1 引言
水煤浆是一种新型液态媒燃料，它的推广使用，无疑是我国燃料工业新的热点。在这个煤水固液分散体系中，1%的化学添加剂作用是至关重要的，可使不能流动的煤水混合物成为流动的浆体，其实质是反映了表面活性剂的功能，一般认为表面活性剂是带有两种不同性质基团的有机化合物，一种是溶于水的亲水基，另一种是不溶于水的疏水基。随着科技的发展，许多新型的而且具有特定功用表面活性剂应运而生，使得它们已从亲水、亲油基概念中逐步解放出来，而将煤等固体向水中扩散，煤向原油中分散等非水系统的扩展。作为水煤浆生产来说，目前已有较成熟的商品添加剂供应，其作用不外乎是分散和稳定，但一些性能不够持久，必须借助表面活性剂来强化水煤浆添加剂，特别是稳定剂的功能。
2 试论表面活性剂在水煤浆中用途机理
煤是一种疏水性物质，比重以精煤计一般为1.45~1.50，这些不利的成浆条件在添加剂的作用下才能克服。经过科技人员的多年努力，具有分散作用的添加剂如腐植酸盐，木质素磺酸盐和萘系磺酸盐已有产品供应，再加上分散性是表面活性剂最基本的特征，因此这方面的选择余地很大。近年生产实践表明，在浆体分散性问题解决之后，水煤浆的稳定性成为突出的矛盾。因此，开发具有特定用途的表面活性剂来取代一般水煤浆稳定剂，是一个很有意义的工作。以造纸黑液中提取的木质素为突破口，再选择合适的表面活性剂来加强稳定作用，目的是降低添加剂成本，这就是我们的思路，经过笔者一年多的工艺条件试验，证实需先将木质素进行降解改性而呈低分子化。这时具有两重性，即在同一分子里，既有疏水的木质素苯丙单链又有亲水的聚糖链。此时表现出稳定性能，再进一步进行复配，即在中性条件下，加入一定量的表面活性剂，来强化稳定功能。在相互作用下，木质素某些结构与表面活性剂的官能团进行重排;这些分子的极性基团，通过氢键和其它键形成网络结构，从而在煤浆中显示较强的稳定剂作用。由此后续制浆试验只讨论稳定剂的性能。
3 表面活性剂的筛选试验
3.1 水煤浆稳定剂性能试验
在实验室条件下，以改性的木质素为基料，选择4种不同类型的表面活性剂与之进行复配，组成稳定剂。配比一般选择表面活性剂：木质素=1：10。通过制浆来考察其稳定性能。为排除其它因素影响，故不加分散剂，观察期1个月以上，结果列于表1。
表1 稳定剂性能比较
稳定剂稳定剂浓度%(Wt)水煤浆浓度%(Wt)流动性
S初始粘度
mpa·s浆体结构观察(静态)
24k结果30d结果
P—61.0701781092无析水、无沉淀少量析出软沉淀(3mm)
S—71.0702361238无析水、无沉淀少量析出软沉淀(2mm)
T—81.0693751496无析水、无沉淀少量析水、无沉淀
M—91.0714131650无析水、无沉淀无析水、无沉淀
3.2 表面活性剂筛选结果述评
从浆体结构观察(30d)其稳定性:
M-9>T-8>S-7>P-6
从表1可以看出不同类型的表面活性剂与改性木质素组成的稳定剂性能有较大差别.体现相互作用下,形成网络结构的多少而显示稳定作用的强弱.稳定剂M-9和T-8煤浆浓度可以配制较高,初始粘度稍大可在实际生产中与分散剂匹配使用解决.实践表明,这两种添加剂稳定作用在煤浆中一般可保持6个月以上,完全可作为水煤浆稳定剂使用。
4 结果与讨论
4.1 利用改性的木质素和特定表面活性剂组成的稳定剂，价格低廉，使用效果好，已在株洲地区实际工业制浆中得到验证。不失为目前一个较好的添加剂品种。
4.2 进一步筛选和研制具有特定用途的表面活性剂取代传统的水煤浆添加剂，其成功的标志是加之后水煤浆具有有典型的触变性特征，这是我们期待的理想结果，也是今后努力方向。
4.3 表面活性剂应用引入水煤浆领域是一个新的尝试，但如果单独使用，一般存在价格较高的问题，如何在保证质量的前提下，降低生产成本进而降低添加剂成本，以利于水煤浆技术的推广。
参考文献(略)(原文略)
