作者/来源:王利珍1,杨祥生2,陈荣荣1,魏文珑1,杨怀旺3,姚润生3(1.太原理工大学,太原 030024;2 日期: 2008-09-25 点击率:1736
20世纪70年代的世界石油危机促使一些国家开始研究新的能源替代品,水煤浆(简称CWS)便是其中之一,典型的水煤浆是由约70%煤、30%水和1%的化学添加剂制备成的煤一水固液分散体系。能满足工业应用的水煤浆不仅要有理想的流动性、可燃性,还要有良好的稳定性。影响水煤浆稳定性的主要因素有煤的品种、煤粉的粒度分布、化学添加剂、超声辐照、磁化作用、煤浆浓度、煤浆pH值和温度等。
1 煤的品种
不同的煤种对水煤浆稳定性的影响也不相同。煤的物理化学性质对水煤浆的特征影响很大,煤的亲水性大大影响水煤浆的流变性与稳定性,它是煤中O/C比的函数,当O/C比增加时,羧基和羟基等官能团氧在煤表面上增多,从而使煤的亲水性增大。一般认为:变质程度低的煤所制水煤浆的稳定性比变质程度高的煤所制水煤浆的稳定性好。煤中的无机矿物质对水煤浆的稳定性和流变性都有重要的影响,但由于各种矿物质种类繁多,结构复杂,所以很难估计它们单个的作用。煤中的矿物质主要是通过影响煤表面的亲水性、电化学性质或通过与制浆用分散剂的相互作用来影响浆体的稳定性。
尉迟唯等在相同的制浆条件下,考察了24种不同地区、不同变质程度煤制成水煤浆的成浆性、流变性及静态稳定性。结果表明,山西阳泉、山东淄博石谷、河北下花园等煤种适宜制浆,这些煤的浆体质量分数均可达到66%以上,浆体呈假塑性流体,且煤浆产生软沉淀的静态稳定性均在15d以上;山西潞安石圪节、安徽淮南、淮北石台等煤成浆性较好,稳定性在7d左右,浆体呈胀塑性流体;山东枣庄八一、甘肃靖远红会、河南鹤壁等煤可达到较高的煤浆质量分数,浆体流变性及稳定性均较差,其他的煤则不适宜用于制备水煤浆;他们还通过对不同变质程度煤的岩相显微组分分析,考察了煤的岩相显微组分对水煤浆性质的影响。结果表明,在相近的灰分含量下,烟煤较高的镜质组、较低的丝质组含量有利于煤的成浆性和稳定性。
祁威等选择神府矿区柠条塔煤中的镜煤、亮煤和暗煤进行了制水煤浆实验。结果表明,当样品中镜质组和丝质组的比例为(65%~75%)∶(35%~2....