一种低阶煤表面改性提高成浆性能的方法技术

一种低阶煤表面改性提高成浆性能的方法，在低阶煤粉中加入钛酸酯偶联剂，再加入十二醇，以及少量异丙醇稀释偶联剂，高速搅拌混合实现干法改性，或者，以异丙醇为溶剂，水浴70℃回流并进行搅拌混合4h，过滤并用异丙醇冲洗所得产物，干燥至恒重，实现湿法改性，向改性煤粉中加入NSF分散剂，再加入水，搅拌均匀制成水煤浆，本发明专利技术在低阶煤表面引入钛酸酯和十二醇，利用钛酸酯与低阶煤表面存在的含氧官能团和矿物质进行反应，同时与十二醇产生交联，使低阶煤表面由亲水性向疏水性转变，同时减弱了含氧基团或矿物质与水之间的氢键作用，减少了煤表面吸附水的含量，从而使得NSF分散剂在低阶煤表面更好的吸附，进而提高了低阶煤的制浆性能。

Method for improving slurry performance of low rank coal surface modification

A method of low rank coal surface modification to improve pulp properties, adding titanate coupling agent in low order coal, adding twelve ethanol, isopropanol diluted and a small amount of coupling agent, high-speed mixing to achieve dry modification, or with isopropyl alcohol as the solvent and 70 DEG C water bath mixing reflux and 4H. Filtration and rinse the product with isopropanol and dried to constant weight, the wet modification, adding NSF to the modified coal powder dispersing agent, adding water, stirring into coal water slurry, the invention introduces titanate and twelve alcohol in low rank coal surface, using existing titanium ester and low rank coal bearing surface oxygen functional groups and minerals was also cross-linked with twelve alcohol, the low rank coal surface changed from hydrophilic to hydrophobic, while reducing the hydrogen bonding between the oxygen containing groups or mineral and water, reduce coal The surface adsorption water content makes the NSF dispersant adsorb better on the low rank coal surface, and then improves the Pulping Property of the low rank coal.

【技术实现步骤摘要】
一种低阶煤表面改性提高成浆性能的方法
本专利技术属于化工
，涉及水煤浆性能改善，特别涉及一种低阶煤表面改性提高成浆性能的方法。
技术介绍
水煤浆技术是一种能够清洁高效利用煤炭的技术，将煤与水进行混合，并添加少量添加剂，经过一定的工艺，制备成固液两相悬浮分散体系。该体系具有一定的流动性和稳定性，可以进行管道输送，雾化并稳定燃烧，作为石油或天然气的补充和替代燃料，且其燃烧过程较直接使用煤炭燃烧更环保，此外，水煤浆还可以作为其他化工生产过程如合成甲醇、合成氨的原料。在实际工业应用中，要求水煤浆应具有高浓度、流动性能好、稳定性好的特点。通常制备高浓度水煤浆的方式是将60％～70％的煤，30％～40％左右的水和约1％的添加剂进行混合。根据现有研究结果，对水煤浆性能影响较大的因素是煤本身的性质和添加剂的性能。添加剂包括分散剂、稳定剂和其他辅助药剂，其中分散剂起关键作用。通常认为分散剂分子亲油端与疏水性的煤表面作用，亲水端与水作用，通过分子间电荷斥力和空间位阻作用达到分散煤颗粒，防止凝聚沉淀的目的。在实际制备水煤浆时，通常使用变质程度较高，含氧量低，表面疏水性强的高阶煤。而相较于高阶煤，低阶煤的变质程度低，表面含有大量的含氧官能团(以羟基和羧基为主)和矿物质，导致低阶煤的表面疏水性差，与煤疏水性强这一使用分散剂的前提相悖，导致分散剂对低阶煤的分散性能较差。此外，含氧官能团和矿物质在煤表面结合了较多的水，导致水煤浆中自由水含量减少，降低了水煤浆的性能。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中分散剂对低阶煤分散性较差等的缺点，本专利技术的目的在于提供一种低阶煤表面改性提高成浆性能的方法，将成本低、储量大的低阶煤用于水煤浆的制备，针对低阶煤的表面特点，通过引入偶联剂与低阶煤表面含氧官能团和矿物质进行反应，同时与十二醇交联，选择性的将煤表面亲水区域改性，增强低阶煤表面的疏水性，使其表面性状与高阶煤类似，改善现有分散剂对低阶煤的分散性能，提高低阶煤的成浆性能。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种低阶煤表面改性提高成浆性能的方法，在低阶煤粉中加入占其质量分数0.3～0.5％的钛酸酯偶联剂，再加入与钛酸酯偶联剂摩尔比(2：1)～(3：1)的十二醇，以及少量异丙醇稀释偶联剂，偶联剂在异丙醇中浓度为0.1g/mL。高速搅拌混合实现干法改性，然后加水制成水煤浆。本专利技术另一种低阶煤表面改性提高成浆性能的方法，在低阶煤粉中加入占其质量分数0.3～0.5％的钛酸酯偶联剂，再加入与钛酸酯偶联剂摩尔比(2：1)～(3：1)的十二醇，以异丙醇为溶剂，水浴70℃回流并进行搅拌混合4h，过滤并用异丙醇冲洗所得产物，干燥至恒重，实现湿法改性，然后加水制成水煤浆。所述低阶煤粉是将低阶煤破碎、磨制成不同粒度的煤粉，根据粒度级配将不同粒径的煤粉混合所得。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在低阶煤表面引入钛酸酯和十二醇，利用钛酸酯与低阶煤表面存在的含氧官能团和矿物质进行反应，同时与十二醇产生交联，使低阶煤表面由亲水性向疏水性转变，同时减弱了含氧基团或矿物质与水之间的氢键作用，减少了煤表面吸附水的含量，从而使得NSF分散剂在低阶煤表面更好的吸附，进而提高了低阶煤的制浆性能。具体实施方式下面结合实施例详细说明本专利技术的实施方式。实施例1(1)将原煤破碎、研磨并筛分得到不同粒径分布的煤粉，将不同粒径的煤粉按照德士古粒度级配技术混合得到煤样。(2)将100g煤样放入烘箱中在100℃下干燥至恒重，得到干煤样并称重；(3)将干煤样质量分数0.3％的钛酸酯偶联剂，十二醇(十二醇与钛酸酯摩尔比2：1)，溶解于10mL异丙醇中，并与步骤(2)所得干煤粉共同加入带有搅拌器的三口烧瓶中，高速搅拌混合4h。(4)将改性煤粉放入烘箱干燥至恒重，冷却并加入NSF分散剂和蒸馏水，高速搅拌得到水煤浆。实施例2(1)将原煤破碎、研磨并筛分得到不同粒径分布的煤粉，将不同粒径的煤粉按照德士古粒度级配技术混合得到煤样。(2)将100g煤样放入烘箱中在100℃下干燥至恒重，得到干煤样并称重；(3)将干煤样质量分数0.5％的钛酸酯偶联剂和十二醇(十二醇与钛酸酯摩尔比2：1)，溶解于10mL异丙醇中，并与步骤(2)所得干煤粉共同加入带有搅拌器的三口烧瓶中，高速搅拌混合4h。(4)将改性煤粉放入烘箱干燥至恒重，冷却并加入NSF分散剂和蒸馏水，高速搅拌得到水煤浆。实施例3(1)将原煤破碎、研磨并筛分得到不同粒径分布的煤粉，将不同粒径的煤粉按照德士古粒度级配技术混合得到煤样。(2)将100g煤样放入烘箱中在100℃下干燥至恒重，得到干煤样并称重；(3)将干煤样质量分数0.5％的钛酸酯偶联剂和十二醇(十二醇与钛酸酯摩尔比3：1)溶解于10mL异丙醇中，并与步骤(2)所得干煤粉共同加入带有搅拌器的三口烧瓶中，高速搅拌混合4h。(4)将改性煤粉放入烘箱干燥至恒重，冷却并加入NSF分散剂和蒸馏水，高速搅拌得到水煤浆。实施例4(1)将原煤破碎、研磨并筛分得到不同粒径分布的煤粉，将不同粒径的煤粉按照德士古粒度级配技术混合得到煤样。(2)将100g煤样放入烘箱中在100℃下干燥至恒重，得到干煤样并称重；(3)将干煤样质量分数0.5％的钛酸酯偶联剂和十二醇(十二醇与钛酸酯摩尔比3：1)溶解于100mL异丙醇中，并与步骤(2)所得干煤粉共同加入带有搅拌器、冷凝管的三口烧瓶中，在70℃水浴中高速搅拌混合4h。(4)将改性煤粉过滤去除溶剂异丙醇，将过滤所得煤样干燥至恒重，冷却并加入NSF分散剂和蒸馏水，高速搅拌得到水煤浆。应用效果测试：以内蒙古褐煤做为研究对象，钛酸酯和十二醇为改性剂，通过上述步骤制得不同浓度的水煤浆，本专利技术对水煤浆性能影响的测试结果如下表1所示。由表1可以看出，使用本专利技术所述的低阶煤表面改性方法处理过的内蒙古褐煤相较未改性过的褐煤具有更好的成浆性能，其成浆浓度、流动性和稳定性均有提高。表1各实施例产品的成浆性能比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低阶煤表面改性提高成浆性能的方法，其特征在于，在低阶煤粉中加入占其质量分数0.3～0.5％的钛酸酯偶联剂，再加入与钛酸酯偶联剂摩尔比(2：1)～(3：1)的十二醇，以及少量异丙醇稀释偶联剂，高速搅拌混合实现干法改性，然后加入分散剂和水制成水煤浆。

【技术特征摘要】
1.一种低阶煤表面改性提高成浆性能的方法，其特征在于，在低阶煤粉中加入占其质量分数0.3～0.5％的钛酸酯偶联剂，再加入与钛酸酯偶联剂摩尔比(2：1)～(3：1)的十二醇，以及少量异丙醇稀释偶联剂，高速搅拌混合实现干法改性，然后加入分散剂和水制成水煤浆。2.根据权利要求1所述低阶煤表面改性提高成浆性能的方法，其特征在于，偶联剂在异丙醇中浓度为0.1g/mL。3.一种低阶煤表面改性提高成浆性能的方法，其特征在于，在低阶煤粉中加入占其质量分数0.3～0.5％的钛酸酯偶联剂，再加入与钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光华，杜伦，胡仕宁，杜倩，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61