水煤漿濃度、降低水煤漿黏度、提高水煤漿分散性能等方面效果顯著。現分享近5年15篇腐植酸腐植酸水煤漿分散劑的文獻研究成果。
1. 北京天地融創科技股份有限公司張靜研究了萘系、木質素系和腐植酸系分散劑對水煤漿成漿性能的影響。結果表明:分散劑對煤具有適配性,萘系與低階煤01和低階煤03、腐植酸系與低階煤02的適配性更高;萘系和腐植酸系對水煤漿流動性的影響優于木質素系,分散劑對水煤漿的穩定性從高到低排序為腐植酸系>木質素>萘系。萘系和木質素系復配,萘系復配量在90%時不影響水煤漿的成漿性能。萘系與腐植酸系分散劑復配,腐植酸系復配量在10%時可明顯提高水煤漿的流動性和穩定性。通過研究分散劑添加量對水煤漿表觀黏度的影響,發現分散劑的飽和添加量為0.6%。[來源:《煤炭技術》,2023,42(8):249~252]
2. 中國礦業大學施俊杰研究了低階煤與陰離子磺酸基型分散劑的成漿濃度預測模型。結果表明:6種低階煤(神華不粘煤SHNC、李家壕煤LJHC、神華長焰煤SHYC、萬利煤WLC、寶雞煤BJC和布爾臺煤BETC)與腐植酸系(SHS)成漿時定粘濃度普遍更低。分散劑分子中的基團-OH、-C-O、-SO3-和-CH2與BJC水煤漿的定粘濃度呈正相關;分散劑分子中的基團-C=O、-CH3和-C=C與BJC水煤漿的定粘濃度呈負相關。結合Origin軟件使用PLS法在BJC定粘濃度(y)與分散劑親疏水基團紅外吸收峰面積比之間進行回歸擬合,得出了基于不同陰離子磺酸基型分散劑基團影響的成漿濃度預測模型:y=65.201+0.001x1-0.145x2+0.073x3+0.430x4-0.089x5+0.096x66-0.020x7。[來源:中國礦業大學碩士學位論文,2023]
3. 煤炭科學技術研究院有限公司煤化工分院蔡志丹等分析了氣化用水煤漿添加劑性能及分散作用機理。結果表明:萘系(TN)主要通過磺酸基吸附在煤的表面,其萘環結構以π電子極化吸附形式在煤表面呈臥式吸附,可提高吸附速率;腐植酸系(TF)的羧基官能團在分散過程中發揮關鍵的作用,腐植酸分子和煤顆粒之間的范德華力和靜電力的大小決定了其極限吸附量;木質素系添加劑(TM)的甲基、亞甲基、芳香環、羥基等極性基團在煤顆粒的表面存在金屬離子交換作用和氫鍵作用,但由于其復雜的作用關系,導致其吸附量少。[來源:《煤化工》,2021,49(6):38~41]
4. 中國礦業大學董亞萍研究了腐植酸基水煤漿分散劑的結構設計、合成及其制漿穩定性。結果表明:萘磺酸鈉制漿流動性最好、粘度最低,但是穩定性最差,木質素磺酸鈉和腐植酸磺酸鈉在流動性和穩定性方面都處于中等水平,而改性腐植酸磺酸鈉在流動性方面表現不如前者,但是仍具有良好的流動性能,在高剪切速率下有較好的降粘能力,同時穩定性最佳:在添加量0.4%、制漿濃度62%時析水率僅2.38%;通過吸附實驗得到萘磺酸鈉的KL值最大吸附能力最強,改性腐植酸磺酸鈉和腐植酸磺酸鈉次之,木質素磺酸鈉最弱;接觸角大小反應分散劑改性煤顆粒表面浸潤能力:改性腐植酸磺酸鈉≥萘磺酸鈉>腐植酸磺酸鈉≥木質素磺酸鈉,其中萘磺酸鈉和改性腐植酸鈉接觸角較小,潤濕能力較強,木質素磺酸鈉和腐植酸磺酸鈉潤濕效果較差;Zeta電位的大小直接反映了穩定性能,其中改性腐植酸磺酸鈉具有最大電負性,木質素磺酸鈉和腐植酸磺酸鈉次之,萘磺酸鈉最高,由此證明了結構中引入羧酸鏈、聚乙二醇鏈的合理性,對穩定性起到重要作用。[來源:中國礦業大學碩士學位論文,2021]
5. 大唐呼倫貝爾化肥有限公司唐巖超以大唐呼化現場制漿用煤為原料,使用單棒磨工藝和粒度級配工藝制漿,考察木質素系、萘系和腐植酸系分散劑對煤樣成漿性的影響,通過測定不同添加劑對煤粉懸浮液zeta電位的影響和煤粉對3種添加劑的極限吸附量的變化,研究3種分散劑的作用機理。結果表明:東明煤、金新煤和混煤的最高成漿濃度,隨著分散劑使用量的增大先增加后趨于平穩,分散劑具有最佳使用量與分散劑種類、煤樣性質和制漿工藝有關。添加劑分散性能優劣順序為:腐植酸系>萘系>木質素系,原因為腐植酸系和萘系添加劑在煤粉表面吸附較少且可有效防止煤粒相互聚集沉淀。[來源:《煤質技術》,2021,36(1):63~68,74]
6. 陜西科技大學吳江研究了腐植酸的化學改性及其對煤粒的分散性能。結果表明,當HA聚合物分散劑HBNS的添加量為0.5wt%,此時水煤漿的黏度最低為513mPa·s,最高制漿濃度為68wt%,水煤漿體系的不穩定性指數為0.2915,靜置7天的析水率為5.25%,飽和吸附量為3.966mg/g;HA聚合物分散劑HSP的最佳添加量為0.6wt%,水煤漿黏度為497mPa·s,最高制漿濃度為67wt%,水煤漿體系的不穩定性指數為0.3180,靜置7天的析水率5.87%,飽和吸附量為3.765mg/g。與市場上銷售的常見的分散劑做制漿性能對比,結果表明新制備的HA水煤漿分散劑的成漿性和萘系不分伯仲,但制備的水煤漿的穩定性比萘系分散劑卻高出很多;而且新制備的HA水煤漿分散劑不管是從成本,還是效果上都比現面市場上銷售的水煤漿分散劑應用性能更強。[來源:陜西科技大學碩士學位論文,2019]
7. 陜西科技大學陜西省輕化工助劑重點實驗室張光華等采用檸檬酸鈉與腐植酸分散劑進行復配,考察檸檬酸鈉在不同用量的條件下對水煤漿的表觀黏度、流動度、流變曲線、析水率、穩定性等的影響,得出了檸檬酸鈉與腐植酸分散劑的優化實驗配方,結果表明:在腐植酸分散劑的添加量為0.2%時,從水煤漿的流動性、表觀黏度、流型、穩定性的角度考慮,檸檬酸鈉的用量為0.03%。[來源:《煤炭技術》,2019,38(4):135~137]
8. 陜西科技大學陜西省輕化工助劑化學與技術重點實驗室吳江等以腐植酸、無水亞硫酸鈉、甲醛、β-萘磺酸鈉為主要原料,通過磺甲基化和縮聚反應,制備出一種新型的腐植酸分散劑HBNS,將其應用到榆林煤制漿中,考察水煤漿的成漿性能、穩定性及HBNS與煤粒復合體系的Zeta電位。結果表明,HBNS的分散性、穩定性均優于傳統的腐植酸分散劑,當其用量為0.5%時,可獲得濃度高達68%的水煤漿,漿體表觀黏度為632mPa·s,水煤漿的流動度為123mm;靜止7d時,水煤漿的析水率為5.7%,析水較少,且漿體底部為軟沉淀;Zeta電位的絕對值隨著HBNS添加量的增加而增大,水煤漿體系的穩定性明顯增強。[來源:《應用化工》,2018,47(12):2638~2642]
9. 陜西科技大學化學與化工學院銀召霞等研究了水煤漿分散劑HA/SAS/St的制備及流變性能。以黃腐酸(HA)、烯丙基磺酸鈉(SAS)和苯乙烯(St)為單體,以過硫酸鉀(KPS)為引發劑,采用水溶液聚合法,利用熱引發自由基共聚,制備出具有雙親性質的低分子量水溶性三元聚合物水煤漿分散劑HA/SAS/St,探討HA含量、分散劑用量、制漿濃度對水煤漿漿料的分散效果的影響。結果表明:HA含量30%,分散劑用量1.3%,制漿濃度30%時,水煤漿有最好的分散效果,最佳的穩定體系。[來源:《應用化工》,2018,47(10):2068~2071]
10. 陜西科技大學陜西省輕化工助劑化學與技術重點實驗室吳江等以磺甲基化腐植酸分散劑作為水煤漿分散劑分別對陜西榆林煤、新疆伊犁煤、陜西彬長煤、內蒙通遼煤的成漿性能進行研究。以水煤漿的表觀黏度、流動性和穩定性作為試驗指標,分析煤表面含氧官能團、親疏水性、氧碳比與分散劑煤種的適應性的關系。結果表明:磺甲基化腐植酸分散劑更適用于陜西彬長煤。[來源:《選煤技術》,2018(4):35~38]
11. 陜西科技大學教育部輕化工助劑化學與技術重點實驗室隋明煒等采用水溶液聚合方法,以過硫酸鉀為引發劑,用腐植酸和丙烯酰胺、烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG-1000)為原料合成新型分散劑,其中原料比為腐植酸∶丙烯酰胺∶APEG-1000=2∶1∶1,引發劑用量為4%,合成后的接枝共聚物采用IR、TG、DSC對聚合物的結構進行了表征,并測定由其制成的水煤漿的表觀黏度、流變及Zeta電位、吸附量。結果表明:水煤漿的濃度為63%、分散劑用量為干基煤的0.20%時,表觀黏度可降低至400mPa·s。[來源:《煤炭技術》,2018,37(5):303~305]
12. 北京化工大學張釗研究了新型復配水煤漿添加劑制備與性能。結果表明:萘系與木質素系按9∶1(質量比)比例復配能夠將最大成漿濃度提升至60%,煤漿品質大幅度提升;萘系與腐植酸系添加比例為1∶9~3∶7(質量比)時能夠明顯降低煤漿粘度,但煤漿穩定性變差,最高成漿濃度未見增長;萘系與脂肪族系復配添加劑能夠明顯提升水煤漿穩定性,能引起煤漿粘度大幅上漲,最高成漿濃度未見增長;萘系、木質素系、腐植酸系比例為6∶1∶3的配比進行添加劑復配所制水煤漿粘度減小,水煤漿穩定性增強,最大成漿濃度為62%。因此選用該復配方案。按照上述添加劑復配比例定型為HS-1型水煤漿添加劑,加入比例為3‰時具有較低的使用成本,方漿成本為9.5元。并通過市場調研,設計并建造了主要原料萘系水煤漿添加劑和腐植酸系水煤漿添加劑生產裝置并投入應用。[來源:北京化工大學碩士學位論文,2017]
13. 陜西科技大學教育部輕化工助劑化學與技術重點實驗室隋明煒等以腐植酸為原料,通過在腐植酸上接枝共聚,引入大分子親水長鏈,合成2種親水長鏈型水煤漿分散劑:腐植酸-烯丙基磺酸鈉-衣康酸聚乙二醇酯(HSI)和腐植酸-烯丙基磺酸鈉-馬來酸聚乙二醇酯(HSMa),采用紅外光譜、熱重分析、差示掃描量熱及X射線衍射對2種分散劑結構進行表征,同時測定了由其制備的水煤漿的表觀黏度和流變性。結果表明:新合成的分散劑親水性好,分散性能優良,可明顯降低水煤漿的表觀黏度,且HSMa性能優于HSI。[來源:《煤炭科學技術》,2017,45(10):209~212]
14. 山西鋼科碳材料有限公司郭巍峰采用直接酯化法,以馬來酸酐和聚乙二醇600先酯化合成酯化單體(MAPEG-600),再以腐植酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和酯化單體為原料,以過硫酸鉀為引發劑,采用水溶液自由基接枝共聚原理,合成出了一種新型的兩性離子型腐植酸分散劑(HDM)。通過紅外光譜對接枝共聚產物的分子結構進行了表征。將其作用于榆林煤制漿,最佳工藝條件為:m(MAPEG-600)/m(HA)=2.5∶1,引發劑KPS用量為腐植酸和MAPEG-600總質量的6.0%。結果表明:HDM相較于市售的木質素磺酸鈉有更好的穩定性。[來源:《云南化工》,2017,44(6):39~42]
15. 中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院黨彤彤等研究了腐植酸鈉溶液直接磺甲基化制備水煤漿分散劑。結果表明:腐植酸鈉溶液直接磺甲基化改性的最佳工藝條件為:亞硫酸鈉用量為30%(質量分數,下同),甲醛用量為40%,反應溫度為90 ℃,反應時間為150min。采用磺甲基化腐植酸系分散劑(LSHA分散劑)制備的水煤漿最高成漿濃度為59.1%,在制漿濃度方面滿足水煤漿氣化的要求,雖比采用萘系分散劑制備的水煤漿低0.8%,但其穩定性優于萘系分散劑。[來源:《煤炭科學技術》,2017,45(1):221~225]