special

This webpage has been robot translated, sorry for typos if any. To view the original content of the page, simply replace the translation subdomain with www in the address bar or use this link.


ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2281970

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДОУГОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДОУГОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ

Имя изобретателя: Леонов Андрей Михайлович (RU); Бычев Михаил Исаакович (RU); Петрова Галина Ильинична 
Имя патентообладателя: Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН
Адрес для переписки: 677018, г.Якутск, Республика Саха (Якутия), ул. Ленина, 43, ИГДС
Дата начала действия патента: 2003.12.02 

Изобретение относится к углеперерабатывающей промышленности, а именно к приготовлению водоугольной суспензии. Сущность: подбирают гранулометрический состав дисперсной фазы - угля крупностью 63-250 мкм. Перемешивают угль с водой. На полученную суспензию воздействуют полем постоянного магнита напряженностью 19,5-21,9 А/м. Технический результат: снижение вязкости.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к углеперерабатывающей промышленности, а именно к приготовлению из угля водоугольной суспензии (ВУС) с заданными реологическими характеристиками.

Целью настоящего изобретения является снижение динамической вязкости ВУС под действием поля постоянного магнита без добавления различных химических добавок.

В существующих технологиях магнитная обработка применяется для приготовления промывочных жидкостей, представляющих собой глинистую суспензию на водной основе (10 мас.%) на буровых установках. При этом магнитная обработка осуществляется переменным магнитным полем частотой 24,7-25,3 Гц и напряженностью 234-250 А/м, время воздействия 4 часа [А.с 1752919 СССР, кл. Е 21 В 21/06. Способ приготовления промывочной жидкости. / Л.П.Семенихина, В.Д.Шантарин, В.И.Семенихин (СССР). - 4 с.: ил.]. В способе [Патент 1797643 СССР, кл. Е 21 В 31/06. Способ приготовления промывочной жидкости / В.Д.Шантарин, Л.П.Семенихина, В.И.Семенихин (СССР). - 4 с.: ил.] условия указанного выше способа сочетаются с постоянным магнитным полем напряженностью, равной 30-32 единицы напряженности вертикальной составляющей магнитного поля Земли, при этом время воздействия сокращается до 15 минут. Максимальный эффект (снижение пластической вязкости) от магнитной обработки в обоих способах составляет 35,9 и 34,7% соответственно.

Эти способы относятся к приготовлению глинистых суспензий, которые по своим реологическим свойствам принципиально отличаются от угольных суспензий.

Предложен способ приготовления водоугольной суспензии с подбором гранулометрического состава дисперсной фазы суспензии [Корочкин Г.К., Мурко В.И., Своров В.А., Горлов Е.Г., Головин Г.С. Совершенствование технологии получения водоугольных суспензий. // Химия твердого топлива - 2001. - №3. - С.13-28].

В качестве аналога выбран способ приготовления водоугольной суспензии, в котором снижение динамической вязкости достигается в результате введения в ее состав различных химических добавок [Корочкин Г.К., Мурко В.И., Своров В.А., Горлов Е.Г., Головин Г.С. Сырьевая база для приготовления высококонцентрированных водоугольных суспензий применительно к углепроводу Белово-Новосибирск. // Химия твердого топлива - 2000. - №3. - С.83-93].

Суть этого способа приготовления водоугольной суспензии заключается в том, что снижение динамической вязкости ВУС проводят в 2 этапа. На первом этапе осуществляют подбор гранулометрического состава суспензии, на втором вводят добавки. При этом добавка гумата натрия в количестве 1% от массы сухого угля позволяет снизить вязкость на 25%, а в случае использования углещелочного реагента (УЩР) на 39%. При увеличении концентрации вводимых добавок (более 1%) происходит повышение динамической вязкости суспензии. В этой технологии найдены оптимальные концентрации добавок, при которых снижение вязкости ВУС максимально. Дальнейшее снижение вязкости суспензии требует изменения гранулометрического состава дисперсной фазы ВУС, что связано с дополнительными затратами.

Описанные способы приготовления суспензии не позволяют оперативно регулировать динамическую вязкость, т.е. нет возможности повышения или снижения вязкости ВУС без дополнительных технологических операций, связанных с изменением дисперсной фазы или концентрации добавок в ВУС.

Сущность предлагаемого способа приготовления ВУС заключается в том, что осуществляется подбор гранулометрического состава дисперсной фазы - угля крупностью 63-250 мкм, перемешивание угля с водой и воздействие на суспензию постоянным магнитным полем напряженностью 19,5-21,9 А/м с достижением устойчивых значений вязкости за 420-150 сек от начала воздействия, т.е. в зависимости от крупности частиц, дальнейшее время воздействия не приводит к изменению установившейся динамической вязкости. В результате чего динамическая вязкость снижается на 7,8-51,7%.

Задача, на решение которой направлен предлагаемый способ:

- исключить из процесса приготовления суспензии введение дорогостоящих химических добавок.

Признаки, используемые для характеристики способа:

- напряженность поля постоянного магнита 19,5-21,9 А/м;

- время воздействия 420-150 сек.

Перечень чертежей

Фиг.1. Схема устройства для определения влияния магнитного поля на вязкость водоугольной суспензии.

1 - постоянный магнит;

2 - стакан;

3 - силовые линии магнитного поля;

4 - ротационный вискозиметр Viscotester VT-02;

5 - штатив.

 

Фиг.2. Изменение динамической вязкости во времени 50% суспензии без и под воздействием магнитного поля для угля класса 200-250 мкм.

Фиг.3. Изменение динамической вязкости во времени 50% суспензии без и под воздействием магнитного поля для угля класса 160-200 мкм.

Фиг.4. Изменение динамической вязкости во времени 50% суспензии без и под воздействием магнитного поля для угля класса 100-160 мкм.

Фиг.5. Изменение динамической вязкости во времени 50% суспензии без и под воздействием магнитного поля для угля класса 63-100 мкм.

Фиг.6. Изменение динамической вязкости во времени 55% суспензии без и под воздействием магнитного поля для угля класса 200-250 мкм.

Фиг.7. Изменение динамической вязкости во времени 55% суспензии без и под воздействием магнитного поля для угля класса 160-200 мкм.

Фиг.8. Изменение динамической вязкости во времени 55% суспензии без и под воздействием магнитного поля для угля класса 100-160 мкм.

Фиг.9. Изменение динамической вязкости во времени 55% суспензии без и под воздействием магнитного поля для угля класса 63-100 мкм.

В качестве источника магнитного поля использовался постоянный магнит 1 (фиг.1) с напряженностью магнитного поля Н, равной 20,7±1,2 А/м. Для приготовления суспензии был взят каменный энергетический уголь Нерюнгринского месторождения с содержанием золы Ad=12,5%, влаги W a=0,4% и выходом летучих веществ Vdaf=19,0%.

Суспензия помещалась в стакан 2, который устанавливался на магнит, так чтобы силовые линии магнитного поля 3 полностью воздействовали на суспензию.

Измерения вязкости проводились ротационным вискозиметром 4 Viscotester VT-02, закрепленным на штативе 5.

Измельчение угля для приготовления водоугольных суспензий осуществлялось двухстадийным помолом. На первой стадии исходный уголь измельчался на щековой дробилке до класса - 3 мм, а затем измельчение проводилось на планетарной мельнице в течение 45 с. Из полученного угля путем мокрого рассева выделялись классы: 200-250, 160-200, 100-160, 63-100 мкм.

Приготавливались два вида однокомпонентных суспензий: с содержанием твердой фазы 50 и 55%. Готовились они путем механического перемешивания одного класса угля с жидкой фазой (дисперсионной средой), в качестве которой использовалась дистиллированная вода.

Для определения влияния магнитного поля на вязкостные свойства ВУС измерения вязкости проводились в течение 300, 300, 420 и 540 с в суспензиях, приготовленных из классов крупности угля: 200-250, 160-200, 100-160, 63-100 мкм соответственно. При этом минимальное время воздействия магнитного поля для достижения устойчивого эффекта снижения динамической вязкости ВУС по перечисленным классам составляет 150, 150, 300 и 420 с. После прошествия этого времени динамическая вязкость ВУС остается постоянной.

Для получения сравнительных данных параллельно проводились измерения вязкости суспензии без воздействия магнитного поля. Значения вязкости ВУС и ее изменение без и под воздействием магнитного поля приведены в таблице и на фиг.2-9.

Технико-экономическая или иная эффективность.

Использование предлагаемого способа приготовления водоугольной суспензии по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие преимущества:

а) возможность достижения заданной динамической вязкости ВУС путем регулирования напряженности магнитного поля;

б) исключается необходимость введения дорогостоящих добавок разжижителей для снижения динамической вязкости ВУС;

в) возможность приготовления водоугольной суспензии из более крупных классов угля (200-250 мкм).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ приготовления водоугольной суспензии, заключающийся в подборе гранулометрического состава дисперсной фазы - угля крупностью 63-250 мкм, перемешивании угля с водой, отличающийся тем, что на суспензию воздействуют полем постоянного магнита напряженностью 19,5-21,9 А/м.

Версия для печати
Дата публикации 07.01.2007гг


НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
Технология очистки нефти и нефтепродуктов
О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
Магнитный двигатель
Источник тепла на базе нососных агрегатов


Created/Updated: 25.05.2018

';>