白酒酒糟是酿酒行业附属产品,虽然目前对其应用研究较多,但其资源化利用率仍很低,而且酒糟大量堆积容易腐败变质,污染周遭环境。贵州是全国煤炭大省之一,拥有丰富的无烟煤资源,但无烟煤挥发分低、灰分高、燃点低,利用困难,开发无烟煤的高效和洁净利用途径,在节能环保以及经济方面都具有重要意义。用白酒酒糟与贵州无烟煤掺混制备白酒酒糟水煤浆(以下简称酒糟煤浆),既能利用酒糟与煤之间可能存在的协同效应,改善无烟煤的燃烧性能,又能减少煤的用量并充分利用生物质资源,解决废弃酒糟的资源化利用问题。本文对酒糟煤浆的成浆性能和燃烧特性进行了研究和探讨。研究主要包括以下几方面:1、通过测定不同酒糟煤浆制备条件,包括酒糟掺混比例、添加剂种类和用量、煤浆浓度、以及不同剪切速率下的酒糟煤浆的表观黏度、析水率和落棒比例,对酒糟煤浆的成浆性能进行探索。发现三种添加剂中,MF的降黏效果稍好于NNO,LS表现最差,随着分散剂含量的增加,酒糟煤浆黏度逐渐降低,三种分散剂含量均在0.5%时达到最佳降黏效果;酒糟煤浆表现为剪切变稀的状态,属于宾汉塑性流体;使用0.5%的MF作分散剂,表观黏度为1000mPa·s时,无烟煤单独制浆最大成浆浓度为70%,而掺混3%酒糟的酒糟煤浆定黏浓度为65.8%,稳定性在3天以上。酒糟煤浆浓度为62%时,酒糟最大掺混量小于9%,但浆体流动性极差,掺混7%酒糟时酒糟煤浆流动性、表观黏度稳定性综合表现较好,酒糟的添加使煤浆黏度显著升高,但同时能提高煤浆稳定性,通过对煤粉和酒糟的红外和扫描电镜分析,发现酒糟含有大量的亲水性含氧官能团,表面孔隙繁多,是影响酒糟煤浆成浆性能的主要原因。2、用浸油法和化学方法,在不同浸泡时间、溶液浓度、添加剂等条件下,对酒糟进行改性,并对改性前后酒糟掺混制浆效果进行了对比研究。对酒糟浸油法改性后,制浆降粘无明显效果,原因可能是植物油黏度相对较大,无法完全封堵酒糟表面孔隙,且容易引起颗粒聚集。用5%Fe2(SO4)3溶液和10%NaOH溶液改性后,浓度为62%时酒糟的最大掺混量从改性前的低于9%增大到11%左右;掺混比例为9%时,未改性酒糟制浆最大浓度为56.1%,无法满足水煤浆要求,而两种溶液改性后最大浓度分别提高至60.2%和61.1%。所以化学方法改性使酒糟煤浆黏度明显降低,较大程度提高了成浆性能,原因是溶液中金属离子与酒糟中-OH结合,且溶液破坏了酒糟中的木质素和纤维素等长碳链以及植物细胞结构,使酒糟孔隙减少,吸水能力变弱。3、通过热重分析实验,对酒糟煤浆的燃烧特性进行研究,发现掺混比例为3%和7%酒糟煤浆失重过程与未掺混酒糟的普通水煤浆基本相似,随温度升高,经历失水、挥发分析出及固定碳燃烧3个阶段。掺混0、3%、7%酒糟的煤浆着火温度分别为547℃、517℃和480℃,可燃性指数分别为7.637、8.635、10.556%·min-1·℃-2,综合燃烧特性指数分别为6.676、8.149、10.675%2·min-2·℃-3,所以随着酒糟掺混量的增大,酒糟煤浆着火温度明显降低,可燃性指数C和综合燃烧特性指数S均增大,酒糟的掺混提高了煤浆的燃烧性能;用Coats-Redfern法进行动力学分析,得出掺混0、3%、7%酒糟的酒糟煤浆燃烧活化能E分别为77.837、74.003、70.869KJ/mol,活化能随酒糟掺混比例的增大而减小,燃烧更加容易。通过扫描电镜和能谱分析以及酒糟的灰成分分析,得知添加酒糟能提高煤浆燃烧性能,原因是酒糟中的大量挥发分析出使固定碳孔隙增多,且挥发分提前燃烧改善了固定碳着火条件,而酒糟灰分中碱金属含量较多,其催化作用使酒糟煤浆活化能降低。