水煤浆分散体系中阴离子型分散剂的吸附特性和降粘效应

研究了一种阴离子型分散剂在煤表面的吸附特性和其产生的降粘效应，以及它们与煤表面结构性质间的关系。结果表明，阴离子型分散剂的吸附性能和降粘效应受煤表面含氧官能团尤其是羧基官能团的显著制约。低温热处理（２００￣３３０℃）使年轻煤表面硫水化作用显著增强，从而显著地提高了分散剂在煤表面的吸附性能及其对水煤浆产生的降粘效应，因此，年轻煤的成浆性得到大幅度改善。     

不同相对分子质量对接枝磺化木质素水煤浆分散剂吸附分散性能的影响

采用接枝磺化缩聚法制备了不同相对分子质量碱木质素系水煤浆分散剂(GCL3J系列),研究相对分子质量对水煤浆吸附分散性能的影响。流变学研究结果表明,具有三维空间网络结构的GCL3J分散降黏性能均优于具有线性结构的萘系分散剂。等温吸附和Zeta电位测试结果表明,GCL3J在煤粒表面的吸附特征属于Langmuir型单分子层吸附,随着相对分子质量的增加,其在煤粒上的吸附量逐渐减少,吸附作用力逐渐增强,并逐渐以疏水作用吸附为主。中等相对分子质量的GCL3J-3(M_w为31 500 Da,特性黏度为8.06 mL/g)在煤粒表面吸附后,具有适宜的吸附量和吸附强度,且负电性最高,对水煤浆具有最优的分散降黏作用。     

不同水煤浆分散剂与煤之间的相互作用规律研究Ⅹ分散剂在煤粒表面上的吸附作用特征

研究了6种水煤浆分散剂在14种不同变质程度煤上的吸附作用特征。结果表明,多数分散剂在煤粒表面达到单层饱和吸附后,又形成多层吸附,单层饱和吸附量与煤的变质程度、比表面积以及分散剂的性质有关。在相同粒度分布下,煤的变质程度越低,表面含氧亲水官能团的比例越高,孔隙率越高,比表面积越大,这对增大吸附量有利。煤的变质程度越高,其表面疏水区面积的比例越高,分散剂通过疏水基团紧密吸附在煤表面的比例越大,这对增加高阶煤的吸附量有利。对不同煤,是变质程度还是比表面积为吸附分散剂的主控因素,主要依赖于分散剂的结构与性质。对同种煤,疏水与亲水基团呈线型分立分布的分散剂,吸附量明显高;而疏水与亲水基团呈线型间隔分布的分散剂,吸附量明显小。     

流体场中分散体系的稳定性

一、引言作为胶体化学的基础理论,DLVO理论阐述了胶体粒子间的相互作用和分散体系的稳定性。但是以往的研究都是以静止状态下的分散体系为对象,也就是不考虑外力或外力场的作     

超声波强化水煤浆制备方法的研究

本文研究用超声波技术强化高浓度水煤浆的制备方法，选择适当的处理条件和设备，经超声波处理的水煤浆，煤粉级配明显向细的方向转化，不仅表观粘度大幅度降低，而且浆体静态稳定性和流变特性也得以显著改善。     

不同水煤浆分散剂与煤之间的相互作用规律研究: Ⅹ 分散剂在煤粒表面上的吸附作用特征

研究了6种水煤浆分散剂在14种不同变质程度煤上的吸附作用特征。结果表明，多数分散剂在煤粒表面达到单层饱和吸附后，又形成多层吸附，单层饱和吸附量与煤的变质程度、比表面积以及分散剂的性质有关。在相同粒度分布下，煤的变质程度越低，表面含氧亲水官能团的比例越高，孔隙率越高，比表面积越大，这对增大吸附量有利。煤的变质程度越高，其表面疏水区面积的比例越高，分散剂通过疏水基团紧密吸附在煤表面的比例越大，这对增加高阶煤的吸附量有利。对不同煤，是变质程度还是比表面积为吸附分散剂的主控因素，主要依赖于分散剂的结构与性质。对同种煤，疏水与亲水基团呈线型分立分布的分散剂，吸附量明显高；而疏水与亲水基团呈线型间隔分布的分散剂，吸附量明显小。     

不同水煤浆分散剂与煤之间的相互作用规律研究Ⅺ分散剂改性煤粒的界面性质及其对CWS性质的影响

测定了10种分散剂与14种煤所形成分散体系的Zeta电位,研究了分散剂对改性煤粒界面电化学性质的影响。结果表明,煤的变质程度越低、溶出高价离子越多,分散剂改性煤粒的Zeta电位越低。阴离子分散剂亲水基团的数量和所带电荷越多,改性煤粒的Zeta电位越高。非离子分散剂使改性煤粒的Zeta电位降低。阴离子分散剂改性的煤粒,Zeta电位大小能很大程度反映煤粒的亲水性强弱,很多阴离子分散剂改性煤粒的Zeta电位都与其吸水量成正相关。建立了包括煤自身亲水性（Mad）、分散剂亲水改性程度（△MHC）, 以及Zeta电位（ζ）和分散剂在单位煤表面积上的吸附量（Γs）在内的成浆性经验模型：CFV = 76.62 1.896Mad 3.430△MHC+0.489Γs·ζ。该模型的计算值与实验结果很相近,而且还能反应出各变量对煤的成浆性所产生的影响。     

聚合物分散剂对氟虫脲水悬浮剂分散稳定性的影响

通过测定药物颗粒界面Zeta电位和平均粒径, 研究了聚合物分散剂苯乙烯磺酸聚合物钠盐(GY-D08)用量、pH和盐离子对氟虫脲水悬浮剂分散稳定性的影响, 研究结果表明, 分散剂GY-D08的加入量与水悬浮剂分散效果密切相关, 制备质量分数为5%氟虫脲水悬浮剂的GY-D08最佳用量为2%, GY-D08用量过多或过少都会使分散效果下降; pH影响分散剂GY-D08在水中的电离能力, 当pH=9时, GY-D08分子完全电离, 能为颗粒提供较大的静电位阻, 水悬浮剂分散稳定性最好; Mg²⁺或Ca²⁺压缩颗粒界面的双电层, 降低Zeta电位, 使颗粒因带电量减少而聚结, 导致水悬浮剂分散稳定性变差, 且Mg²⁺或Ca²⁺浓度愈大, 其分散稳定性愈差; 当离子浓度相同时, Ca²⁺压缩双电层的能力比Mg²⁺强, 添加Ca²⁺后的水悬浮剂的分散稳定性更差.     

超细颗粒分散过程分析

对超细颗粒在液体介质中的分散过程进行了分析，总结了增强超细颗粒分散的手段在于合适的分散剂（最有效的分散剂为超分散剂）和高效的分散机械（提高分散有效体积和能量利用率），从而为超细颗粒这一新型材料应用打下了基础。     

中国不同变质程度煤制备水煤浆的性质研究

在相同的制浆条件下,以中国煤种资源数据库为依据,考察了24种不同地区、不同变质程度煤制备成水煤浆的成浆性、流变性及静态稳定性。结果表明,山西阳泉、山东淄博石谷、河北下花园等煤种适宜制浆,这些煤的浆体质量分数均可达到66%以上,浆体呈假塑性流体,且煤浆产生软沉淀的静态稳定性均在15 d以上;山西潞安石圪节、安徽淮南、淮北石台等煤成浆性较好,稳定性在7 d左右,浆体呈胀塑性流体;山东枣庄八一、甘肃靖远红会、河南鹤壁等煤可达到较高的煤浆质量分数,浆体流变性及稳定性均较差,其他的煤则不适宜用于制备水煤浆。     

Characterization of coal water slurry prepared for PRB coal

Powder River Basin(PRB)coal,which accounts for over 40%of the coal consumed for power generation in the United States,was investigated for preparation of coal water slurry(CWS).The static stability and rheology of the CWS were characterized as a function of loading.The coal loading was varied from 30%to 50%and both ionic(sodium polystyrene sulphonate(PSS))and nonionic(Triton X-100)surfactants were employed as additives.The addition of PSS to PRB slurries was found to yield poor static stability.On the other hand,Triton X-100 was found to be an effective surfactant,reducing the sedimentation by more than 50%compared to the one without surfactant in 45%CWS.Adding Triton X-100 reduces the viscosity of the CWS for coal loadings of30%and 40%.Although the viscosities for coal loading of 42.5%and 45%are higher when Triton X-100 is added,the static stability is significantly better than for samples without surfactant.The highest coal loading for PRB slurry with acceptable viscosity for pumping is 42.5%.     

煤孔结构特性对水煤浆性质的影响分析

通过三种不同的方法(CO2吸附法、N2吸附法和压汞法)测试了不同变质程度煤的孔结构性质,分析了煤的孔结构特性与水煤浆性质之间的关系。结果表明,煤的孔结构特性对水煤浆性质的影响较为复杂,主要是煤的大孔结构对煤浆成浆性的影响。在相近的孔体积和孔径分布下,煤的成浆性差别较大。孔结构特性本身作为一个独立的因素不能完全体现出对水煤浆性质的影响程度,与煤的表面性质如含氧官能团性质、煤表面的疏水性以及煤的吸水性等密切相关,共同影响着水煤浆的性质。     

煤质因素对水煤浆性质的影响

采用多元线性回归分析的方法研究了煤质因素对水煤浆成浆性、流变性及稳定性的影响。并采用多元逐步回归分析的方法对影响水煤浆性质的煤质因素进行了综合分析,以确定影响水煤浆性质的主要煤质因素,并建立了相关的经验方程。结果表明,与煤成浆性有关的主要煤质因素为煤的碳质量分数、空气平衡水分、可磨性指数以及压汞仪所测煤的比表面积,复相关系数达0.988;与煤浆流变性有关的主要煤质因素为煤的灰分质量分数、煤中可溶矿物离子的溶出量、压汞仪所测煤的孔体积以及煤表面的动电位性质,复相关系数为0.917;与煤浆稳定性有关的主要煤质因素为煤岩显微组分分析中丝质组分的质量分数和煤灰成分分析中SiO2的质量分数,复相关系数为0.779。     

阴离子型添加剂的分子结构特征对水煤浆浆体性质的影响

选用分子结构特征不同的三类共七种添加剂和变质程度不同的八种煤,对添加剂的分子结构特征与煤质及水煤浆浆体各性质间的匹配规律进行研究。结果表明,以多核芳烃为缩聚单体的磺酸盐类添加剂中甲基取代基的引入对煤的成浆性不利,但有利于浆体向塑性流体转变和静态稳定性的提高;苄基取代基的引入能提高分析基氧体积分数低的煤种的成浆性,但是其浆体的静态稳定性较差。富含极性含氧官能团且变质程度较低的煤种在使用磺化程度较高的腐植酸盐类添加剂制浆时,可以制备出较高定黏浓度的水煤浆。腐植酸类添加剂磺化度较高时改善了浆体的流变性。对于腐植酸类和木质素类添加剂,磺化度较高的添加剂有利于挥发分较高的煤种所制浆体的静态稳定性的提高。     

聚对苯乙烯磺酸钠添加剂的分子量对水煤浆浆体性质的影响

选用了变质程度不同的八种煤和三种不同分子量的聚对苯乙烯磺酸钠（PSS）添加剂,详细考查了该添加剂的分子量对水煤浆浆体性质的影响。结果发现,在考查PSS相对分子量的范围内（质均分子量为5.34×104～33.39×104）,八种煤的水煤浆成浆性随着分子量的增大而增加,水煤浆成浆性与PSS添加剂的平均分子量的关系可归因于添加剂在煤粒上的吸附,分子量小的PSS在煤粒上的吸附量大于分子量大的PSS;PSS分子量的增加有利于水煤浆的流变性由胀性向假塑性转变;PSS分子量的增加使水煤浆的静态稳定性得到显著的改善。     

萘油制备新型水煤浆添加剂的研究

研究了如何利用萘油中的有效成分合成出性能良好的水煤浆添加剂。通过合理的正交试验设计和多元线性回归分析方法得到了合成萘油添加剂的较佳工艺条件,即在75 g的萘油中,加入浓H2SO4 30 mL,在160 ℃时磺化2 h;加入HCHO 25 mL,在105 ℃时缩合1.5 h。利用实验合成的萘油添加剂与纯萘磺酸甲醛缩合物作添加剂分别对庞庄煤进行制浆实验。结果表明,萘油添加剂性能良好,可显著降低萘油添加剂的成本。应用傅立叶变换红外光谱对萘油添加剂的结构进行了分析,测出萘油添加剂主要为含有－CH2－,－SO3－等基团的芳香族化合物。对萘油添加剂改善水煤浆性能的作用机理进行了初步探讨。     

壬基酚聚氧乙烯醚聚合度对水煤浆浆体性质的影响

研究了壬基酚聚氧乙烯醚型添加剂的聚合度对变质程度不同的8种煤所制得的水煤浆浆体性质的影响规律。结果表明,壬基酚聚氧乙烯醚添加剂的聚合度对于8种煤所制得的水煤浆的成浆性、流变性以及静态稳定性均有一定的影响,存在一最佳范围。研究还发现,用壬基酚聚氧乙烯醚型添加剂制备水煤浆时,该添加剂的作用与煤的分析基水分质量分数、丝质组分质量分数以及孔体积之间存在着相关性。     

污泥水煤浆燃烧和污染排放特性研究

在3.2 MW 卧式炉中对污泥水煤浆和大同烟煤水煤浆进行了对比燃烧实验,分别研究了煤浆的着火、燃烧、结渣及污染物排放特性。结果表明,掺混 10%污泥的水煤浆着火容易,燃烧稳定,炉膛火焰分布均匀,燃烧和结渣特性均优于大同烟煤水煤浆。污泥的添加使水煤浆燃烧烟气中SO₂和NO_x的浓度偏高,实际应用中可通过加入固硫剂等方式缓解。污泥水煤浆在卧式炉中的燃烧状况较理想,为城市污泥资源化利用提供了一条可行的新途径。     

煤直接液化残渣制备水渣浆成浆性的研究

以煤直接液化残渣制备了水渣浆，考察了粒径分布、搅拌时间、分散剂的用量及种类对水渣浆性质的影响。根据实验确定了制备水渣浆的最佳工艺参数：Alfred粒径分布模型（d_280~154μm、d_154~74μm、d_<74μm 质量分数分别为14%、16%、70%），搅拌时间20 min，分散剂加入量为干渣基1.0%。实验结果表明，液化残渣制备水渣浆的定黏质量分数分别为73.5%（NSF）和71.0%（SL）。分散剂萘磺酸盐甲醛缩合物（NSF）的分散降黏效果优于改性碱木质素磺酸钠（SL），而水渣浆的流变性，分散剂SL要优于分散剂NSF。