Effect of chemical additives on flow characteristics of coal slurries

• Autorzy: Mosa E. S. , Saleh A.-H. M. , Taha T. , El-Molla A. M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ reagentów chemicznych na charakterystykę przepływu zawiesin węglowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the present paper, the effect of chemical additives or reagents on rheological characteristics of coalwater slurry (CWS) was investigated. The power-law model was applied to determine the non- Newtonian properties of coal slurries. Three types of dispersants namely, sulphonic acid, sodium tripolyphosphate and sodium carbonate were studied and tested at different concentrations ranging from 0.5 to 1.5% by weight from total solids. Sodium salt of carboxymethyl cellulose (Na-CMC) and xanthan gum were tested as stabilizers at concentrations in the range of 0.05 to 0.25 % by weight from total solids. It was found that apparent viscosity and flow properties of CWS are sensitive to the use of chemical additives (dispersants and stabilizers). Among studied dispersing agents, sulphonic acid recorded the best performance in modification and reducing CWS viscosity. The best dosage of all tested dispersants was found to be as 0.75 % by wt of solids. With regard to studied stabilizers, Na-CMC recorded better performance than xanthan gum. The best dosage of investigated stabilizers was found to be as 0.1 % by wt. from total solids.

PL

W pracy badano wpływ odczynników na charakterystykę reologiczną zawiesin wodno-węglowych (CWS). Zastosowano model potęgowy do wyznaczenia nieniutonowkich właściwości zawiesin węglowych. Badano trzy typy dyspersantów: kwas sulfonowy, tripolifosforan sodu oraz węglan sodu przy różnych ich stężeniach od 0.5 to 1.5% wagowego. Zastosowano sól sodową carboksymetylocelulozy (Na- CMC) oraz gumę guarową jako stabilizatory zawiesin używając ich w ilości od 0.05 to 0.25 % wagowego. Stwierdzono, że pozorna lepkość i charakterystyka przepływu CWS są podatne na użyte dyspersanty i substancje stabilizujące. Wśród badanych dyspersantów, kwas sulfonowy odznaczał się najlepszym działaniem i wysoka redukcją lepkości CWS. Ilość użytych dyspersantów wyniosła 0.75 % wagowego. Wśród substancji stabilizujących lepszą okazała się Na-CMC niż guma guarowa. Najodpowiedniejsza ilość stabilizatora to 0.1 % wagowego.

Słowa kluczowe

EN

coal slurry; viscosity; dispersants; carboxymethylcellulose; gum guar; sulphonic acid; tripolyphoshate; kwas sulfonowy; tripolifosforan

PL

zawiesiny węglowe; lepkość; dyspersant; karboksymetyloceluloza; guma guarowa

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 42
• Strony: 107--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Mosa E. S.

autor

Saleh A.-H. M.

autor

Taha T.

autor

El-Molla A. M.

• Mining & Petroleum Eng. Dept., Faculty of Engineering, Al-Azhar University, Cairo, Egypt

Bibliografia

• XIAO-AN, F., YU-CHENG, S., SHAOBING, H., LIN, Z. LONG J., “Influence of pitch coal surface treatment on the beneficiation of high water content coal and the rheological properties of CWS” Fuel, Vol. 73, No. 11, 1994, pp (1772-1775).
• BOYLU, F., DINCER, H. ATESOK, G. “Effect of coal particle size distribution, volume fraction and rank on the Rheology of coal–water slurries”. Fuel Processing Technology, 85 (2004), pp 241– 250
• NIGEL, I. H. NEIL, J. A., “Developments in slurry pipeline technologies, update your knowledge of modeling, optimizing and controlling slurry pipeline flows” Solid/ Liquid Handling, www. Cepmagazine.org, April 2003 CEP.
• MEIKAP, B. C., PUROHIT, N. K. MAHADEVAN, V. “Effect of microwave pretreatment of coal for improvement of rheological characteristics of coal–water slurries” ,Journal of Colloid and Interface Science, 281 (2005), pp 225–235.
• BOYLU, F., ATESOK, G. DINCER, H. “The effect of carboxymethyl cellulose (CMC) on the stability of coal-water slurries”, Fuel, Vol.84, no 2-3 January/ February 2005, pp 315-319.
• CASASSA, E. Z., PARFFIT, G. D., RAO, A. S. TOOR, E. W. “Effect of surface active additives on coal/ water slurry rheology” American Society of Mechanical Engineers (paper), 1984, ASME, New York, NY, USA ,10p 84, WA/HT-96.
• HUYNH, L., PAUL, J. JOHN, R. “The rheological properties of copper concentrate slurry: from surface chemistry to pipeline transport” 2001
• MINGZHAO, H., YANMIN, W. FORSSBERG, E. “Slurry rheology in wet ultrafine grinding of industrial minerals: a review”, Powder technology, Vol. 147, November 2004, pp (94-112)
• CHHABRA R. P. RLCHARDSON J. F., “Non-Newtonian flow in the process industries, fundamentals and Engineering Applications ” Butterworth Heinemann, Oxford, 1999, Chap. 1,2,3,4 and 8.
• GEORGE, R. G., DARLEY, H. C., WALTER F. R., “Composition and properties of Oil well drilling fluids”, Fourth Edition, Gulf Publishing company, Houston, Texas, 1984, Chap. 1, 2,3 and 5. pp (3-239).
• LESTER C. B., “ Hydraulics for pipeliners ” Vol. 1, Fundamentals, Second Edition Gulf Publishing company, Houston, Texas, London, Paris, Tokyo, 1994, Chapter 3,4.
• NIGEL I. H, "Designing for the storage and conveying of slurries'', Chemical Engineering progress, Sept. 1999, pp. (21-41).
• BAHN E. A. "Slurry systems handbook" Mc Graw-Hill, New york, Chicago, 2002.
• Chandler engineering, L.L.C 3500LS+ ,Direct indicating viscometer, 2003/03/20, www.chandlereng.com