3)目测流动性。目测水煤浆配制时的流动特性,分连续流动、间歇流动和不流动三个级别。
4)稳定性。用插棒法探测浆体的沉淀状态,每天观察一次,直至杯底出现不可恢复的硬沉淀的存放天数即为水煤浆稳定性指标。
2·结果与讨论
2.1添加剂用量对水煤浆成浆性能的影响
水煤浆添加剂的主要作用是改变煤粒表面的亲水性,增强静电斥力,促进煤粒均匀地分散在水中,防止煤粒聚结,提高水煤浆的流动性,其用量约为煤的1%[5]。添加剂不仅直接决定着水煤浆的质量,还影响着水煤浆成本,其费用是制浆成本的第二大因素。
分别取自来水和印染废水,加入少量自制新型水煤浆添加剂LS-A,按照上述制浆方法进行成浆实验,探讨水煤浆添加剂的用量对高浓度印染废水制备水煤浆性能的影响。实验中控制制浆浓度为64.5%,制备出的水煤浆表观黏度随添加剂LS-A用量的变化情况如图1所示。
从图1可以看出,在水煤浆浓度为64.5%的情况下,对于印染废水,使用添加剂LS-A能够制取黏度小于1200mPa·s,且流动性较好的水煤浆。随着添加剂用量的增大,水煤浆黏度呈下降的趋势,在添加量为0.7%时,其黏度为1219mPa·s,随着添加剂用量的继续增大,黏度变化不明显,因此,从降低成本上考虑,确定添加剂的用量为0.7%。
2.2水样pH值对水煤浆成浆性能的影响
为考察pH值对水煤浆性能的影响,实验中用10%的H2 SO4溶液调节印染废水的pH值,然后按照上述制浆方法,在维持相同水煤浆浓度、添加剂用量下,对不同pH值的印染废水水样以及自来水进行成浆实验,同时观察其制备出的浆体在静态条件下出现硬沉淀的时间。实验中制浆浓度设为64.5%,添加剂用量为0.7%,制备出的水煤浆的表观黏度和稳定性随水样pH值的变化情况见表3。
从表3中的数据可以看出,在同等条件以及相同制浆浓度和添加剂用量下,水样pH值对水煤浆的制浆性能影响不大,但对水煤浆静态稳定性有较大的影响,印染废水的pH值越高,水煤浆的静态稳定性越好。其原因是水煤浆在存放过程中,由于受到介质水的影响,煤中的活性基团可逐渐水化、离解或小分子溶出,造成水煤浆体系中煤颗粒表面的物理化学性能发生变化,促进煤颗粒沉降朝有序堆积方向发展,形成硬沉淀。而随着水样pH值的升高,相应的就调节了水煤浆体系的pH值,从而使其减缓了由含氧活性基团逐渐水化、离解或小分子溶出对水煤浆体系暂时平衡状态所造成的破坏,使所制水煤浆静态稳定性有所提高[6]。
2.3废水水煤浆的流变性
水煤浆的流变性对浆体的输送和燃烧起决定作用,影响着水煤浆的配制、储存、运输以及雾化燃烧。影响水煤浆流变性的因素很多,不同的煤种、水质、添加剂及其添加量以及制备工艺等都可能对浆体的流变性产生影响[7]。以印染废水制备水煤浆,水煤浆浆体在流变性上的特点直接影响到制备出来的水煤浆能否满足实际生产的需要。在相同的煤种、添加剂下,研究水质、水煤浆浓度以及添加剂的用量对水煤浆流变性的影响。
2.3.1水质对水煤浆流变性的影响
采用印染废水和自来水作为制浆用水,按照上述制浆方法进行成浆实验,实验中制浆浓度设为64.5%,添加剂用量为0.7%,研究水煤浆浆体剪切速率与黏度的变化关系,结果如图2所示。
从图2可以看出,用印染废水制备的水煤浆与用自来水制备的水煤浆一样,随着剪切速率的增大,黏度都逐渐减小,说明印染废水水煤浆与自来水水煤浆的流型一样,均为屈服假塑性流体。
2.3.2浓度对废水水煤浆流变性的影响
水煤浆的流变性不仅与煤本身性质有关,还与水煤浆浓度有关。采用印染废水作为制浆用水,添加剂用量为0.7%,按照上述制浆方法进行成浆实验,制备不同浓度的水煤浆,其剪切黏度随剪切速率的变化如图3所示。