Водоугольная суспензия Советский патент 1992 года по МПК C10L1/32 

Изобретение относится к угольной гидросмеси с высокой массовой конентрацией твердого материала и может быть использовано на предприятиях, где осуществляется гидротранспортирование угольных суспензий на значительные расстояния и сжигание их без предварительного обезвоживания после гидротранспортирования.

Целью изобретения является повышение антикоррозионных свойств суспензии и их стабильности при транспортировании высококонцентрированных водоугольньтх Суспензий по трубопроводам.

Целесообразно в качестве угля грубо- дисперсной фракции использовать уголь Фракции 60-100 мкм, а в качестве угля мелкодисперсной фракции - уголь фракции ме- нее 20-40 мкм.

Наличие двух фракций в гранулометрическом составе гидросмеси способствует более плотной упаковке твердой фазы и

обеспечивает максимальное количество твердой фазы в суспензии (60-70%),

В качестве стабилизирующей добавки используют иота-карагенин, обеспечивающий хорошую седиментацией ну ю устойчивость суспензии во времени,

Комплексонаты цинка получают в результате взаимодействия комплексонов, на- пример этилендиаминтетрауксусной (ЭДТА), диэтилентриаминпентауксусной кислот, аминоуксусной кислоты и других с окисью цинка.

При взаимодействии с комплексо- нами образуются устойчивые хелатные циклы: ОДСВДОО

r-----,ln НгЩ2СООх

наооснгсх склока

Лен/ оош / шцсоо

..

(взята аминоук- сусная кислота)

(взята этилендиаминтетраук-сусная кислота)

ч ел о со ы

hO

причем в этом случае предварительная нейтрализация кислоты проводится двумя молями щелочи «

,Ьш

№

о

ШС о Щ

-in

Ш

(взята иминобисметилфосфоно-вая кислота)

также предварительно проводят нейтрализацию кЙслоТы двумя молями щелочи СНДООКа

HaOOfflfeC

СЭДООИа

- ШгСНгМЙй OQCH/ X i / ЪгСОО

(взята диэтил- триаминпента- уксусная кислота)

эта кислота щелочи;

нетрализуется тремя молями О

dnftx-flUt

Р-0

QaoW-H- n 7n

Щ о

г QUa.

(взята нитрил- триметилфосфо новая кислота)

нейтрализуется четырьмя молями щелочи.

Водоугольную суспензию готовят еле- дующим образом.

Грубодмсперсную и мелкодисперсную фракции угля тщательно перемешивают. К сухому продукту приливают приготовленный раствор Zn-комплексонэ и иота-карра- генина, всю смес ь перемешивают в течении 50-60 ми н на гомогенизаторе при скорости вращения 400 об/мин.

У приготовленной таким образом суспензии замеряют на приборе Реотест-2 реологические характеристики - зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига и седиментационную устойчивость во времени (отсутствие расслоения). Затем замеряют антикоррозионное действие водо- угольной суспензии на материал трубопровода, для чего в приготовленную суспензию помещают образец, выполненный из материала, аналогичного материалу трубопровода. Суспензию мешалкой за- став ля гот двигаться в течении 5-6 ч. Замеряют массу образца. По разности массы образца до перемешивания и через 5 ч рассчитывают скорость коррозии Металла за время опыта. Эксперименты повторяют че- рез 2, 3 сут, пока не изменяется скорость коррозии,выявляя устойчивость антикоррозионных свойств суспензии .

Примеры на различные классы комплек- сонатов цинка приведены в таблице.

В столбце 5 таблицы 1 - комплексона- ты цинка, полученные в результате взаимодействия Zn2+c аминоуксусной кислотой; 2 - комплексонаты цинка, полученные в результате взаимодействия Zn2 с этилендма

0

5

0

5

0

5 0 5 0

5

минтетрауксусной кислотой; 3 - то же при взаимодействии Zn2+ с иминобисметилфос- фоновой кислотой; 4 - то же при взаимодействииZn2+сдиэтилтриаминпентауксусной кислотой; 5 -то же при взаимодействии нитрилт- риметилфосфоновой кислотой.

Как следует из данных таблицы, в случае применения комплексона цинка в количестве ниже 0,002% по массе сухого угля не удается получить малую скорость коррозии, она вдвое превышает (пример 11) скорость коррозии в суспензиях с предлагаемыми дозировками комплексоната цинка. Устойчивость антикоррозионных свойств не очень высокая (6 сут по сравнению с прототипом - 3 сут). Сравнивая примеры 7 и 12, видно, что содержание комлексоната цинка в суспензии более чем 0,005% От массы угля не дает значительного повышения антикоррозионной устойчивости (всего на 1 сут), поэтому дальнейшее увеличение содержания комплексоната цинка в суспензии нецелесообразно.

Содержание в суспензии мелкофракционной части твердой фазы ниже 18% (пример 16) приводит к резкому уменьшению устойчивости реологических свойств суспензии во времени - с 23 сут (пример 15) до 9 сут (пример 16). Поэтому нижним пределом для мелкодисперсной фракции в п.1 формулы изобретения установлен предел 18%.

Использованный в качестве стабилизирующей добавки иота-каррагенин взят в количестве 0,00005-0,0003% по массе сухого угля. Концентрация 0,00005% является нижней границей диапазона, при котором можно наблюдать указанный эффект (см. сравнительные данные примеров 10 и 4), Устойчивость реологических свойств суспензий во времени в примере 4 намного выше, чем в примере 10. При концентрации иота-каррагенина свыше 0,0003% трудно ожидать увеличение эффекта (см. примеры 13 и 14 таблицы).

Наличие двух фракций в гранулометрическом составе суспензии способствует получению улучшенной седиментационной устойчивости смеси и без добавок.

Сравнивая примеры 1 и 14, можно отметить, что напряжение сдвига при скорости Сдвига 8,1 в случае использования известного состава больше, чем в случае исполь- зования предлагаемого, а значит, и транспортирование суспензии осуществляется с большими затратами энергии. Кроме того, в примерах 2-16, при сравнении с известным составом, время устойчивости антикоррозионных свойств в суспензии выше.

Формула изобретения

1. Водоугольная суспензия, содержащая уголь грубодисперсной фракции, уголь мелкодисперсной фракции, стабилизирующую добавку и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения антикоррозионных свойств суспензии и их стабильности, она дополнительно содержит комплексонат цинка при следующем соотношении компонентов, мае %:

0

Уголь грубодисперсной

фракции

Уголь мелкодисперсной

фракции

Стабилизирующая

добавка

Комплексонат

цинка

Вода

30,0-40,0

18,0-30.0

0,00005-0,0003

0,002-0,005 До 100

2. Суспензия по п.1, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что в качестве угля грубодисперсной фракции она содержит уголь фракции 60-100 мкм, а в качестве угля мелкодисперсной фрак- 5 ции - уголь фракции менее 20-40 мкм.

Изобретение касается угольного топлива, в частности водоугольной суспензии, для использования в гидротранспорте на дальние расстояния и сжигания без обезвоживания. Цель изобретения - повышение антикоррозионных свойств суспензии и их стабильности. Для этого используют следующий состав, мас.%: уголь грубодисперс- ной фракции 30-40; уголь мелкодисперсной фракции 18-30; стабилизирующая добавка 0,00005-0,0003; комплексонат цинка 0,002- 0,005. вода -до 100. В этом случае достигается увеличение врёМени устойчивости свойств суспензии (до 25 сут по реологическим показателям) и антикоррозионной активности. 1 з.п, ф-лы, 1 табл.