分散剂β-萘磺酸盐甲醛缩聚物对低阶煤制水煤浆成浆性的研究

低阶煤制备水煤浆成浆性能受到多方面因素影响,其中煤自身结构性质、自由水和电荷作用三者影响较大。分析了神木煤、哈密煤、榆林煤的微观结构,测试了分散剂β-萘磺酸盐甲醛缩聚物在3种煤上的吸附规律、分散剂不同掺量下煤中束缚水释放为自由水的量,研究了分散剂吸附量与束缚水释放量及水煤浆成浆性能之间的关系。结果表明:分散剂在低阶煤上的吸附量与比表面积不呈正相关;随着分散剂吸附量提高,变质程度偏高的煤质中自由水释放量快速下降,孔隙结构较多的煤质中则可能抑制自由水释放;低浓度分散剂吸附时,由电荷斥力和释放自由水同时作用提高成浆性能,高浓度分散剂吸附时,主要依靠电荷斥力提高成浆性能,自由水起次要作用;低阶煤制备水煤浆在表观黏度为500 mPa·s～1 000 mPa·s内均符合Bingham流体特征。     

新型改性淀粉水煤浆分散剂SASP的制备及性能

以天然玉米淀粉为主链,与3种单体进行接枝共聚,制备出一种新型淀粉接枝共聚物。将它作为分散剂应用于神华煤制备水煤浆,并和萘系分散剂进行对比。探讨改性淀粉对浆体的表观黏度、流变性及吸附量的影响。该分散剂用量为0.4%时,可以制备66%浓度的水煤浆,表观黏度为943 m Pa·s,符合国家标准;改性淀粉在神华煤表面的饱和吸附量为2.61 mg/g,比萘系分散剂具有更好的分散、稳定和降黏作用。结合改性淀粉和神华煤的结构特点,阐述了吸附作用机理。     

三种水质对煤沥青水浆制备及性质的影响

以中温煤沥青为原料,采用冷冻粉碎方法制得具有一定粒度级配的煤沥青粉后,再加入适量分散剂与去离子水、自来水和焦化废水分别制备煤沥青水浆.考察了分散剂用量与煤沥青水浆流变性的关系,并对分散剂在煤沥青表面的吸附和Zeta电位进行了研究.研究表明,三种水均能制得浆体浓度为70%的煤沥青水浆,且浆体的表观黏度均随剪切速率的增加呈下降趋势.由去离子水、自来水和焦化废水制得煤沥青水浆的低位发热量、挥发分和灰分均达水煤浆Ⅰ级标准,硫分达Ⅱ级标准.三种水的分散剂溶液在煤沥青表面的吸附量和Zeta电位均随分散剂浓度的增加呈增大趋势,当分散剂浓度达到一定值后继续增加分散剂的浓度,吸附量和Zeta电位稍有下降,且吸附量和Zeta电位达到最大时对应的分散剂浓度基本相同.     

磺甲基化腐殖酸系水煤浆分散剂的合成与性能

以腐殖酸为原料,通过磺甲基化与尿素缩聚反应合成了一种具有良好水溶性和较高相对分子质量的新型腐植酸系水煤浆分散剂。采用红外、热重、DSC及XRD等分析方法对产物进行结构表征;根据不同分散剂添加量对水煤浆进行表观黏度及流变性能的测试,探讨了分散剂在煤表面的吸附性能、接触角。结果表明,所合成的阴离子型分散剂磺甲基化腐植酸脲醛缩合物可以良好的应用于水煤浆。     

两性改性淀粉的合成及其水煤浆分散性能研究

以市售阳离子淀粉为原料,以过硫酸铵(NH4)2S2O8作为引发剂,分别加入苯乙烯磺酸钠(SSS)和丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)和丙烯酸(AA)单体进行接枝共聚,制备出两种两性改性淀粉CSSAS和CSMAS。将其作为分散剂用于神华煤制浆,探讨两性改性淀粉分散剂对水煤浆制浆性能的影响。CSSAS分散剂的最佳用量为0.4%,制浆质量分数为65%,表观黏度为837 mPa·s,7 d析水率为4.7%,CSSAS在神华煤表面的饱和吸附量为2.36 mg/g;CSMAS分散剂的最佳用量为0.4%,制浆质量分数为65%,表观黏度为910 mPa·s,7 d析水率为5.2%,CSMAS在神华煤表面的饱和吸附量为2.25 mg/g。两性改性淀粉中的阳离子与神华煤表面的负电荷可以很好地吸附,提供更多吸附位点,在煤表面的吸附较为理想。结合神华煤的结构特点及分散特性,分析了吸附模型和吸附作用机理。     

煤制甲醇三种废水对煤成浆性能的影响

以神木锦界煤为原料,通过成浆性、煤与水接触角和水煤浆分散剂吸附性的研究,考察了煤制甲醇产生的灰水、甲醇废水和变换冷凝液对煤成浆性的影响。结果表明,3种废水均对煤的成浆性产生了不利的影响:变换冷凝液对煤的成浆性影响最大,增大了煤与水的接触角,降低了分散剂的饱和吸附量和煤的最高成浆浓度;甲醇废水的影响次之,主要影响煤的润湿性,降低煤的最高成浆浓度,但提高了分散剂的饱和吸附量;灰水的影响最小,灰水中的阳离子对制浆产生的不利影响与阴离子对制浆产生的有利作用,基本可相互抵消。     

添加剂与水磁化对水煤浆性能影响的研究

为了分析磁化添加剂或磁化水对水煤浆性能的影响,以鸡西烟煤为研究对象,采用正交实验法,找出磁化强度和磁化时间因素的影响程度和最佳配制条件,并对比了2种情况下水煤浆的性能,最后根据实验中添加剂在煤表面的吸附量,分析了磁化机理。     

降解方式及引发剂对淀粉接枝共聚水煤浆分散剂性能的影响

以降解淀粉为原料,在最佳引发剂下接枝不同单体,合成两种淀粉接枝共聚物,并对比其性能。加入丙烯酸羟乙酯(HEA)和苯乙烯(ST),制备出淀粉-丙烯酸羟乙酯-苯乙烯接枝共聚物(简称HSS);加入丙烯酸(AA)、苯乙烯磺酸钠(SSS),制备出淀粉-丙烯酸-苯乙烯磺酸钠接枝共聚物(简称SAS)。研究了淀粉经氧化和酸解不同降解方式处理后对水煤浆的分散效果,考察了不同引发剂对淀粉接枝共聚反应的影响。结果表明:氧化降解处理后的淀粉降黏作用增强,接枝效率高。NaHSO_3-K_2S_2O_8是淀粉接枝共聚反应中理想的引发剂。SAS分散剂在神华煤颗粒表面的60 s接触角为-50.39°,HSS分散剂在神华煤颗粒表面的60 s接触角为-54.83°,SAS分散剂体现出更佳的润湿性能。HSS分散剂在煤颗粒表面的饱和吸附量为2.43 mg/g,SAS分散剂的饱和吸附量为2.97 mg/g。SAS分散剂既有淀粉的结构特点,也显示了优良的聚羧酸分散剂优势。     

表面活性剂在水煤浆制浆中的应用

水煤浆技术是一种新型洁净煤技术,在煤质特性、煤粉粒度分布稳定的条件下,表面活性剂是否与煤种匹配是最关键的因素。在实际过程中,除了考虑分散剂的性质与煤种是否匹配和适宜加入量外,还要注意各种分散剂的复配,利用它们的协同效应提高分散剂的分散稳定性和降低成本。靠经验和半经验研制和筛选水煤浆添加剂的工作十分繁杂,研究添加剂的分子结构特征和煤表面物化性质间的匹配性是解决问题的有效途径。     

两种不同羧酸单体的两性聚羧酸盐水煤浆分散剂的制备及性能对比

以烯丙基醇聚氧乙烯醚500（APEG-500）、羧酸单体 （丙烯酸和衣康酸）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）等为原料,合成了具有不同羧酸单体的两性聚羧酸盐水煤浆分散剂。采用FTIR、1HNMR对分散剂的结构进行表征,并结合水煤浆黏度、XPS、Zeta电位、接触角、稳定性等测试,讨论了不同羧酸单体对分散剂的分散性能的影响,探究了分散剂与煤粒表面的作用机理。结果表明：当DMDAAC用量为单体质量之和的6.0%时 ,两性聚羧酸盐分散剂对水煤浆的表观黏度降低效果优于阴离子型的聚羧酸盐分散剂;羧酸单体为衣康酸的分散剂性能更优,使陕西榆林煤最大固体质量分数达到66.5%,Zeta电位由-20.8 mV变化到-31.9 mV,吸附膜厚度和饱和吸附量分别为2.56 nm和3.23 mg/g,对煤粒的润湿性更好,浆体的稳定性显著提高,表明双羧基比单羧基更能提高分散剂性能。     

三聚磷酸钠对水煤浆分散剂性能的影响

针对煤粉中含有的高价金属离子会降低水煤浆的成浆性问题,采用了三聚磷酸钠作为金属离子调节剂与几种阴离子型分散剂复配后,进一步提高分散降黏性能.通过测定分散剂在煤粒表面的吸附量、Zeta电位及吸附层厚度,揭示了三聚磷酸钠对脂肪族分散剂(SAF)、木质素系分散剂(GCL3S)及萘系分散剂(FDN)的分散协同增效作用机理.结果表明,三聚磷酸钠与SAF复配同时增加了煤粒之间的静电排斥力和空间位阻,使分散剂在煤粒表面的Zeta电位和吸附层厚度均增大;与GCL3S复配主要增加了煤粒之间的静电排斥作用;对FDN是通过增加分散剂在煤粒之间的空间位阻效应,促进分散降黏性能的提高.     

超声辐照前后添加剂在煤粒表面吸附特性研究

选用大同及神木煤样,考察了超声辐照前后添加剂在煤粒表面吸附特性的变化及其对水煤浆的表观粘度和静态稳定性的影响,在超声辐照强度为８０Ｗ／ｃｍ＾２和频率为２０ｋＨｚ的条件下,经超声辐照后,煤粒对添加剂的Ｌａｎｇｍｕｉｒ饱和吸附量明显增加。而饱和吸附量的增加与辐照引起的煤粒比表面积的增加密切相关,添加剂在煤粒表面的饱和吸附量是影响煤浆表观粘度的主要因素。采用ＸＰＳ对添加剂在煤粒表面吸附状态的表征结果表明     

烷基烯酮二聚体对褐煤疏水改性及成浆性能的影响

针对褐煤表面亲水基团丰富、孔隙发达导致煤成浆性能差的问题,以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为乳化剂制备了阳离子烷基烯酮二聚体（AKD）乳液,将其涂覆在经微波脱水后的褐煤颗粒表面,使煤样表面获得较强的疏水性;利用比表面积分析仪（BET）、X射线光电子能谱（XPS）和化学滴定法研究了AKD与煤表面的作用机理,同时测定了煤水体系的zeta电位以及煤水界面润湿性,结果表明AKD在煤表面发生了物理化学吸附,并当阳离子AKD乳液用量为1.5%时,改性煤粒表面zeta电位绝对值达到最大,褐煤与水的接触角从50.92°增加到121.10°;再将改性后的褐煤颗粒配合聚萘磺酸盐分散剂制得高浓度的水煤浆,当褐煤水煤浆黏度保持1000mPa·s时,最大成浆浓度从原煤的56.6%增加到61.20%,并且随水煤浆存放时间的延长其水煤浆的黏度保持稳定。     

聚羧酸盐侧链长度对水煤浆分散性能的影响及其作用机理

合成了一系列具有不同侧链长度的梳型聚羧酸盐(PC),研究了PC侧链长度对水煤浆的分散和流变性能的影响,使用X射线光电子能谱(XPS)分析了PC在煤水界面的吸附,并结合水煤浆Zeta电位及PC对煤颗粒的润湿性探讨了PC的分散作用机理,为设计制得高效的聚羧酸盐水煤浆分散剂提供依据。结果表明:长主链、短侧链和高阴离子基团含量的PC500(侧链聚合度)具有优良的分散性,所制水煤浆属假塑性流体。PC在煤表面呈单分子层吸附,其中PC500的吸附密度和吸附厚度均最大,分别为0.638 mg·m^-2和4.20 nm,其对煤粒润湿性也较好,所制水煤浆Zeta电位绝对值最高。侧链长度适中的PC500通过平衡吸附层厚度与Zeta电位发挥空间位阻和静电斥力作用分散水煤浆,其可有效地降低水煤浆Gibbs能,使煤粒间“团聚”减弱,浆体分散性提高。     

马来海松酸醇酰胺的合成及其对神华煤分散作用的研究

以松香为原料,与顺丁烯二酸酐加成,再经二乙醇胺改性得到一种多元环状结构的马来海松酸醇酰胺水煤浆分散剂。分散剂含有多个醇酰胺链段,能使水很快润湿煤表面。结合水煤浆在不同浓度、pH、转速等条件下的流变行为和Zeta电位,讨论了分散剂对陕西神华煤成浆性的影响,初步探讨了该分散剂与煤粒的作用机理。研究认为分散剂加入后,以疏水基团与煤表面相连,亲水基团与水相连,并通过亲水链段的空间位阻效应,有效阻隔了煤粒间的聚集,使煤粒得到均匀分散,达到了降低水煤浆粘度,提高稳定性的作用。     

Texaco水煤浆气化炉的建模与模拟

为更好的分析TEXACO煤气化炉,采用化工流程模拟软件对该过程进行了流程建模和模拟.通过对原料和流程分析,选择了合适于该流程的各操作单元模块及热力学方法,并应用Fortran语言并非常规组分及模型进行修正,考虑碳的不完全转化等问题,建立煤气化模型.分析了影响煤气化过程的重要操作参数,结果表明水煤浆浓度、氧煤比是影响气化...     

SAS/MAA/MPEGMAA聚羧酸盐分散剂的制备与性能

以甲基丙烯酸（MAA）和 4 种不同侧链长度的甲氧基聚乙二醇（MPEG相对分子质量分别为350,500,750,1000）先聚合得到酯化大单体（MPEGMAA）,再以甲基丙烯酸,烯丙基磺酸钠（SAS）为单体,在引发剂过硫酸钾,阻聚剂对苯二酚作用下聚合得到 4 种具有不同侧链长度的聚羧酸盐分散剂。通过红外（FT-IR）、核磁共振氢谱（¹H NMR）和凝胶渗透色谱（GPC）对聚合物的结构、相对分子质量及其分布进行了表征和分析,并将其作用于彬长煤制浆,考察了浆体的表观黏度、流变性、zeta电位、吸附性以及最大成浆浓度和稳定性,测定其与煤的接触角,并通过X射线光电子能谱（XPS）分析,得出煤粒表面吸附分散剂后的吸附层厚度为 6.12 nm。结果表明,侧链长度为SAS/MAA/MPEGMAA750的聚羧酸盐分散剂具有良好的润湿和吸附效果,对彬长煤具有更好的降黏、分散和稳定作用。     

GE水煤浆气化全流程模拟

GE水煤浆气化工艺是目前广泛采用的煤气化技术.通过对GE水煤浆气化全过程的模拟,可以加深对工艺包的理解,对气化炉进行优化控制,同时为工艺设计和生产操作提供指导.文中根据GE水煤浆气化的工艺特点,将水煤浆气化过程分为煤的裂解与气化、激冷与排渣、碳洗、闪蒸与灰水处理等基本单元过程,在对单元过程模型反复核算、改进的基础上采用...     

苄基化疏水改性淀粉的合成及水煤浆分散性能

采用氧化淀粉和羟乙基淀粉为原料,氯化苄为疏水剂,引入一定量的疏水基团苄基,制备出两种新型苄基化改性淀粉(氧化苄基化淀粉(OBS)和羟乙基苄基化淀粉(HBS))。将OBS和HBS作为分散剂应用于神华煤制备水煤浆,探讨改性淀粉对浆体的表观黏度、制浆浓度、稳定性和流变性的影响。结果表明:OBS和HBS的最佳添加量为0.50%(质量分数,下同),最大制浆浓度为65%;苄基化疏水改性后制得的淀粉分散剂均具有较好的分散效果,含苄基和羧基更多的OBS分散剂性能更佳,浆体表观黏度为842 mPa·s,7 d析水率为4.3%,煤颗粒表面Zeta电位降至-36.2 mV,体现出较好的稳定性和流变特性。OBS分散剂通过结构中的疏水基团苄基与煤中的硫水区域通过π电子极化作用力结合,形成平躺的线性折叠链式吸附。     

非离子型分散剂对低阶煤制备水煤浆的影响

为了改善低阶煤制水煤浆品质差的现状,实现低阶煤的高效清洁利用,采用非离子型表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO-40)作为分散剂制备低阶煤水煤浆,并进行水煤浆成浆性能及成浆机理研究。神东煤(SDC)低阶煤水煤浆试验表明,水煤浆表观黏度η100随NPEO-40用量的增加而降低,当NPEO-40用量增加到1.0%,η100基本保持不变。添加剂用量为1%、水煤浆浓度为60%~68%时,浆体呈剪切变稀的假塑性流体,最大成浆浓度C1000=67.5%;水煤浆浓度为60%~68%时,浆体稳定性随浓度的升高而降低。等温吸附研究表明,NPEO-40在低阶煤表面的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,且吉布斯自由能ΔGa0ds=-29.27 kJ/mol,说明反应自发进行。浸润试验表明,1.0%的NPEO-40适于SDC在溶液中的浸润。对吸附前后的煤进行XPS C1s窄程扫描,C—C/C—H官能团含量由78.79%下降到70.12%。含氧官能团C—O,C■O和O■C—O总含量由21.21%增加至29.88%,说明吸附NPEO-40后,其疏水官能团与煤表面的C—C/C—H官能团结合,使含氧官能团暴露在外侧,从而使煤表面C—C/C—H官能团含量减少,含氧官能团比例增大,亲水性增强,利于形成水化膜,通过水化膜将煤粉颗粒彼此分开,进而减少了煤粉颗粒间的流动阻力,从而对水煤浆起到降黏效果。