纳米碳氢燃料制备用萘系分散剂及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种纳米碳氢燃料制备用萘系分散剂及其应用。该萘系分散剂包括萘磺酸盐缩聚物、1

【技术实现步骤摘要】
纳米碳氢燃料制备用萘系分散剂及其应用


[0001]本专利技术涉及环保燃料领域，具体而言，涉及一种纳米碳氢燃料制备用萘系分散剂及其应用。

技术介绍

[0002]纳米碳氢燃料是利用先进的纳米粉碎技术及设备，对煤炭进行前置处理与精细化、纳米化处理及附氢赋能后，制备的一种基本颗粒粒度为微纳米级，具有较高比表面积和表面活性的煤基流体燃料，是一种高效、清洁的新型环保燃料，具有燃烧效率高、污染物排放低等特点。煤粉经纳米机组机械分散后形成的浆体颗粒为微纳米级，比表面积和表面能较大，超细颗粒在水中会自发地聚集，形成沉淀或分层，浆体的表观黏度大。纳米碳氢燃料中的煤颗粒必须要有一定的粒度及适宜的粒径分布，具有良好的流动性，以便于其储藏和运输。因此需要在浆体中加入适量的分散剂，使煤粒表面紧紧地为分散剂分子和水化膜包围，让煤粒均匀的分布于水中，提高纳米碳氢燃料的流动性。
[0003]然而，纳米碳氢燃料粒径为微纳米级，超细颗粒表面活性与普通粒径的水煤浆有明显不同，分散剂的使用也有显著不同。目前我国主要在水煤浆的分散剂技术上进行了研究，对纳米碳氢燃料分散剂的研究几乎为零。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种纳米碳氢燃料制备用萘系分散剂及其应用，以解决现有技术中纳米碳氢燃料分散性能差的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种纳米碳氢燃料制备用萘系分散剂，萘系分散剂包括萘磺酸盐缩聚物、1
‑
甲基咪唑四氟硼酸盐和异辛烷。
[0006]进一步地，按重量份数计，萘系分散剂包括：萘磺酸盐缩聚物：15～32份，1
‑
甲基咪唑四氟硼酸盐：8～12份，异辛烷：13～17份。
[0007]进一步地，萘磺酸盐缩聚物为萘磺酸甲醛缩合物钾盐和/或萘磺酸甲醛缩合物钠盐。
[0008]进一步地，1
‑
甲基咪唑四氟硼酸盐为1
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甲基咪唑四氟硼酸钾盐和/或1
‑
甲基咪唑四氟硼酸钠盐。
[0009]根据本专利技术的另一方面，提供了一种纳米碳氢燃料前置浆料的制备方法，包括：对原料煤进行预粉碎，得到预粉碎原料；将预粉碎原料、水及本专利技术的萘系分散剂混合，得到混合浆料，将混合浆料进行纳米粉碎，得到纳米碳氢燃料前置浆料。
[0010]进一步地，以纳米碳氢燃料前置浆料的固体干重计，萘系分散剂的添加量为3.6～6.1
‰
。
[0011]进一步地，以纳米碳氢燃料前置浆料的固体干重计，萘系分散剂中，萘磺酸盐缩聚物的用量为1.5～3.2wt
‰
，1
‑
甲基咪唑四氟硼酸盐的用量为0.8～1.2
‰
，异辛烷的用量为1.3～1.7
‰
。
[0012]进一步地，按重量百分比计，原料煤包括：碳43％～48％，氧化铝24％～32％，二氧化硅23％～25％，氧化钙0.2％～0.4％，氧化铁1.5％～2.5％，余量为杂质。
[0013]进一步地，进行纳米粉碎之前，制备方法还包括：先将混合浆料进行5～15分钟的超声预处理，然后进行15～30分钟的剪切乳化处理。
[0014]进一步地，超声预处理的设备为超声波发生器，功率为0.5～5千瓦，频率为20～80KHZ；优选地，剪切乳化处理的设备为搅拌机，功率为0.5～5千瓦，转速为5000～15000转/min。
[0015]应用本专利技术的技术方案，在纳米碳氢燃料制备过程中使用本专利技术的萘系分散剂，其中的萘磺酸盐缩合物分子结构中含有疏水性的萘环和亲水性的磺酸基团，是一种两亲性的表面活性剂，一部分疏水基团通过静电、疏水作用等作用力吸附在煤粒表面，另一部分极性亲水基裸露在外，深入到水中，使得煤水关系得到改善，促使煤表面张力下降，降低煤粉间的聚结，从而改善纳米碳氢燃料浆体的分散流动性。1
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甲基咪唑四氟硼酸盐可以在使用过程中形成的F
‑
对纳米晶的表面悬键进行刻蚀，从而起到助磨作用，使得本专利技术的纳米级超细煤粉颗粒在水中保持均匀稳定性态。异辛烷作为一种疏水有机溶剂，可以辅助萘磺酸盐缩合物增强萘系分散剂对煤表面的吸附，和纳米粒子的合成过程中的分散，从而使得萘系分散剂和煤粉容易结合。本专利技术的萘系分散剂具有良好的降黏效果和分散性能，主要作用在于增加煤表面的吸附性，提高亲水性，让煤粒在水中能够均匀分散，并具有适宜的黏度，减少纳米级物料的颗粒团聚现象，从而提高纳米碳氢燃料的流动性，保证纳米碳氢燃料浆体在储存和运输过程中性态的稳定。
具体实施方式
[0016]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0017]需要说明的是，纳米碳氢燃料的表观黏度和稳定性的关系跟常规认知不同，物料在微纳米状态的时候，很多物理特性和化学特性与常规状态下有根本性的不同。纳米碳氢燃料的成品粒径为微纳米级，由于超细颗粒比表面积大，其电子效应、羟基效应、范德华力等对颗粒的影响呈几何系数上升，这促使颗粒之间彼此吸引并挤压，即发生团聚现象。其在流体中主要表现为黏度进一步增大，此时重力对流体的作用微乎其微。对纳米碳氢燃料而言，添加分散剂的作用主要是改变其流动性，表征分散剂效果的主要指标是表观黏度。专利技术人经大量试验对比发现，纳米碳氢燃料有表观黏度越大稳定性越好，表观黏度越小稳定性越差的趋势，但是，过高的黏度会影响纳米碳氢燃料的应用，过低的黏度又会使得纳米碳氢燃料重新受到重力影响产生沉降，因此，需要使用合适的分散剂，以控制纳米碳氢燃料的黏度在适宜的范围内，较佳的为280～320mPa.s，从而使其在保有纳米物料的特性的基础上，同时具有良好的分散性能和稳定性。
[0018]正如本专利技术
技术介绍
中所述，现有技术中存在纳米碳氢燃料分散性能差的问题。为了解决上述问题，在本专利技术一种典型的实施方式中，提供了一种纳米碳氢燃料制备用萘系分散剂，包括萘磺酸盐缩聚物、1
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甲基咪唑四氟硼酸盐和异辛烷。
[0019]影响纳米碳氢燃料成品品性的因素主要有三点：原料煤质、浆体固含量以及成品粒度。其中，纳米碳氢燃料颗粒的分散状态是影响浆体粒度分布的主要原因之一，分散比较
充分时，纳米碳氢燃料分布状态更理想。本专利技术的萘系分散剂使用两亲性的萘磺酸盐缩合物(NSF)，使得煤水关系得到改善，降低煤粉间的聚结，从而改善纳米碳氢燃料浆体的分散流动性。1
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甲基咪唑四氟硼酸盐([Mim]BF4)可以在使用过程中形成F
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对纳米晶的表面悬键进行刻蚀，生成四氟化硅气体溢出，从而起到助磨作用，使得本专利技术的纳米级超细煤粉颗粒在水中保持均匀稳定性态。异辛烷作为一种疏水有机溶剂，可以增强萘系分散剂对煤表面的吸附，从而使得萘系分散剂和煤粉容易结合。
[0020]根据使用工况对浆体的分散要求，结合生产成本以及纳米碳氢燃料的后续利用，本专利技术公开的是一种以萘系为主的复配型分散剂。复配型分散剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米碳氢燃料制备用萘系分散剂，其特征在于，所述萘系分散剂包括萘磺酸盐缩聚物、1
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甲基咪唑四氟硼酸盐和异辛烷。2.根据权利要求1所述的萘系分散剂，其特征在于，按重量份数计，所述萘系分散剂包括：萘磺酸盐缩聚物：15～32份，1
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甲基咪唑四氟硼酸盐：8～12份，异辛烷：13～17份。3.根据权利要求1或2所述的萘系分散剂，其特征在于，所述萘磺酸盐缩聚物为萘磺酸甲醛缩合物钾盐和/或萘磺酸甲醛缩合物钠盐。4.根据权利要求1至3中任一项所述的萘系分散剂，其特征在于，所述1
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甲基咪唑四氟硼酸盐为1
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甲基咪唑四氟硼酸钾盐和/或1
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甲基咪唑四氟硼酸钠盐。5.一种纳米碳氢燃料前置浆料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：对原料煤进行预粉碎，得到预粉碎原料；将所述预粉碎原料、水及权利要求1至4中任一项所述的萘系分散剂混合，得到混合浆料，将所述混合浆料进行纳米粉碎，得到所述纳米碳氢燃料前置浆料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，以所述纳米碳氢燃料前置浆料的固体干重计，所述萘系分散剂的添加量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜善周，周永利，叶涛，黄涌波，张志，李雪，董晖，原铎，高进，徐靓，
申请(专利权)人：三易康养海南科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：