催化裂化油浆用作煤油共炼溶剂的流变性研究

为解决油煤浆输送过程中的沉积和阻力过大等问题,在常压低温条件下,分析了溶剂性质、煤颗粒粒度、催化剂和助催化剂、溶胀、剪切速率、煤浆浓度、配制时间和温度等条件对油煤浆黏度的影响规律。结果表明,在相同条件下,油煤浆黏度随溶剂黏度的增大而增大,随煤颗粒粒度的增加而减小,随催化剂和助催化剂的添加而增加,随煤浆浓度升高而增加。当油煤浆的浓度大于30%时,表观黏度随剪切速率的增大而降低,表现出剪切稀化。煤颗粒在溶剂中溶胀后,使得煤颗粒在煤浆中的体积浓度增大,黏度变大。温度对油煤浆黏度影响较大,黏度随温度的升高而降低,在常压低温条件下,黏度随温度变化呈现一定的定量关系。     

重质油和低阶煤共加氢油煤浆的黏温特性

针对重质油油煤浆输送过程存在沉积和阻力过大等问题,采用旋转黏度计和高温黏度仪,考察了催化裂化油浆、煤焦油重油和低阶煤共处理时的油煤浆黏温特性及变化机理。结果表明,常压低温条件下,温度对油煤浆黏度的影响很大,随温度升高,煤浆黏度起初下降较快,随后下降变缓,催化裂化油浆配制的油煤浆的活化能高于煤焦油重油配制的油煤浆。高温高压条件下,以催化裂化油浆配制的油煤浆黏度随温度升高基本呈下降趋势,在350～370℃黏度略有增加;以煤焦油重油配制的油煤浆的黏度随温度升高起初呈下降趋势,温度超过140℃时,油煤浆黏度逐渐上升,338℃时,黏度达到最大值,随温度进一步升高,黏度呈下降趋势。     

优化后的油煤浆常温常压流变特性的研究

油煤浆的黏度变化是煤直接液化工艺设计的重要参数之一.实验配制油煤浆的溶剂为催化裂化(FCC)油浆(或回炼油)与循环溶剂的掺混体,与传统的循环溶剂差异较大.研究了常温常压条件下各因素对这类油煤浆黏度的影响规律,得到油煤浆浓度为45%和50%条件下FCC油浆(或回炼油)掺混体系满足液化输送的配制条件.分析了FCC油浆(或回炼油)的掺混比、油煤浆浓度、温度对油煤浆黏度的影响规律,结果表明,煤浆的黏度随溶剂黏度的增大而增大,随油煤浆浓度增大而升高.温度对浆体的黏度影响较大,黏度随温度升高而降低,通过对实验数据的数学回归,建立了一定温度范围内黏度随温度变化的定量关系式.     

粒度级配对神府煤成浆性能的影响

为提高神府煤制备水煤浆的成浆性能,分析了神府煤的原煤性质,说明神府煤的成浆指标为11.55,属于很难成浆煤种。对不同粒度级配的干基煤样进行粒度分析,通过粗、细煤粉单独制浆实验和不同粒度级配煤粉的成浆性实验,研究了不同粒度级配对水煤浆成浆性的影响。结果表明:经过级配的干基煤样具有双峰粒度分布特征,适宜制浆;粗煤粉不能单独成浆,细煤粉单独制浆的最大成浆浓度为61%;粗细煤粉质量比约为1∶2时,水煤浆具有较好的流动性和稳定性,最大成浆浓度可达63.8%,此时水煤浆黏度为1000 mPa·s,符合工业水煤浆制备标准,说明合理的粒度级配可降低水煤浆黏度,增强流动性及稳定性。     

焦粉与低阶煤混配制备水煤焦浆的成浆性研究

为合理利用焦粉资源,以新疆地区低阶煤(露天煤、宽沟煤、乌东煤)及某电石厂焦粉为原料,进行了混配制备水煤焦浆的研究,考察了浆体成浆性能,分析了其浓度、黏度、流动性、稳定性。单一焦粉制得焦浆的成浆性研究表明:焦粉无需研磨,可单独制成焦浆,最佳工艺参数为添加剂添加率2‰,此时制得的焦浆质量分数62%,黏度555 mPa·s。焦粉与不同种低阶煤混配制浆的研究表明:焦浆与煤浆容易混合成浆,混合浆体的稳定性相对单一焦浆明显提高,焦粉与低阶煤混合制浆后,还可提高水煤浆浓度。     

配煤对环县煤成浆性能的影响研究

通过对华亭、正宁、环县3种煤进行单煤制浆及配煤制浆实验,考察了配煤对环县煤成浆性能的影响。单煤的成浆性能研究表明:不同煤种成浆性能有差异,环县煤配制的水煤浆稳定性最好,为13. 6%,黏度最小,为997mPa·s,符合国家标准。配煤制浆中,环县煤和正宁煤比例为6∶4时,黏度为1007mPa·s,成浆浓度达到了67. 4%,稳定性最好,为9. 7%,符合国家标准。实验结果表明:配煤煤种选择及配比的不同,使煤种间作用效果不同,从而影响配煤制浆的性能。     

一种FCC油浆与煤共处理影响因素研究

通过高压釜研究了山东某炼厂的催化裂化油浆(FCC油浆)与新疆哈密地区煤共处理效果.结果表明:当煤粉添加量为30%时,油煤浆的黏度已经达到了1 375mPa·s,远大于煤直接液化中油煤浆的黏度,不利于泵的输送,因此,如何降低油煤浆黏度是煤油共炼技术要解决的重要问题之一;在煤粉添加量为30%~35%、反应温度为450℃、停留时间为2.0h的条件下,FCC油浆与煤共处理的反应效果较好,转化率超过了98%,油产率基本维持在80%;对FCC油浆进行加氢预处理来改善其性质,可显著降低油煤浆的黏度,同时提高了煤粉添加量为40%条件下的煤油共处理效果,使转化率由92.4%上升至96.5%,油产率由71.12%上升至79.19%.     

配煤对水煤浆性能影响研究

通过对华亭、张掖和神府三种煤进行单煤制浆、不同质量比的两种煤和三种煤配煤制浆实验,研究配煤对水煤浆性能的影响。单煤制浆中,各煤种配制的水煤浆黏度和稳定性差异较大,其中张掖煤配制的水煤浆稳定性最好,为13.11%,神府煤的表观黏度最小,为622m Pa·s,符合国家标准。配煤制浆中,华亭煤、张掖煤和神府煤以3:2:1的质量比组合制得的水煤浆稳定性最好,为9.59%,表观黏度为653.7m Pa·s,符合国家标准。配煤制浆的实验结果表明:由于煤种间相互作用的效果不同,配煤煤种的选择以及配比的不同,都影响配煤的水煤浆性能。     

油煤浆表观黏度测定方法研究

为建立油煤浆表观黏度测定标准,实现油煤浆表观黏度的准确测量,研究了多种煤液化油煤浆在不同条件下的流变行为,考察了剪切速率、测量温度、样品放置时间、读数开始时间等因素对油煤浆表观黏度测值的影响,并确定了油煤浆表观黏度测定方法的精密度。结果表明:测定油煤浆表观黏度的最佳条件为:剪切速率100 s-1,测量温度60℃,油煤浆取样后应立即进行黏度测定,启动旋转黏度计后,第11 min开始记录读数,每隔10 s记录一次,共计30次,以测定结果的平均值为样品黏度值,修约到整数位报出。规定油煤浆表观黏度测定方法的重复性限r=0.13η100 s-1-4.30,由于试验仪器条件的限制,未对再现性做出说明。     

常压低温条件下油煤浆黏度变化的研究

在煤直接液化过程中，油煤浆的黏度变化是工艺设计的重要参数之一．进行了常压低温条件下影响油煤浆黏度变化的实验研究，分析了溶剂、煤粒度、煤油比以及外力因素如剪切速率、温度和溶胀等条件对煤浆黏度的影响规律．实验结果表明：煤浆的黏度随溶剂黏度的增大而增大，随煤颗粒粒度增大而减小，随煤油比增大而升高．煤浆的表观黏度随剪切速率的增大而逐渐降低，表现出一定的剪切稀化性，煤颗粒在溶剂中发生溶胀，煤浆体系的黏度由于溶胀而增大．温度对浆体的黏度影响较大，黏度随温度升高而降低，通过对实验数据的数学回归，建立了一定温度范围内黏度随温度变化的定量关系式．     

褐煤制油煤浆高温高压黏度实验研究

研究了内蒙某褐煤制油煤浆在高温高压条件、不同浓度和不同升温速率条件下黏度变化规律,为0.1t/d褐煤直接液化实验提供初步的基础数据.选用煤炭科学研究总院研制的模拟高温高压条件下油煤浆黏度变化的高压釜,通过记录高压釜扭矩变化来换算成油煤浆黏度.结果采用线性回归方法,得出了该褐煤制油煤浆在高温高压条件下黏温关系方程.通过黏温关系方程,可以计算在不同温度下该油煤浆的黏度.结果表明,在不同升温速率和不同浓度下,该油煤浆黏度随温度升高呈下降趋势,浓度是影响黏度的重要因素.     

Effect of Concentration of Ammonium Poly(acrylate) Dispersant and MgO on Coagulation Characteristics of Aqueous Alumina Direct Coagulation Casting Slurries

Coagulation of aqueous alumina slurries prepared using various concentrations (0.43–1.04 wt% based on alumina) of ammonium poly(acrylate) dispersant by MgO has been studied for direct coagulation casting (DCC) of alumina. The slurries prepared at dispersant concentration below 0.84 wt% are not suitable for DCC at room temperature (∼30 ° C) as they undergo premature coagulation. Mixing the slurry with MgO at a low temperature of nearly 5 ° C slows down the reactions leading to coagulation and keeps the slurry viscosity low for a sufficient period of time. Coagulation of slurries prepared at a dispersant concentration of 0.92 wt% and above at room temperature requires MgO concentrations much higher than the equivalent amount required for reaction with the dispersant. This anomalous behavior at higher dispersant concentration is explained such that the Mg-poly(acrylate) formed by the reaction between ammonium poly(acrylate) and MgO formed a sheath over the remaining MgO particles and prevented them from further dissolution at room temperature. Faster coagulation could be achieved by heating the slurries after casting in closed molds. The Mg-poly(acrylate) acts as a binder and stabilizes the coagulated bodies as their strength and stability against oscillatory stresses increase with an increase in dispersant concentration.     

石油磺酸盐表面活性剂在水煤浆制备中的应用

提出利用廉价易得的石油磺酸盐表面活性剂制备水煤浆。通过FTIR光谱分析了5种不同工艺的石油磺酸盐产品的结构,并考察了各种石油磺酸盐所成浆体的流变性、静态稳定性等因素。研究发现,原料馏分油中芳香类物质含量越多、对其磺化程度越高,所得的石油磺酸盐产品分散降黏性能越好,更适合作为水煤浆分散剂。结果表明,F#石油磺酸盐的成浆性能最好,当w(F#)=1 5%时,水煤浆中w(煤粉)可达65%,在25℃下剪切速率为100s-1时浆体的表观黏度为620mPa·s,可稳定贮存20d以上,达到了工业上对水煤浆性能的要求。     

Novel Coagulation Method for Direct Coagulation Casting of Aqueous Alumina Slurries Prepared Using a Poly(Acrylate) Dispersant

Coagulation of concentrated aqueous alumina slurries prepared using an ammonium poly(acrylate) dispersant by MgO has been studied for direct coagulation casting (DCC). A small amount of MgO (0.2 wt% of alumina) increased the viscosity of the concentrated alumina slurry with time and finally transformed it into a stiff gel. The mechanism of coagulation is proposed such that the time-delayed in situ generation of Mg²⁺ ions from the sparingly soluble MgO forms Mg–poly(acrylate) with the unadsorbed ammonium poly(acrylate) molecules in solution that shift the poly(acrylate) adsorption equilibrium toward the left by depleting the poly(acrylate) molecules adsorbed on the alumina particle surface. This leads to insufficient dispersant coverage on the particle surface and coagulation of the slurry. DCC using MgO is possible only if the slurry is prepared at a dispersant concentration higher than that required for optimum dispersion as the slurries prepared at the optimum dispersant concentration underwent premature coagulation. The gelation time could be tailored within 20 min to a few hours by maintaining the temperature in the range of 70°–30°C. The wet coagulated bodies prepared from 50 vol% alumina slurry showed a compressive strength of nearly 0.05 MPa.     

苄基化疏水改性淀粉的合成及水煤浆分散性能

采用氧化淀粉和羟乙基淀粉为原料,氯化苄为疏水剂,引入一定量的疏水基团苄基,制备出两种新型苄基化改性淀粉(氧化苄基化淀粉(OBS)和羟乙基苄基化淀粉(HBS))。将OBS和HBS作为分散剂应用于神华煤制备水煤浆,探讨改性淀粉对浆体的表观黏度、制浆浓度、稳定性和流变性的影响。结果表明:OBS和HBS的最佳添加量为0.50%(质量分数,下同),最大制浆浓度为65%;苄基化疏水改性后制得的淀粉分散剂均具有较好的分散效果,含苄基和羧基更多的OBS分散剂性能更佳,浆体表观黏度为842 mPa·s,7 d析水率为4.3%,煤颗粒表面Zeta电位降至-36.2 mV,体现出较好的稳定性和流变特性。OBS分散剂通过结构中的疏水基团苄基与煤中的硫水区域通过π电子极化作用力结合,形成平躺的线性折叠链式吸附。     

依兰煤油煤浆流变特性的初步研究

在常压和30-70℃的条件下,采用旋转式粘度计测定了依兰煤油煤浆体系的表观粘度,考察了油煤浆体系的表观粘度随溶剂种类、煤颗粒直径、煤浆浓度、温度以及剪切速率等因素的变化规律,建立了实验条件下煤浆体系的流变方程。结果表明：依兰煤油煤浆体系的流变特性符合幂定律模型。     

空化作用改善褐煤水煤浆成浆性的试验研究

介绍了水力空化作用机理,利用水力空化技术对褐煤水煤浆的成浆特性进行了研究;分析了浆体空化前后不同静置条件下粘度、粒度的变化趋势;通过空化试验前后样品分析,对比粘度、粒度测试数据;结果表明,空化后的褐煤成浆性优于常规处理工艺的水煤浆,空化后的粘度测试数值重现性非常好,浆体的流变特性比较稳定,浆体中细粒级煤增加,颗粒分散程度得到改善,保持了良好的悬浮稳定性。     

粒度级配对神华煤成浆特性影响的试验研究

为了研究粒度级配对神华煤成浆特性的影响,通过筛分和干法调浆,探讨了不同粒度分布煤粉的成浆性,结果表明:在添加剂用量为0.3%(干基/干煤)时,具有连续级配特征的原始煤粉可制备出质量分数为61%的煤浆;利用筛分法,分别去除原始煤粉中0.045 mm以下、0.045 mm^0.15 mm、0.15 mm^0.3 mm和0.045 mm^0.3 mm部分,得到4种具有不连续级配特征的样品,其所制煤浆流变性发生了较大变化,其中去除0.045 mm^0.3 mm部分的样品的成浆质量分数提高了3个百分点,在黏度符合要求的前提下流动性大幅提高;连续级配和非连续级配的煤浆均存在黏度与流动性不统一的现象,当级配中粗细颗粒粒径差较大且细颗粒含量达到一定值时,这种现象更加明显。采用粒度级配技术制浆,其细颗粒含量存在一个合理的区间。     

RHEOLOGICAL BEHAVIOR OF LOW-RANK COAL-WATER SLURRIES

The rheological behavior of low-rank coal-water slurries was studied using a Brookfleld Rheolog viscometer. A Sarpy Creek subbituminous coal from Montana, with particle sizes ranging from 0.044 mm to 0.223 mm, was used. The solids concentration in the slurry varied from 15 to 65 weight % and the temperature was maintained constant at 82°F. The rheological behavior of the slurry made from as received coal was compared with that of the slurry made from hot water dried coal

Coal-water slurries, made from both as received and hot water dried coal exhibited pseudoplastic behavior. The shear stress was found to be related to the shear rate by the power law model. As expected, the apparent viscosity was found to increase sharply with solids loading. It was also observed that the apparent viscosities of the slurries made from hot water dried coal were lower than those made from as received coal.