用超聲分散及含氟聚羧酸分散劑制油泥摻配水煤漿的方法技術

本發明專利技術公開了一種用超聲分散及含氟聚羧酸分散劑制油泥摻配水煤漿的方法，先采用超聲波強化傳質分散油泥各組分，以改善油泥體系的穩定性及均一性，然后在油泥摻配水煤漿過程中添加含氟聚羧酸類分散劑，使油、水、泥三相形成均一穩定體系，再在油泥摻配水煤漿制漿后用超聲波對制得的水煤漿進行分散進一步提高其穩定性及均一性，使制備的水煤漿具有較高的煤漿濃度、良好的流動性和較好成漿穩定性。本發明專利技術所需設備簡單，油泥處理效率高，經超聲波調質后的油泥可直接在現有水煤漿配漿工藝中與煤摻配制得可供氣化使用的水煤漿，為利用油泥資源摻配水煤漿提供了保障，實現了油泥的無害化處理及資源化利用，具有較高的工業應用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于水煤漿制漿
，具體涉及一種基于超聲分散技術及含氟聚羧酸分散劑的油泥摻配水煤漿的制漿方法。
技術介紹
水煤漿是由煤、水及添加劑按一定比例經物理研磨混合后的一種新型、高效、清潔的煤基燃料，水煤漿具有燃燒效率高、污染物排放低等特點，可用于電站鍋爐、工業鍋爐和工業窯爐代油、代氣、代煤燃燒，是當今潔凈煤技術的重要組成部分。在我國水煤漿主要用于加壓煤氣化制備合成氣繼而進行合成氨及甲醇工業，是煤化工產業的龍頭。水煤漿要求良好的制漿工藝，需要制得的水煤漿具有較高的煤漿濃度、一定的粘度以保證良好的流動性、較好的穩定性及適宜的粒徑分布以保證水煤漿在氣化、燃燒時保持良好的特性。油泥的主要成分為油、水及泥，其具有較好的熱值和造氣性能，如能將油泥按一定比例與煤、添加劑及水進行摻配，配制成含油泥的水煤漿后進行氣化可將油泥中難以利用的石油資源轉化為合成氣，并在1300°C高溫處理下對油泥徹底進行無害化處理，剩余的泥沙轉化為灰分可制水泥。因此，油泥摻配水煤漿造氣與目前各種油泥處理相比較是一種工藝可行、經濟性優良、工業 化前景良好并且能對油泥進行資源化利用和無害化處理的技術方法。但油泥由于來源廣泛、成分復雜、體系均一性差、分散能力不良且含有大量的膠質和大分子有機質等組分，如直接將油泥與煤、水及添加劑摻配進行水煤漿制漿，會造成摻配油泥的水煤漿成漿特性不良、粘度高、對氣化燒嘴磨損嚴重、穩定性較差，對制漿系統工藝穩定性沖擊較大，極大的影響了制漿的成漿性及穩定性。因此，如何在不改變現有水煤漿制漿工藝的條件下將油泥摻配進入水煤漿系統成為能否使用煤氣化技術處理油泥的關鍵。中國專利CN201010183569.8將油泥直接與煤、水及添加劑摻配進入磨煤機，雖然可以對油泥進行制漿但油泥成分要求高、對油泥的適應性差，無法滿足生產實際中由于油泥組分波動大而引起的水煤漿制漿穩定性及成漿性要求。中國專利CN1594514A公開了一種“污泥水煤漿及其制作工藝”，它以含水70%~85%的城市污泥和含水30%~40%的成品水煤漿，加成品分散劑后混合制漿。其主要缺陷是需要利用成品水煤漿，導致工藝環節增加，進而提高了制漿成本；另外其對于污泥制漿較為有效但對于有機物含量較高的含油污泥制漿其成漿性較差。中國專利CN100580317C公開了一種“城市污泥資源化處理利用方法”，其將城市污水泥摻配煤進行直接制漿，但由于僅通過加入穩定劑實現配漿穩定，其對于有機物含量較高含油污泥制漿成漿性較差。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于克服上述油泥直接摻配水煤漿制漿存在的缺點，提供一種基于超聲分散技術及含氟聚羧酸分散劑的油泥摻配水煤漿制漿方法。解決上述技術問題所采用的技術方案由下述步驟組成:1、超聲調質處理油泥將經減量化分離處理后的油泥送入帶機械攪拌及超聲波強化分散裝置的油泥調質罐中，在功率為3~30kW、頻率為20kHz~500MHz的超聲波作用下對油泥進行預分散處理，預分散處理溫度為20~90°C，處理時間為I~600秒，得到調質后的油泥。2、油泥摻配水煤漿制漿將調質后的油泥與煤、水及含氟聚羧酸分 散劑同時送入濕法棒狀磨煤機進行水煤漿制漿，其中含氟聚羧酸分散劑的添加量為水煤漿總質量的0.1%~1.0%，制得的水煤漿經超聲波發生器強化傳質分散后進入水煤漿儲罐中。上述的含氟聚羧酸分散劑為丙烯酰胺、丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐中至少一種與含氟丙烯酸酯或/和含氟甲基丙烯酸酯的共聚物，該共聚物的重均分子量為1000~200000道爾頓，所述的含氟丙烯酸酯具體可以是全氟丙烯酸辛酯、全氟丙烯酸丁酯、全氟丙烯酸戊酯、全氟丙烯酸庚酯中的任意一種，含氟甲基丙烯酸酯為氟代甲基丙烯酸庚酯，如甲基丙烯酸十二氟庚酯。上述的超聲調質處理油泥步驟I中，優選超聲波功率為3~10kW、頻率為25kHz~IMHz，優選預分散處理溫度為40~60°C，處理時間為I~60秒。上述的油泥摻配水煤漿制漿步驟2中，制得的水煤漿經超聲波發生器強化傳質分散的溫度為室溫，超聲波功率為3~30kW、頻率為20kHz~500MHz，優選超聲波功率為3~10kW、頻率為 25kHz ~IMHz。與現有的油泥直接摻配水煤漿技術相比，本專利技術具有以下優點:1、本專利技術在油泥摻配水煤漿制漿前先采用超聲波強化傳質分散油泥各組分，以改善油泥體系的穩定性及均一性，有利于油泥與煤、水及添加劑進行配漿過程中油泥在水煤漿中的分散性，從而提高油泥摻配水煤漿的穩定劑。2、本專利技術在油泥摻配水煤漿過程中使用高疏水特性的含氟聚羧酸類分散劑，該分散劑具有良好的分散性能，可以將油泥體系中油、膠質、蠟質、浙青質及泥沙成分高度分散，并形成油、水、泥三相均一穩定體系，大大減少了水煤漿體系相分離的發生。另外，該分散劑在水煤漿中將油泥粒子形成均一的乳狀粒子，提高了油泥粒子在水煤漿體系中的分散度。3、本專利技術在油泥摻配水煤漿制漿后再經過超聲波空化及熱作用進一步對制得的水煤漿進行分散以提高其穩定性及均一性，使制備的水煤漿具有較高的煤漿濃度、良好的流動性和較好成漿穩定性。4、本專利技術經超聲波分散調質處理后的油泥可直接在現有水煤漿配漿工藝中與煤摻配制得可供氣化使用的水煤漿，并通過摻配油泥的水煤漿氣化過程實現對含油污泥進行無害化處理及資源化利用，所需油泥處理及水煤漿制漿在磨煤機基礎上增加的設備簡單，處理效率高，不改變現有制漿工藝，為油泥摻配水煤漿進而利用水煤漿氣化方法綜合利用油泥資源提供了保障，經濟與環保綜合效益顯著，具有較高的工業應用價值。【附圖說明】圖1是本專利技術用超聲分散及含氟聚羧酸分散劑制油泥摻配水煤漿的工藝流程示意圖。【具體實施方式】下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步詳細說明，但本專利技術的保護范圍不僅限于這些實施例。實施例1 以陜西北部某煉油廠污水車間所產生的“三泥”及陜西北部某采油廠聯合站原油沉降罐底油泥按質量比1:6混合后的油泥為例，其初始含水量為60%，含油類物質30%，含泥量為10%，具體制漿方法如下:1、超聲調質處理油泥如圖1所示，將油泥用重均分子量為15000道爾頓的兩性離子聚丙烯酰胺進行絮凝沉降分離，其加入量為油泥質量的0.3%，沉降分離后的含水油泥用臥式螺旋離心機進行固液分離，得到減量化分離處理的油泥，其含水40%、含油40%、含泥20%，用螺旋輸送機I將減量化分離處理后的油泥轉入帶機械攪拌及超聲波強化分散裝置的油泥調質罐2中，在攪拌條件下將油泥升溫至40°C，用功率為3kW、頻率為25kHz的超聲波對油泥調質罐2中的油泥預分散處理20秒，得到調質后的油泥。2、油泥摻配水煤漿制漿將調質后的油泥與煤、水及含氟聚羧酸分散劑送入濕法棒狀磨煤機3中進行水煤漿制漿，其中油泥添加量為總水煤漿質量的5%，含氟聚羧酸分散劑添加量為總水煤漿質量的0.3%，所述的含氟聚羧酸分散劑是重均分子量為8000道爾頓的丙烯酸-馬來酸-全氟丙烯酸辛酯共聚物，該共聚物中丙烯酸單元與馬來酸單元、全氟丙烯酸辛酯單元的質量比100:20:1，經過濕式棒狀磨煤機3制漿后，水煤漿通過放料口外流道流動過程中再用超聲波發生器4在功率為5kW、頻率為30kHz的超聲波下進行強化傳質分散，分散后的水煤漿進入水煤漿儲罐5中，制得的水煤漿測試結果見表1。表1油泥摻配水煤漿測試結果本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用超聲分散及含氟聚羧酸分散劑制油泥摻配水煤漿的方法，其特征在于它由下述步驟組成：(1)超聲調質處理油泥將經減量化分離處理后的油泥送入帶機械攪拌及超聲波強化分散裝置的油泥調質罐(2)中，在功率為3～30kW、頻率為20kHz～500MHz的超聲波作用下對油泥進行預分散處理，預分散處理溫度為20～90℃，處理時間為1～600秒，得到調質后的油泥；(2)油泥摻配水煤漿制漿將調質后的油泥與煤、水及含氟聚羧酸分散劑同時送入濕法棒狀磨煤機(3)進行水煤漿制漿，其中含氟聚羧酸分散劑的添加量為水煤漿總質量的0.1％～1.0％，制得的水煤漿用超聲波發生器(4)強化傳質分散后進入水煤漿儲罐(5)中；上述的含氟聚羧酸分散劑為丙烯酰胺、丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐中至少一種與含氟丙烯酸酯或/和含氟甲基丙烯酸酯的共聚物，該共聚物的重均分子量為1000～200000道爾頓。

【技術特征摘要】
1.一種用超聲分散及含氟聚羧酸分散劑制油泥摻配水煤漿的方法，其特征在于它由下述步驟組成: (1)超聲調質處理油泥 將經減量化分離處理后的油泥送入帶機械攪拌及超聲波強化分散裝置的油泥調質罐(2)中，在功率為3~30kW、頻率為20kHz~500MHz的超聲波作用下對油泥進行預分散處理，預分散處理溫度為20~90°C，處理時間為I~600秒，得到調質后的油泥； (2)油泥摻配水煤漿制漿 將調質后的油泥與煤、水及含氟聚羧酸分散劑同時送入濕法棒狀磨煤機(3)進行水煤漿制漿，其中含氟聚羧酸分散劑的添加量為水煤漿總質量的0.1%~1.0%，制得的水煤漿用超聲波發生器(4)強化 傳質分散后進入水煤漿儲罐(5)中； 上述的含氟聚羧酸分散劑為丙烯酰胺、丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐中至少一種與含氟丙烯酸酯或/和含氟甲基丙烯酸酯的共聚物，該共聚物的重均分子量為1000~200000道爾頓。2.根據權利要求1所述的用超聲分散及含氟聚羧酸分散劑制油泥摻配水煤漿的方法，其特征在于:所述的超聲調質處理油泥步驟(1)中，將經減量化分離處理后的油泥送入帶機械攪拌及超聲波強化分散裝置的油泥調質罐(2)中，在功率為3~10kW、頻率為25kHz~IMHz的超聲波作用下對油泥進行預分散處理，預分散處理溫度為40~60°C...

【專利技術屬性】
技術研發人員：扈廣法，楊東元，齊永紅，王燕，李霽陽，許磊，姚彬，
申請(專利權)人：陜西延長石油集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：陜西;61