一种利用煤气化废水和高碱煤制备水煤浆的方法

本发明涉及煤化工生产，具体涉及一种利用煤气化废水和高碱煤制备水煤浆的方法。

背景技术：

1、煤气化废水主要产生于煤气的洗涤、冷凝及分馏过程。煤在气化过程中反应不完全，煤气化废水中含碳量较高，以悬浮态或溶解态分布于废水中，增加了废水的处理难度。煤气化废水cod浓度高，含有大量氨氮、难降解酚类等有机污染物，导致其废水处理难度大、工艺复杂、成本高。高碱煤中碱金属na含量高，主要分布在新疆准东地区，储量丰富。该煤氧碳比、内在水、碱金属含量高，用于制备水煤浆时，成浆性能较差。目前，新建煤化工项目的废水排放政策要求废水回用率在95％以上并最终达到“零排放”标准。因此，实现煤气化废水的无害化处理和资源化利用具有重要意义。煤气化废水的热值相对较高，代替纯水制备水煤浆为煤气化废水资源化利用的一个方向。

2、现有技术中，添加纯水制浆成本高，煤气化废水处理成本高，大量水资源浪费；此外，高碱煤直接制浆的成浆性差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用煤气化废水和高碱煤制备水煤浆的方法。其中，煤气化废水中的酚类物质在碱性环境中以其苯环结构与煤炭表层的芳烃成分产生强烈的相互作用，这种吸附机制源于诱导力和π电子的重叠效应。酚类物质呈现出一种微妙的两性特质，其非极性的疏水部分牢固地依附于煤炭表面，而亲水的末端则朝向水体，这种特性使得煤炭颗粒的表面性质得以转变，从疏水性变为亲水性，进而形成一层保护性的水化层，从而有效地降低了浆体的粘性。另一方面，废水中氨氮的存在显著提升了浆体的稳定性。当铵根离子融入溶液，它们能够减弱煤粒子表面的电位绝对值，从而减少粒子间的静电排斥力，使浆体整体结构的稳定性增强，使得浆体在各种工况下都能保持良好的稳定性。利用煤气化废水制水煤浆减少分散剂的用量，节约制浆成本。碱金属等成分对于水煤浆的燃烧和气化反应过程具有促进作用。

2、本发明所用煤气化废水是一种高含氨氮、高酚废水，有利于提高水煤浆的成浆性。因此利用煤气化废水与高碱煤制备水煤浆既实现煤气化废水的高值利用，又有效利用了高碱煤的特性，是一种高效环保的水煤浆制备技术。

3、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种利用煤气化废水和高碱煤制备水煤浆的方法，步骤包括：

4、步骤1：将煤气化废水与纯水进行混合搅拌；废水与纯水的比例满足质量比：煤气化废水：纯水＝4:1；

5、步骤2：步骤1混合后的废水中加入亚甲基双萘磺酸钠作为添加剂，亚甲基双萘磺酸钠的添加量占煤质量的0.2％～0.5％；

6、步骤3：将步骤2处理后的废水，与高碱煤依次加入搅拌罐搅拌制备出废水水煤浆；

7、其中，废水、高碱煤、添加剂的质量比为62:48:0.096～0.24。

8、所述煤气化废水产生于煤炭的煤气化过程，其特征在于，氨氮含量≤70～80mg/l，总酚含量为≤200～220mg/l。

9、所述纯水为蒸馏水。

10、所述煤为新疆高碱煤，其特征在于碱金属na含量高，挥发分高，其内水含量为12％～16％。

11、和现有水煤浆制备技术相比，本发明具有以下优点。

12、1、本发明将成分复杂、处理困难的煤气化废水用于替代或部分替代纯水制备水煤浆，为煤气化废水的无害化、资源化利用提供了新的方法，同时节约用水成本。

13、2、本发明充分利用废水、高碱煤原料组分特性，节约分散剂用量，降低成本；同时，提出合理配比，制备出成浆性能优良的水煤浆；

14、3、本发明针对煤气化废水的复杂组分和特点，提出了混合废水合理的配比，并采用了亚甲基双萘磺酸钠作为制备水煤浆的分散剂，有效提高了水煤浆的成浆性和流动性，有利于其工业应用。

技术特征：

1.一种利用煤气化废水和高碱煤制备水煤浆的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：将煤气化废水与纯水进行混合搅拌；其中废水与纯水的比例满足质量比：煤气化废水：纯水=4:1；步骤2：步骤1混合后的废水中加入亚甲基双萘磺酸钠作为添加剂，亚甲基双萘磺酸钠的添加量占煤质量的0.2%~0.5%；步骤3：将步骤2处理后的废水，与高碱煤依次加入搅拌罐，制备出废水水煤浆。

2.根据权利要求1所述的一种利用煤气化废水和高碱煤制备水煤浆的方法，其特征在于：其中，废水、高碱煤、添加剂的质量比为62:48:0.096~0.24。

3.根据权利要求1所述的一种利用煤气化废水和高碱煤制备水煤浆的方法，其特征在于：所述煤气化废水为煤化工企业所产的工业废水，其氨氮含量≤70~80 mg/l，总酚含量≤200~220 mg/l。

4.根据权利要求1所述的一种利用煤气化废水和高碱煤制备水煤浆的方法，其特征在于所述纯水为蒸馏水。

5.根据权利要求1所述的一种利用煤气化废水和高碱煤制备水煤浆的方法，其特征在于，所述高碱煤为低灰煤，其氧含量为10~12%，内水含量为12~16%。

6.根据权利要求2所述的一种利用煤气化废水和高碱煤制备水煤浆的方法，其特征在于，所述煤气化废水中氨氮含量为≤70~80 mg/l，总酚含量≤200~220 mg/l。

技术总结
一种利用煤气化废水和高碱煤制备水煤浆的方法，本发明涉及煤气化废水处理和水煤浆制备技术，旨在提供一种煤气化废水无害化处理与资源化利用的方法。步骤包括：步骤一：在搅拌罐中依次加入水、煤气化废水、煤、分散剂，调节电动搅拌器转速为400 r/min左右，使煤和分散剂均匀分散于水中；步骤二将搅拌机转速逐渐增大至1000 r/min，持续约15 min，制备出水煤浆。本发明针对煤气化废水高酚、高氨氮的特点，提出了合适的混合废水配比，并采用亚甲基双萘磺酸钠作为煤气化废水的添加剂，利用煤气化废水中酚类物质的降粘作用，使水煤浆保持良好的流动性，利用废水中的氨氮减小粒子间的静电斥力，提高水煤浆的稳定性，有利于其工业应用。

技术研发人员：王珊,翟书蕾,周佳瑞,马玉轩,魏博,王建江
受保护的技术使用者：新疆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/28