Водоугольная суспензия

 

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 грубодисперсной 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (51)5 С 10 1 1/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ t (21) 4725543/04, (22) 22.05.89 (46) 23.08.92. Бюл. М 31 (71) Ленинградский горный институт им.

Г, В.Плеханова . (72) Н,M.Äÿòëîâý, Н,В .Цирульникова, С, И. Горл овский, А.Б. Незаметди нов, И,А,Чи-. ненков, Ю.Ф.Власов и Т.П.Коноплева

-(56) Патент ЕПВ N 0050412, кл. С 10 (1/32, 1982, Авторское свидетельство СССР

N- 1166507, кл. С 20 1 1/32, 1985, (54) ВОДОУГОЛЬНАЯ СУСПЕНЗИЯ (57) Изобретение касается угольного топлива, в частности водоугольной суспензии, для

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

Целью изобретения является повышение антикоррозионных свойств суспензиик и их стабильности при транспортировании высококонцентрированных водоугольных суспензий по трубопроводам.

Целесообразно в качестве угля грубодисперсной 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

„„5U ÄÄ 1756332 А1

2 испол ьзова ния в гидротра нспо рте на дальние расстояния и сжигайия без обезвоживания. Цель изобретения — повышение антикоррозионных свойств сусйензии и их стабильности. Для этого используют следующий состав, мас,%: уголь грубодисперсной 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 квиременни устойчивости свойств суспензии (до 25 сут по реологическим показателям) и антикоррозионной активности. 1 з.п, ф-лы, 1 табл. обеспечивает максимальное количество твердой фазы в суспензйи (60-70%), В качестве стабилизирующей добавки используют иота-карагенин, обеспечивающий хорошую седиментационную устойчивость суспензии во времени, Комплексонаты цинка получают в результате взаимодействия комплексонов, например зтилендиайинтетрауксусной (ЭДТА), диэтилентриаминпентауксусной кислот, аминоуксусной кислоты и других с окисью цинка.

При взаимодействйи Zn c комплексонами образуются устойчивые хелатные цикН,ЯСК,С0С (К Иди 600 (Взята аминоукGH G0OQ сусная кислота) ткНтСккЛ (азата атиланаынс ° снаа

I, / т диаиинтатраукZn Сусная кислота) 1756332

В столбце 5 таблицы (1) — комплексона- зов ты цинка, полученные в результате взаимо- тра действия Zn с аминоуксусной кислотой; (2) етс — комплексонаты цинка, полученные в ре- mr зультате взаимодействия Zn с этилендиапричем в этом случае предварительная нейтрализация кислоты проводится двумя молями щелочи

1åï 4 -- (взята иминоби- 5

3N---- 1" сметилфосфоно ЩО вая кислота) o n так хе йредварительно проводят нейтрализацию кислоты двумя молями щелочи 10

M)COOKO.

НвОООНО ОНОООНО (взята лязтялНЕ1 т Н,щН 1Н1М триаминпентаг-. О. О..Л уксусная кисQtlCH C -.,/ ОН,ООΠ— 1 ., / лота) 15

О я эта киСлота нетрализуется тремя молями щелочи;

Н 1КЪ

0 ClhP (НаО)1ЩС-К О 2П триметилфосфоЙД», . новая кислота)

Ci 0M .

0 нейтрализуется четырьмя молями, щелочи, Водоугольную суспензию готовят сле- 25 дующим образом.

Грубодисперсную и мелкодисперсную фракции угля тщательно перемешивают. К сухому продукту приливают приготовленный раствор Zn-комплексона и иота-карра- 30 генина, всю смесь перемештива1от в течЕнии 50-60 мин на гомьгенизаторе при скорости вращения 400 об/мин.

У приготовленной таким образом суспензии замеряют на приборе вРеотест-2" 35 реологические характеристики —: зависимоСтть напряжения сдвига от скорости сдвига и седиментационную устойчивость во времени (отсутствие расслоения). Затем замеряют антикоррозионное действие водо- 40 угольной сУспензини на материал трубопровода, для чего в приготовленную суспензию помещают образец, выполненный из материала, аналогичного материалу трубопровода. Сусйентзию мешалкой за- 45 ставляют двигаться в течлейии 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- 50 рез 2, 3 сут, пока не изменяется скорость коррозии, выявляя устойчивость антйкоррозионных свойств суспензии, Примеры на различные классы комплексонатов цинка приведены в таблице..55 минтетрауксусной кислотой; (3) — то же при взаимодействии Zn с иминобисметилфосг+ фоновой кислотой; (4) — то же при взаимодействии Zn2+ . с диэтилтриаминпентауксусной кислотой; (5) — то же при взаимодействии Zn с нитрилтг+ риметилфосфоновой кислотой.

Kai< 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 содер>кания комплексоната цинка в суспензии нецелесообразно, Содержание в суспензии мелкофракциойной части твердой фазы ним<е 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 о/

Использованный в качестве стабилизирующей добавки иота-каррагенин взят в количестве 0,00005-0,0003% по массе сухого угля. Концентрация 0,00005% является нФжней границей диапазона, при котором можно наблюдать указанный эффект (см. сравнительные данные примеров 10 и 4);

Устойчивость реологйческих свойств суспензий во времени в примере 4 намного выше, чем в примере 10, При койцентрации иота-каррагенина свыше 0,0003% трудно ожидать увеличение эффекта (см. примеры

13 и 14 таблицы).

Наличйе двух фракций в гранулометрическом составе свуспензии способствует получению улучшенной седиментационной устойчивости смеси и без добавок.

Сравнйвая примеры 1 и 14, можно отметить, что напряжение сдвига при скорости сдвига 8,1 с в случае использования известного состава больше, чем в случае исполь-. ания предлагаемого, а значит, и нспортирование суспензии осуществляя с большими затратами энергии. Кроме о, в йримерах 2-16, при сравнении с из1756332

6 вестным составом, время устойчивости .энтикоррозионных:свойств в суспензии выше.

Уголь грубодисперсной фракции 30,0-40,0

Уголь мелкодисперсной фракции 18;0-30.0

Стабилизирующая добавка 0,00005-0,0003

Комплексонат цинка: . 0;002-0,005

Вода ., До 100

Формула изобретения

2. Суспензия по и 1, о 1 л и ч э ю щ а ят с я тем, что в качестве угля грубодйсперсной фракции она содержит уголь фракции 60 — 100 мкм, а в качестве угля мелкодисперсной фрак15 ции — уголь фракции менее 20-40 мкм.

«в»

Номер примера

Добавка", 2

Содериание угля марки иГ", мас.4 (фракция> мки) Устойчивость ° сут

Вода, Ъ

Напрякенне сдвига, Па, при

1 " 8,1 с

Скорость корроэии, гl (и и) аитикорроэи» ониих свойств

Нота- Коип леккаррагенин сонат . цинка

ГД НД21 реологических càoéñòà во времени

0,035 20 3!

0,0

Составитель Н. Богданова

Техред М.Моргентал Корректор Л.Лукач

Редактор Н,Рогулич

Заказ 3061 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1, Водоугольная суспензия, содержащая уголь грубодисперсной фракции, уголь мелкодисперсной фракции, стабилизирующую добавку и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышенйя антикоррози . онных свойств суспензии и их стабильно сти, она дополнительно содержи комплексонат цинка при следующем соот ношении компонентов, мас.ф

tlo прототипу СДВ Пду() 1 56 (300) 14 (40) 1,0, 1,0 28

По иэобретенио

40. (74) 20 (40) 0,00025 0,002 (,11 39,99775 . 3 35 (60) 30 (20) 0.00018 .0,0035 (3$ 34,9Э685

4 39 (83) 30 (20) 0,00005 0,004 (2 ) 30,99595

5 30 (100)". 35 (40) 0,00018 0,0045 (4Я 34,99532

6 29 (90) 30 (20) 0,00015 : 0 0035 (5) 40,99635

7 39 (74) 21 (10) 0,00028 0>005 11) 39,472

8 39 (83) 31 (20) 0,00005 0,004 t2) 29,99595

9 . 41 (83) 30 (30) 0,00005 0,004 Я 28,99595

10 . 40 (83) 30 (20) 0,000045 0,004 $2) 29,995055

11 40 (74) 20 (40) 0,00025 - 0,0019 . 1) 29,99785

12 39 (74) 21 (10) О.ОО028 0,0055 (1) 39,99422

13 37 (90) 23 (15) 0,00035 0,002 (5 ) 39,99765

14 37 (37) 22 (15) 0,0003 Оь002 $5) 40,9977

15 40 (74) 18 (20) . 0,00025 0,002 Qlj 39,99775

16 40 (74) 17,9 (20} 0,00025 0,002 )1) . 39,89775

1 )

ГД - грубодисперсная фракция;

4НД - иепкодисперсная фракция, Д

- скорость сдвига;

СДВ - лигйосульфонат кальция, рН 3,5-4 (ОСТ 82-79-74);

1 ПАЩ - пластификатор адипиновий щелочной, рН 12-13 (Ту 6-03-27"77).

7,2

7,28

6,64

6,72

7 4

6,1

11,1

8,1

6,9

7,4

6,2

6,8

6,5

7,1

6,95

0,034 22

0,032 21 о,о34

0,037 15

0,035 12

0,033 25

0,036 13

0,0415 4

0,037 .. 3

0,084 10

0,0369 25

0,035 27

0,Î36 — 26

0,036 23

0,036 9

13

11

22

23

13

26

19

l6

27

14

11