Водоугольная суспензия

(51) 5 ЕТЕНИ К ПАТЕНТУ дла н т опли труб о оводам.стойтва и е сос 77, М в вхо оль Т) нсульфо, водаоде жит иэлляи, Франчени (1 Т) 87,юи У 14693 тНЗИЯ я топлив успензии водоуг размола, хотяно проводитьчастиц большегоостоянии для полуо размера, во тиц в случае мокрог размол предпочтител всухую для получсни размера и в мокром чения частиц меньше грацие угля, кно в г оторое может быть идропроводном траню изобретения явл ества суспензии и спользоваорте,ется повышеее устойчиние к т качестве исходныхугли, характеристиена в табл.1.ензий включает слее р. ьзую глей испоа которых привее сус Получен дующие опе Уголь рац зм ыва астиц двухем размолмокром со диапазонов размеров проводят всухую или оянииолученастицодных,е. в п м либо случае тствии воды) сгрупп угольных го размола, либо упп угольных чаСльп дв ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение касаечастности водоугольной Изобретение относитсяой суспензии с высокой.801554764 А 5 что может быть испольэоватранспортировки этогодальние расстояния поЦель - повьшение качесчивости суспензии, В едят, мас,7: уголь 55 продукта конденсации нафтал кислоты с формальдегидом 0,2до 100. Используемый уголь с р40-70 мас,7 частиц с. размером 60210 мкм и остальное с размером 320 мкм, а продукт конденсации имеетстепень конденсации 2-9, При необходимости суспензия может содержать0,01-0,03 мас.Х полисахарида в качеве стабилизатора. В этом случае суспензия стабильна в течение 30 сутпри низкой вязкости, 4 ил., 7 табл. время мокрого размола может присутствовать полиэлектролит.Смешивают две группы частиц в описанных прспорциях при их получении и тех и других всухую или же в мокром состоянииДобавляют полиэлектролит либо к воде, либо, если в мокром состоянии получают только угольные частицы меньшего размера, к водной суспенэии укаэанных угольных частиц меньшего размера,Добавляют подходящие количества либо двух смесевых групп угольных1554764частиц к водному раствору полиэлекттролита, либо угольных частиц большего размера к водной суспецзии угольных частиц меньшего размера, содержащей полиэлектролит.При необходимости добавляют стабилизатор либо с полиэлектролитом,либо после добавления полиэлектролита, но перед добавлением смесевыхугольных частиц двух групп или угольных частиц большего размера, или после введения в воду двух групп угольных частиц.В качестве электролитов используют ДАКСЛЦ, ДАКСЛД, РЕ 01 ШАСТ203, которые прицадлежат к классунатриевых солей, полученных поликонденсацией Формальдегида с нафталицсульфокислотами,20Формулу солей можно представитьследующим образом:Для ДЛКСЛДА 15 (Д)15) и РЕОППЛСТА 203 индекс и может изменяться от2 до 7 (это один и тот же продукт,продаваемый различными производителями), а ДЛКСЛД 19 отличается отДЛКСАД 15 и РЕОШ 1 ЛСТЛ 203 тем, чтоп достигает 9.В примерах указан только ДЛКСЛД 15,так как при использовании РЕОПЛЛСТА 203 и ДАКСАДА 19 достигаются аналогичные результаты. 40КЕДЗАН представляет собой полисахарид.Используемые полиэлектролиты цполисахарид являются продукциейпромышленности и их молекулярная45масса находится в диапазоне 500-3000В табл. 2-4 приведены полученныерезультаты по приготовлению суспензции ее стабильности,В табл,2 приняты следующие обозначения:д - средний размер частиц первой группы, мкм,д- средний размер частицвторой группы, мкм;С) - мас,7. частиц первой группы (по сухому веществу),Сц - мас.% частиц второй группы (по сухому веществу),мас,Х угля в водной суспензии,С,д - ДЛКСЛДмас.% - ДАКСЛДв водной суспензии,Су - КЕДЗЛН мас,7 - КЕЛЗЛН в водной суспецзии. Выражения с 1, г 1, См, См,со держаиГиеся н уравнении Я)м,) - )дВ)мг)а1 ог) г 1, - 1 ор д имеют следующие значения:Й ) и д представляют собой дваразмера частиц, заключенные междусредними диаметрами двух используемых фракций и соответствующие точкамперегиба кривой гранулометрическогораспределения (по размеру грита).С и См представляют собой совокупные несовь)е процентные содержаниячастиц, имеющих диаметр меньше д игДля лучшего понимания указанныхтермицон, приведены примеры, относящиеся к распределениям грита поразмерам для фиг.1 и 2.На фиг.1 и 2 показаны возможныеФормы кривой зависимости кумулятивного процента от размера частиц, вычерченной в двойном логарифмическоммасштабе.По оси ординат отложен процентС, а по оси абсцисс - диаметры вмикрометрах (мкм).11 цдекс а для предлагаемой суспецзци це может быть больше 0,4,1 ример для фиг.1 (пример 23) .Угольную смесь составляют из двухФракций, грубои и тонкой в соотношении 60:40 и она имеет следующие свойства: грубую фракцию составляют час. -тицы с размерами гныше 44 и ниже148 мкм, а мелкую Фракцию составляютчастицы размерами менее 25 мкм.Согласно граФика на Фиг,1 следует,что средний размер частиц первой группы составляет 83 мкм, а средний размер частиц второй группы - 11 мкм.Таким образом, уравнение согласнографика на Фиг, становится следующим: поскольку д, = 44, г 1 = 25 мкм,Си С, = 40/, то тогда1 ор 40 - 1 о 8 40а1 о 8 44 - 1 о 8 25Пример для Фиг,2 (пример 10), Угольную смесь составляют из двух фракций, грубой и тонкой в соотноше 5 1554764 6нии 40;60 и она характеризуется сле- цилиндр выдерживают в покое некотодующими свойствами, мкм: грубая фрак- рое время, а потом быстро доводятция - частицы меньше ЗОО, тонкая до температуры замерзания и ниже ее,Фракция - частицы меньше 20, Образцы размером 15 мм с вершины и с5Таким образом, средни размер нижней части цилиндра отрезают и опчастиц первой группы составляет 82, ределяют концентрацию угля в этиха средний размер частиц второй груп- двух образцах.пы - 7,2 мкм. Индекс стабильности определяютИз графика на Фиг,2 следует, что 10 следующим образом:й= 50 мхм, д= 20 мкм, См = 69,67,Сс,С = 63,6/ и уравнение чмеет следую- И = - 100,ший вид:1 о 8 69,6 - 1 о 8 63,6 О О,а - 1 о 8 50 - 1 од 20Из графика на фиг.З следует, что для расчета индекса а используют следующие данные, мкм:- 210177йСмС ма = 335 ХС= 65 мас,У.С, 35 чаСледовательно а = (1 оя 351 од 33,5); (1 ор 177 - 1 о 8 70)= 0,047.В табл.З приняты следующие обозначения:А - к угольной пыли сначала прибавляют воду, затем электролит в водном растворе и полученную массу перемешивают дооднородности,В - к угольной пыли сначала добавляют электролит в водномрастворе, затем воду и полученную массу перемешивают дооднородности,С - воду вводят в угольную пыль,затем добавляют порошок электролита и всю массу перемешивают до однородности,О - порошковый электролит добавляют в угольную пыль, затемдобавляют воду и полученнуюмассу перемешивают до однородности.Процент стабильности - показатель,который определяют экспериментальноследующим образом, Образе.; испытываемой смеси помещают в цилиндр диаметром 24 и длиной 150 мм. Этот где С - концентрация угля в верхнем5 мм образце,С - концентрация угля в нижнем115 мм образце.Если С. и С; одинаковы, то индексО стабильности равен 100/, и еслиэтотак, то нет расслоения и смесь стабильна. Изменяя время отстаивания,которое предшествует замораживанию,можно определить стабильность в тече 25 ние любого желательного отрезка времени.В табл.4 и 5 представлено влияниеконцентрации ДАКСАДна вязкостьи стабильность водоугольной суспензии (ВУС)Как следует иэ приведенных данных,оптимальной концентрацией полиэлектролита для ВУС является концентрация 0,2-1,0 мас.7,Количество полисахарида составляет 0,0 1-0,3 мас./.П р и м е р 32, При использовании углей, которые могут быть суспендированы в ВУС лишь с трудом, чтообусловлено в основном их поверхност 40ными свойствами, например с использованием колумбийских углей, получают смеси с более низким содержанием твердых частиц (табл,6),Колумбийский уголь имеет влаж 45ность (при высушивании на воздухе,1,76 мас.У зольность 12,06 7 (сухойнес), содержание летучих компонентов 35,343 (сухой вес) 52,60 Х фик 50сированного углерода (дифференциально), общее содержание серы 0,89 Й(сухой вес) и более низкую теплотворную способность 6680 ккал/кг.На фиг.4 представлен расчет индекса а для колумбийского угля приего концентрации в ВУС 56 мас.Х.Отношение крупных частиц к мелким70/30,мкм; с 1 60; 4Зф д 68;1554767 размер частиц 60-210 мкм, а вторая группа - 3;0-20 мкм при содержании в угле 40-70 мас,Х частиц первой группы, в качестве полиэлектролита она содержит натриевую соль продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом со степенью конденсации 2-9 при следующем соотно)ненни компонентов суспензии, мас.Х:Указанный уголь 55-77Натриевая соль продуктаконденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом со степенью конденсации 2-9 0,2-1,0Вода До 100 и при необходимости суспензия дополнительно содержит 0,0 1-0,03 мас,Х полисахарида в качестве стабилизатора. 1 о 8 70 - 1 ор 35а - 1 о 8 68 - 1 о 8 12 а Таким образом, в предлагаемой водоугольной суспензии достигается высокая стабильность в течение 30 сут при низкой вязкости1Формула изобретения Водоугольная суспензия на основе мелкодисперсного угля со средним размером частиц 3,0-210 мкм, поли- электролита и воды, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения качества и устойчивости суспенэии, она содержит уголь, состоящий из двух групп угольных частиц, из которых первая группа имеет средний 15 20 Таблица 1 Польский Польский Китайский Канадский клкно-Лфрн 1 1 11 2 канский Тип угля Низшая теплотасгорания, (ккал/кг)Влажность, мас,ХЗольность, мас.ХСодержание летучих,мас.%Связанный углерод,мас.ХСодержание серы,мас.Х 6000 1 1 О61002,4 12,8 60000,3619 6000 0,93 15,6 60001,7312 22,1 31 33 56,4 62 50 49 52 0,64 1,6 0,8 0,8 Таблица 2 Смас.2 Сн, 2 ПЛКСАД СВ КЕПЭАН Сн мас,2 мас.2 и, в дсмкм мкм мкм мас.г Сммас,г)ри- Тил угямер Польскии ) ПольскийКитайскийКанадскийакко-Лрнквиский 40 40 40 4 О 40 70 60 70 60 70 ЬО 70 ЬО 25 60 го го 210 50 вз 40 40 40 40 40 175 15 175 15 175 15 27 1544 11 74 72 72 ьч 70 39,6 39,6 39,6 4 О 40 О,5 0,4 0,4 О,З 0,5 оо,оооо го 21 22 гз 1 2 5 6 в 9 о 1, 12 з 14 15 16 17 в 19 го гого 2 О 150 г гого г)о гОвг150 210 210 го гО го го 150 7 г го1554764 10 Таблица 3 Способ приготовления Стабиль- , Способ помола Тип воды Индекс аПример, Вязкость ку сП ность %/сут суспензии 0,025 97/1 Кольцевая ро- Колодезная 650 ликовая мельница11 Шаровая мельница0,000 96/1 90/1 14 15 1100 500 фрикционная ьница мел 11 11 1 11 1 11 1 А 71 11 ТВлиле ониентра - Веккость,цие КЕЛЗЛНК сП ас. Инлекс Тип угле КониентПример, р КониентраиинУ КСЛЛ-5 мас, Т Стабильность Примеааие1 после ранил угле, С,млс,г 1 сут50 сут 92,025 Польский С ос таугла каареугла аваре 2 в првфеСостааркаев 70 9 г 750 ЬВО и, 3 0,7 О Кено-Аф капский гао ооо 550 В 70 750 72 гг 72 гг гг оо,о0,02 0, о,с о,о 0,0 о,о с,о Состав угла аааарлеера 20 29 зо 5 95 91 с,о,2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 Ь 17 18 19 20 21 22 23 1300 600 420 580 530 800 400 615 700 1600 1700 1400 1300 400 450 1400 1350 740 320 650 95/30 95/1 95/1 9 Ь/1 96/1 90/3096/195/3098/1 98/1 97/195/30 95/3090/191/198/1 95/30 95/30 95/1 98/1 1 11 11 1 1 0,025 0,047 0,015 0,000 0,028 0,028 0,015 0,015 0,098 0,011 0,005 0,000 0,007 0,007 0,000 0,011 0,011 0,011 0,011 0,000 0,000 11 11 1 11 112 1554764 Таблица 5 КонцентрациЯАКСАД,мас, У,Концен- Индекстрация аС мас,У. СтабильВязкость,сП Тип угля онценрацияельзаность после 10 сут, У. а 1ас.У 70 0,025 Польский 1 11 0,025 70% пщнибицО едактор Ю. Середа ректор О, Кравцова бинат "Патент" Производственно-иэдательски жгород, ул. Гагарина, 10 ЗаказВНИИПИ ставитель Н. Богданохред Л.Сердюкова Тираж 437 Подписное сударствечного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5