1 引言
水煤漿是一種新型液態(tài)媒燃料，它的推廣使用，無疑是我國燃料工業(yè)新的熱點(diǎn)。在這個(gè)煤水固液分散體系中，1%的化學(xué)添加劑作用是至關(guān)重要的，可使不能流動(dòng)的煤水混合物成為流動(dòng)的漿體，其實(shí)質(zhì)是反映了表面活性劑的功能，一般認(rèn)為表面活性劑是帶有兩種不同性質(zhì)基團(tuán)的有機(jī)化合物，一種是溶于水的親水基，另一種是不溶于水的疏水基。隨著科技的發(fā)展，許多新型的而且具有特定功用表面活性劑應(yīng)運(yùn)而生，使得它們已從親水、親油基概念中逐步解放出來，而將煤等固體向水中擴(kuò)散，煤向原油中分散等非水系統(tǒng)的擴(kuò)展。作為水煤漿生產(chǎn)來說，目前已有較成熟的商品添加劑供應(yīng)，其作用不外乎是分散和穩(wěn)定，但一些性能不夠持久，必須借助表面活性劑來強(qiáng)化水煤漿添加劑，特別是穩(wěn)定劑的功能。
2 試論表面活性劑在水煤漿中用途機(jī)理
煤是一種疏水性物質(zhì)，比重以精煤計(jì)一般為1.45~1.50，這些不利的成漿條件在添加劑的作用下才能克服。經(jīng)過科技人員的多年努力，具有分散作用的添加劑如腐植酸鹽，木質(zhì)素磺酸鹽和萘系磺酸鹽已有產(chǎn)品供應(yīng)，再加上分散性是表面活性劑最基本的特征，因此這方面的選擇余地很大。近年生產(chǎn)實(shí)踐表明，在漿體分散性問題解決之后，水煤漿的穩(wěn)定性成為突出的矛盾。因此，開發(fā)具有特定用途的表面活性劑來取代一般水煤漿穩(wěn)定劑，是一個(gè)很有意義的工作。以造紙黑液中提取的木質(zhì)素為突破口，再選擇合適的表面活性劑來加強(qiáng)穩(wěn)定作用，目的是降低添加劑成本，這就是我們的思路，經(jīng)過筆者一年多的工藝條件試驗(yàn)，證實(shí)需先將木質(zhì)素進(jìn)行降解改性而呈低分子化。這時(shí)具有兩重性，即在同一分子里，既有疏水的木質(zhì)素苯丙單鏈又有親水的聚糖鏈。此時(shí)表現(xiàn)出穩(wěn)定性能，再進(jìn)一步進(jìn)行復(fù)配，即在中性條件下，加入一定量的表面活性劑，來強(qiáng)化穩(wěn)定功能。在相互作用下，木質(zhì)素某些結(jié)構(gòu)與表面活性劑的官能團(tuán)進(jìn)行重排;這些分子的極性基團(tuán)，通過氫鍵和其它鍵形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而在煤漿中顯示較強(qiáng)的穩(wěn)定劑作用。由此后續(xù)制漿試驗(yàn)只討論穩(wěn)定劑的性能。
3 表面活性劑的篩選試驗(yàn)
3.1 水煤漿穩(wěn)定劑性能試驗(yàn)
在實(shí)驗(yàn)室條件下，以改性的木質(zhì)素為基料，選擇4種不同類型的表面活性劑與之進(jìn)行復(fù)配，組成穩(wěn)定劑。配比一般選擇表面活性劑：木質(zhì)素=1：10。通過制漿來考察其穩(wěn)定性能。為排除其它因素影響，故不加分散劑，觀察期1個(gè)月以上，結(jié)果列于表1。
表1 穩(wěn)定劑性能比較
穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑濃度%(Wt)水煤漿濃度%(Wt)流動(dòng)性
S初始粘度
mpa·s漿體結(jié)構(gòu)觀察(靜態(tài))
24k結(jié)果30d結(jié)果
P—61.0701781092無析水、無沉淀少量析出軟沉淀(3mm)
S—71.0702361238無析水、無沉淀少量析出軟沉淀(2mm)
T—81.0693751496無析水、無沉淀少量析水、無沉淀
M—91.0714131650無析水、無沉淀無析水、無沉淀
3.2 表面活性劑篩選結(jié)果述評(píng)
從漿體結(jié)構(gòu)觀察(30d)其穩(wěn)定性:
M-9>T-8>S-7>P-6
從表1可以看出不同類型的表面活性劑與改性木質(zhì)素組成的穩(wěn)定劑性能有較大差別.體現(xiàn)相互作用下,形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多少而顯示穩(wěn)定作用的強(qiáng)弱.穩(wěn)定劑M-9和T-8煤漿濃度可以配制較高,初始粘度稍大可在實(shí)際生產(chǎn)中與分散劑匹配使用解決.實(shí)踐表明,這兩種添加劑穩(wěn)定作用在煤漿中一般可保持6個(gè)月以上,完全可作為水煤漿穩(wěn)定劑使用。
4 結(jié)果與討論
4.1 利用改性的木質(zhì)素和特定表面活性劑組成的穩(wěn)定劑，價(jià)格低廉，使用效果好，已在株洲地區(qū)實(shí)際工業(yè)制漿中得到驗(yàn)證。不失為目前一個(gè)較好的添加劑品種。
4.2 進(jìn)一步篩選和研制具有特定用途的表面活性劑取代傳統(tǒng)的水煤漿添加劑，其成功的標(biāo)志是加之后水煤漿具有有典型的觸變性特征，這是我們期待的理想結(jié)果，也是今后努力方向。
4.3 表面活性劑應(yīng)用引入水煤漿領(lǐng)域是一個(gè)新的嘗試，但如果單獨(dú)使用，一般存在價(jià)格較高的問題，如何在保證質(zhì)量的前提下，降低生產(chǎn)成本進(jìn)而降低添加劑成本，以利于水煤漿技術(shù)的推廣。
參考文獻(xiàn)(略)(原文略)
