一种高分散性水煤浆分散剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高分散性水煤浆分散剂的制备方法，属于水煤浆分散剂制备技术领域。本发明专利技术首先将玉米淀粉高温蒸煮，再与丙烯酸混合制得预制乳液，将竹片汽爆，后与植物油混合，酸败，得到酸败产物，最后将酸败产物与预制乳液搅拌混合制得高分散性水煤浆分散剂，本发明专利技术中将天然淀粉引入水煤浆分散剂中，引入的磺酸基与羧基可以作为吸附锚固点吸附水煤浆中的煤颗粒，同时利用淀粉较长的碳链克服颗粒间的引力，从而加强分散效果，从竹片中剥离出木质素和竹纤维，大豆油酸败生成甘油、羧基等官能团，羧基官能团可以作为吸附锚固点强力吸附水煤浆中的煤颗粒，而木质素和竹纤维起到很好的分散效果，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高分散性水煤浆分散剂的制备方法
本专利技术涉及一种高分散性水煤浆分散剂的制备方法，属于水煤浆分散剂制备

技术介绍
近几年，能源的需求量不断上升，迫使人们不断寻求新能源。很多学者直接将他们的注意力集中到燃烧和气化水煤浆的领域上。水煤浆是一种采用物理方法制备的煤基流体燃料，是由一定粒度组成的煤（约60%～70%）、水（约30%～40%）和少量分散剂制备而成。它具有石油一样的流动性，热值相当于油的一半，被称为液态煤炭产品。它改变了煤的传统燃烧方式，燃烧后不易产生烟尘，显示出巨大的环保节能优势。水煤浆具有燃烧效率高、污染物排放低等特点，可用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油、代气、代煤燃烧，以及宾馆、住宅、酒店、办公楼等各种建筑物供暖和生活热水。是当今洁净煤技术的重要组成部分。分散剂是制备高浓度水煤浆的关键，少量的分散剂吸附在煤水界面，使憎水的煤颗粒在水中分散，使水煤浆具有高浓度、低黏度、良好的流动性和稳定性，具有工业应用价值。分散剂的作用机理有：（1）提高煤表面的亲水性，分散剂是一种可促进分散相（水煤浆中的煤粒）在分散介质（水煤浆中的水）中均匀分散的化学药剂；（2）增强煤粒间的静电斥力，离子型分散剂除能改善煤表面的亲水性外，还能增强其静电斥力，进一步促使煤粒分散于水介质中；（3）空间隔离位阻效应。水煤浆分散剂主要有阴离子型、非离子型和两性离子分散剂三种。目前市场上应用较多的分散剂主要是萘磺酸盐缩聚物分散剂、木质素磺酸盐分散剂和腐殖酸系分散剂等。奈系分散剂通常具有较优的分散性能，且浆体流型好，不足之处是稳定性较差，容易产生硬沉淀，此外也存在价格偏高的问题。木质素系分散剂稳定性较好，析水量少，且原料丰富、价格便宜，但黏度较大，导致产品分散性能差，需要与其他分散剂复配使用。腐殖酸是一种与煤炭结构具有相似性、来源广泛的天然表面活性物质，其分子结构中含有羧基、酚羟基、羰基等多种活性官能团，与煤颗粒表面具有良好的吸附性能，反应活性较高、价格低廉。以腐植酸作为水煤浆分散剂分散性好，但稳定性很差，易形成硬沉淀，且对金属离子敏感，导致在水煤浆制备中使用时腐植酸受到了限制。因此，研制出一种能够解决上述性能问题的水煤浆分散剂非常有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前水煤浆分散剂分散性不好，化学稳定性差的缺陷，提供了一种高分散性水煤浆分散剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高分散性水煤浆分散剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取1～3份玉米淀粉、1.0～1.5份过硫酸钾和12～14份去离子水放入三口烧瓶中，将三口烧瓶放于水浴锅中搅拌，降低水浴温度，滴加氢氧化钠溶液调节pH值至7.8～8.2，制得反应混合液；（2）将等质量的乙烯磺酸钠和亚硫酸氢钠混合得到混合粉末，向上述三口烧瓶中加入反应混合液质量5～8%的混合粉末，混合搅拌20～30min制得分散液，向三口烧瓶中滴加分散液质量50～60%的丙烯酸，水浴加热下恒温反应，自然冷却至室温，滴加氢氧化钠溶液调节pH值至中性，制得预制乳液，备用；（3）称取500～700g竹片，放于蒸汽爆破罐中，升高蒸汽爆破罐内部气压和温度，恒温恒压静置，打开爆破罐将竹片喷入接收罐中，将接收罐中所得产物放入粉碎机中研磨得到研磨产物，将研磨产物与大豆油按质量比1:3混合搅拌均匀得到混合浆液；（4）将上述混合浆液放于玻璃皿中，向玻璃皿中加入混合浆液质量3～5%的乳链球菌菌粉，将玻璃皿放于温室中，在太阳光照射下，酸败15～17h，得到酸败产物，向玻璃皿中滴加酸败产物质量16～20%的亚硫酸钠溶液，超声波震荡得到改性酸败产物；（5）将上述改性酸败产物与预制乳液按质量比1：5投入烧杯中，将烧杯放于温度为60～65℃的水浴中，以600～700r/min的转速混合搅拌2～3h，恒温静置12～14h，升温至90～95℃，恒温反应30～40min，自然冷却至室温得到高分散性水煤浆分散剂。步骤（1）中所述的水浴锅的温度为85～90℃，搅拌转速为600～650r/min，搅拌时间为30～40min，降低水浴温度至76～80℃，氢氧化钠溶液的质量分数为10～15%。步骤（2）中所述的搅拌转速为700～750r/min，水浴温度为80～85℃，恒温反应时间为4～5h，氢氧化钠溶液的质量分数为10～15%。步骤（3）中所述的蒸汽爆破罐内部气压为3～5MPa，温度为250～280℃，恒温恒压静置时间为30～40min。步骤（4）中所述的温室的温度为45～48℃，相对空气湿度为70～90%，亚硫酸钠溶液的质量分数为10～15%，超声震荡频率为30～35kHz，震荡时间为60～80min。步骤（5）中所述的水浴温度为60～65℃，搅拌转速为600～700r/min，搅拌时间为2～3h，恒温静置时间为12～14h，升温至90～95℃，恒温反应时间为30～40min。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术首先将玉米淀粉高温蒸煮，与丙烯酸混合反应制得预制乳液，再将竹片放入蒸汽爆破罐中进行汽爆，汽爆后与植物油混合，并放入温室中酸败反应得到酸败产物，最后将酸败产物与预制乳液搅拌混合制得高分散性水煤浆分散剂，本专利技术中将天然淀粉引入水煤浆分散剂中，同时将淀粉与乙烯磺酸钠和亚硫酸氢钠混合并与丙烯酸反应，使磺酸基和羧基作为侧链引入淀粉的分子链中，引入的磺酸基与羧基可以作为吸附锚固点吸附水煤浆中的煤颗粒，同时利用淀粉较长的碳链克服颗粒间的引力，从而加强分散效果，同时淀粉具有良好的稳定性和耐高温性能，使分散剂的热稳定性得到显著提高；（2）本专利技术以竹片为原料，以高温爆破的方式，从竹片中剥离出木质素和竹纤维，然后利用大豆油浸泡竹片，并进行酸败反应，使大豆油酸败生成甘油、羧基等官能团，羧基官能团可以作为吸附锚固点强力吸附水煤浆中的煤颗粒，木质素中含有羟基、烃基、酚羟基，同时引入磺酸基可以增加吸附锚固点数量，使分散剂对煤颗粒的吸附作用进一步增强，而木质素和竹纤维本身具有很长的分子链和碳链，因此使颗粒之间形成较大的排斥力，起到很好的分散效果，同时竹纤维和木质素具有良好的热稳定性、化学稳定性和力学性质，有助于提高水煤浆分散剂的稳定性和力学性能，具有广阔的应用前景。具体实施方式按重量份数计，称取1～3份玉米淀粉、1.0～1.5份过硫酸钾和12～14份去离子水放入三口烧瓶中，将三口烧瓶放于温度为85～90℃的水浴锅中，以600～650r/min的转速混合搅拌30～40min，降低水浴温度至76～80℃，滴加质量分数为10～15%的氢氧化钠溶液调节pH值至7.8～8.2，制得反应混合液；将等质量的乙烯磺酸钠和亚硫酸氢钠混合得到混合粉末，向上述三口烧瓶中加入反应混合液质量5～8%的混合粉末，以700～750r/min的转速混合搅拌20～30min制得分散液，向三口烧瓶中滴加分散液质量50～60%的丙烯酸，在水浴温度为80～85℃的条件下恒温反应4～5h，自然冷却至室温，滴加质量分数为10～15%的氢氧化钠溶液调节pH值至中性，制得预制乳液，备用；称取500～700g竹片，放于蒸汽爆破罐中，升高蒸汽爆破罐内部气压至3～5MPa，温度至250～280℃，恒温恒压静置30～40min，打开爆破罐将竹片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高分散性水煤浆分散剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取1～3份玉米淀粉、1.0～1.5份过硫酸钾和12～14份去离子水放入三口烧瓶中，将三口烧瓶放于水浴锅中搅拌，降低水浴温度，滴加氢氧化钠溶液调节pH值至7.8～8.2，制得反应混合液；（2）将等质量的乙烯磺酸钠和亚硫酸氢钠混合得到混合粉末，向上述三口烧瓶中加入反应混合液质量5～8%的混合粉末，混合搅拌20～30min制得分散液，向三口烧瓶中滴加分散液质量50～60%的丙烯酸，水浴加热下恒温反应，自然冷却至室温，滴加氢氧化钠溶液调节pH值至中性，制得预制乳液，备用；（3）称取500～700g竹片，放于蒸汽爆破罐中，升高蒸汽爆破罐内部气压和温度，恒温恒压静置，打开爆破罐将竹片喷入接收罐中，将接收罐中所得产物放入粉碎机中研磨得到研磨产物，将研磨产物与大豆油按质量比1:3混合搅拌均匀得到混合浆液；（4）将上述混合浆液放于玻璃皿中，向玻璃皿中加入混合浆液质量3～5%的乳链球菌菌粉，将玻璃皿放于温室中，在太阳光照射下，酸败15～17h，得到酸败产物，向玻璃皿中滴加酸败产物质量16～20%的亚硫酸钠溶液，超声波震荡得到改性酸败产物；（5）将上述改性酸败产物与预制乳液按质量比1：5投入烧杯中，将烧杯放于温度为60～65℃的水浴中，以600～700r/min的转速混合搅拌2～3h，恒温静置12～14h，升温至90～95℃，恒温反应30～40min，自然冷却至室温得到高分散性水煤浆分散剂。...

【技术特征摘要】
1.一种高分散性水煤浆分散剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取1～3份玉米淀粉、1.0～1.5份过硫酸钾和12～14份去离子水放入三口烧瓶中，将三口烧瓶放于水浴锅中搅拌，降低水浴温度，滴加氢氧化钠溶液调节pH值至7.8～8.2，制得反应混合液；（2）将等质量的乙烯磺酸钠和亚硫酸氢钠混合得到混合粉末，向上述三口烧瓶中加入反应混合液质量5～8%的混合粉末，混合搅拌20～30min制得分散液，向三口烧瓶中滴加分散液质量50～60%的丙烯酸，水浴加热下恒温反应，自然冷却至室温，滴加氢氧化钠溶液调节pH值至中性，制得预制乳液，备用；（3）称取500～700g竹片，放于蒸汽爆破罐中，升高蒸汽爆破罐内部气压和温度，恒温恒压静置，打开爆破罐将竹片喷入接收罐中，将接收罐中所得产物放入粉碎机中研磨得到研磨产物，将研磨产物与大豆油按质量比1:3混合搅拌均匀得到混合浆液；（4）将上述混合浆液放于玻璃皿中，向玻璃皿中加入混合浆液质量3～5%的乳链球菌菌粉，将玻璃皿放于温室中，在太阳光照射下，酸败15～17h，得到酸败产物，向玻璃皿中滴加酸败产物质量16～20%的亚硫酸钠溶液，超声波震荡得到改性酸败产物；（5）将上述改性酸败产物与预制乳液按质量比1：5投入烧杯中，将烧杯放于温度为60～65℃的水浴中，以600～700r/min的转速混合搅拌2～3h，恒温静置12～14h，升温至90～95...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘友玖，蒋梦成，陈帅，
申请(专利权)人：佛山陵朝新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44