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水煤浆是20世纪70年代由于石油危机而发展起来的一种新型煤基液化技术,它旨在改变传统的燃煤方式,减少污染物排放,提高煤炭利用效率。与直接燃煤相比,水煤浆具有燃烧效率更高,污染小,成本更低,发热量高等优点。分散剂是制备高浓度水煤浆低粘度水煤浆的关键影响因素,目前应用最广泛的分散剂多为萘系磺酸盐系列,其多来源于石油化工产品,随着石油价格的持续走高,原料价格也随之水涨船高。因此,开发价格低廉,分散性能优良并且对环境友好型的分散剂显得尤为重要。本实验以造纸废液中的副产物木质素磺酸钠为原料,经过提纯与丙烯酰胺进行接枝共聚反应,合成的分散剂用于制备水煤浆,其分散性和稳定性均优于商用木质素磺酸钠和萘磺酸盐,溶液的表面张力最大降低幅度为8.47mN·m-；通过单因素法确定了分散剂的最佳改性条件为：木质素磺酸钠与丙烯酰胺的质量比为5：1,引发剂K2S2O8-NaHSO3用量为木质素磺酸钠与接枝单体丙烯酰胺的总质量的3%,反应温度为40℃,反应时间为2.5h,并且引发剂中K2S208和NaHSO3的比例为3：2。在3415cm-1、3205cm-1、1566cm-1处存在的红外特征吸收峰,分别代表游离-NH2的吸收峰,缔合-NH2的吸收峰和-CONH-中的N-H弯曲振动吸收峰,表明丙烯酰胺成功接枝在木质素磺酸钠结构上。在添加量为干煤基质量的0.8%时,测得浓度为65%的水煤浆的粘度最低为550mPa-s,比改性之前制浆粘度低60mPa·s,而且制浆最大浓度为69%,与商用萘磺酸钠甲醛缩合物分散剂制浆稳定性比较发现,改性物在第72h时的穿透率高于后者7.82%,析水率低于后者4.45%,具有较好的稳定性。鉴于腐殖酸在结构上与煤具有很大相似性的特点,实验以此为原料与丙烯酸和马来酸在引发剂存在下聚合改性,成功地合成了腐殖酸基聚羧酸型水煤浆分散剂(HAP)。腐殖酸经碱溶、酸析过程,确定了最佳提纯条件是HCl浓度为20%,NaOH溶液的浓度为15%。合成HAP的最佳反应条件为：腐殖酸与丙烯酸和马来酸的质量比为1：1.08,引发剂K2S2O8-NaHSO3用量占腐殖酸与单体总质量的5%,反应温度为75℃,反应时间为3h,并且引发剂中K282O8和NaHSO3的比例为4：2。红外吸收光谱表明,在1712cm-1和1610cm-1处出现羧酸中的-C=O和-COO伸缩振动吸收峰；与腐殖酸相比,对水的表面张力降低达6.52mN·m-1。在添加量为干煤基质量的0.5%时,浓度为67%的水煤浆的粘度最低为505mPa·s,比改性之前制浆粘度低245mPa·s,而且制浆最大浓度为70%,腐殖酸-聚羧酸型分散剂能提高煤浆浓度约2%,与商用萘磺酸钠甲醛缩合物分散剂制浆稳定性进行对比,发现在72h时二者穿透率相差8.87%,同时析水率低于后者1.85%。研究了超声辅助作用下上述两种水煤浆分散剂制浆稳定性,二者在超声功率为80W和100W下作用3min后煤浆粘度下降,同时稳定性能优于机械搅拌制浆。流动性的观察说明,合成的两种分散剂制浆流动性均为A级,优于商用萘系分散剂D级,说明引入了亲水性较强的活性基团的改性分散剂,能有效降低粘度,在保证粘度的前提下同时提高浓度。