表面活性剂提高水润湿煤尘作用机理

通过应用分子热力学和表面物理化学知识,理论分析了水和煤尘的微观作用机理,揭示水润湿煤尘的本质是分子之间的短程和长程相互作用力共同作用的结果。从分子层面阐述了表面活性剂对水和煤尘的表面改性原理,它增加了水和煤尘之间的相互作用,减小了水的表面张力及煤尘与水的界面表面张力,体系自由能降低,从而提高水润湿煤尘的能力。     

不同类型表面活性剂复配对煤尘润湿特性的影响研究

为降低工业生产中的细微粉尘浓度,针对优选出的3种不同类型的活性剂单体采取二元单体复配的方式进行试验研究,通过润湿性能研究并分析表面活性剂对降尘效率的影响。研究结果表明,阴离子与非离子型、阴离子与两性离子型表面活性剂复配均可产生协同增效效应,其中AES与AEO-9质量比为5∶1至1∶5及AES与LAB-35质量比为5∶1、4∶2时增效显著。拟合结果显示：雾滴粒径在40～130μm内无尘雾滴粒径D_w与被捕粉尘平均粒径ΔD之间存在函数关系式,且PM₁₀的最佳捕尘雾滴粒径为80～120μm。     

表面活性剂复配对煤尘润湿性能的影响研究

为解决井下煤尘不易被水润湿的问题,选取表面活性剂进行复配,加入水中制成复配溶液,用以改善水对煤尘的润湿性能。对22种不同类型的表面活性剂进行煤尘沉降实验,优选出5种表面活性剂,并将优选出的表面活性剂进行等比例复配,得到9种表面活性剂复配溶液。对表面活性剂复配溶液再次进行煤尘沉降实验,结果表明：在复配剂质量分数为0.20%～0.60%时,快渗T和SAS-60的复配溶液比SAS-60单体溶液对煤尘具有更好的润湿效果;在复配剂质量分数为0.30%～0.50%时,OA-12 和Lutensol XP-90的复配溶液比2种表面活性剂单种溶液对煤尘具有更好的润湿效果。     

表面活性剂复配对低阶煤煤尘润湿性的影响

为解决煤尘不易被水润湿的问题,选取表面活性剂加入水中制成复配溶液。通过测定自来水、5种不同类型表面活性剂单体溶液及5种复配溶液的表面张力、煤尘接触角及煤尘沉降时间,研究表面活性剂复配对煤尘润湿性的影响规律。结果表明:阴离子与非离子、阴离子与阴离子、非离子与非离子表面活性剂复配都可以起到协同增效作用,显著提高煤尘的润湿性。其中质量分数为0.06%的快速渗透剂T和质量分数为0.20%的烷基糖苷APG复配溶液润湿煤尘效果最佳,100 mg煤尘沉降时间为0.22 min。研究结果可为表面活性剂的选取提供参考。     

基于表面活性剂的煤尘润湿性研究

通过对4种不同浓度的表面活性剂单体溶液进行张力值的测定,并结合表面活性剂单体溶液对煤尘润湿接触角实验,对煤尘润湿性进行定量表征研究。研究表明,表面活性剂单体溶液对煤尘的润湿性不仅表现在溶液的表面张力的大小,而且体现在溶液与煤尘的接触角大小;通过煤尘接触角实验结果拟合分析,阐明了非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂在润湿效果上明显好于阳离子和两性离子表面活性剂的机理。     

表面活性剂复配煤尘亲水性实验研究

添加表面活性剂是提高煤尘亲水特性的重要方法,在矿井煤层注水及工作面洒水等降尘工序中有着重要应用。通过采用煤尘亲水性实验、表面张力实验就十二烷基硫酸钠(SDS)、C9脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)及二者的复配试剂对淮南张集矿和汾西双柳矿煤尘进行了研究。实验结果表明:张集矿气煤煤尘的亲水性好于双柳矿焦煤的煤尘;SDS的最佳润湿质量浓度0.5%,且0.5%SDS复配0.1%AEO-9试液湿润能力在单体0.5%SDS溶液的基础上得到了提高。     

无机盐对表面活性剂润湿煤尘的影响

为提高表面活性剂润湿煤尘的效果,选择NaCl、Na2SO4、CaCl2、MgCl2共4种无机盐分别加入快渗T、SAS-60、OA-12、Lutensol XP-90表面活性剂中,以改善表面活性剂对煤尘的润湿性能。分别将4种无机盐按照0.1%的质量分数与质量分数为0.05%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%、0.60%、0.80%、1.00%的4种表面活性剂单体溶液进行复配,通过煤尘润湿沉降实验与最佳添加量确定实验,分别确定最佳无机盐以及最佳无机盐的最佳添加量。研究结果表明,NaCl对提高表面活性剂润湿煤尘的效果最好;对快渗T和SAS-60复配体系,NaCl的最佳添加范围为0.02%～0.2%,对OA-12和Lutensol XP-90复配体系,NaCl的最佳添加范围为0.02%～0.15%。     

表面活性剂降尘效果试验研究

为研究表面活性剂沉降机理,减小煤矿喷雾降尘水的表面张力,增强水与煤尘的结合能力,采用对比分析的方法,通过沉降实验研究了5种表面活性剂在不同浓度及复配条件下、添加增效剂Na2Si O3条件下对煤尘的湿润能力。     

表面活性剂强化喷雾用水润湿性能的实验研究

表面活性剂可提高喷雾用水的润湿性能,从而改善喷雾降尘效果.研究开展了4种表面活性剂溶液润湿不同类型煤尘性能的实验,并考察了表面活性剂种类、质量分数等因素的影响.表面张力实验显示,随着表面活性剂质量分数的增大,溶液的表面张力会不断减小,其中阴离子表面活性剂SDBS在降低表面张力的效率和效能方面最优.接触角实验表明,随着表面活性剂质量分数的提高,液滴在煤尘压片上的接触角不断减小,溶液润湿性能不断提高,其中OP-10溶液的润湿性能最优,在相同的质量分数下,能够获得最小的接触角.     

煤尘湿润性实验研究

煤尘的湿润性是煤的一项重要的物理化学性质,它是煤尘粒子与外界空气所形成的固-气界面可被新的固-液界面所取代的一种特性;其与煤尘颗粒的化学成分、粒径、表面形状、表面粗糙度等自身条件以及环境因素有关。粉尘的湿润性是选择除尘方式的依据之一。根据GB/T 16913.8-1997方法,选择4个煤矿煤尘进行不同粒径煤尘浸润速度测定,并判断该煤尘的湿润性,并比较了水及湿润剂溶液对煤尘的湿润性程度,并根据所得的数据分析了煤尘湿润性的一般规律。     

表面活性剂对煤润湿性的改性实验

表面活性剂对煤表面润湿性的改性处理广泛应用于煤矿防尘、防瓦斯以及煤层气的开采中。利用JC2000C1接触角测量仪测定不同种类、不同浓度及不同复配下煤的接触角和表面张力,研究了表面活性剂对煤润湿性的改性能力。     

煤尘组成与水润湿性能关系的研究

为研究煤尘组成与水润湿性能关系,对13种不同变质程度的煤尘进行了工业分析和元素分析,系统研究了煤尘的基础特性。采用毛细管上向渗透法测定煤尘对水的吸湿量,分析了13种煤尘的煤质组成与煤尘对水的吸湿量(润湿性)之间的关系。根据线性和非线性回归的方法,建立了煤尘的煤质组成与水之间润湿性的最佳回归方程,确定了影响煤尘对水吸湿量(润湿性)最显著的煤质因素。     

煤尘湿式除尘器捕集液的改性研究

为了提高湿式除尘器对疏水性煤尘颗粒的捕集效果,采用表面活性剂对煤尘湿式除尘器捕集液进行了改性研究,以润湿性为评价指标进行了捕集液的改性试验。结果表明:各类表面改性剂对煤尘润湿性影响的强弱顺序:非离子型>阳离子型>阴离子型>两性离子型;与用普通水相比,采用AOE-15与W106按比例复配后配制成的改性捕集液对煤尘的捕集效率显著提高。     

基于多元逐步回归的煤尘润湿性研究

煤尘的润湿性是影响煤矿湿式除尘的关键因素,受到多种物理化学因素的影响,且各影响因素间存在多重共线性。鉴于多元逐步回归在克服多变量多重共线性的优良有效性,利用SPSS软件,采用多元逐步回归的方法研究了煤尘的工业分析、元素分析、表面含氧官能团含量等因素对煤尘润湿性的影响。研究结果表明,影响煤尘润湿性的主要因素是煤尘表面的酚羟基含量和煤尘中固定碳含量,最优回归方程为θ=35.042-10.780[酚羟基]+0.859Wad(FC),最优回归方程的复相关系数为0.943,拟合优度较高,回归效果较好。     

煤尘表面含氧官能团对煤尘润湿性能的影响

采用光学接触角测量仪,测量了不同煤质的微细煤尘对去离子水以及添加氯化钙、水玻璃、丁二酸纳、十二烷基磺酸钠、十二磺基硫酸钠等表面活性剂水溶液的润湿接触角。通过红外光谱技术,对煤尘表面的化学结构特别是含氧官能团进行了测量,并分析了其对颗粒表面的表面活性剂溶液润湿性能的影响,同时对不同煤质微细煤尘进行了工业分析,建立了煤尘润湿性与煤尘煤质参数及其表面含氧官能团含量之间的耦合关系,研究发现煤尘的固定碳含量、表面含氧官能团中的羰基基团、游离OH基团对煤尘的润湿性能具有显著的影响。     

无机盐溶液对煤尘润湿性的协同增效性能研究

煤矿井下生产过程中产生的大量煤尘造成了恶劣的工作环境,不仅增加了安全事故发生率,还对煤矿工人的身体健康造成了伤害。本文基于多种实验方法,选取了四种不同种类的无机盐溶液,对其进行了不同浓度的制备,并分别加入优选出的复合表面活性剂溶液中,分析其对溶液的协同增效作用及润湿规律。实验结果显示,0.9 mol/L的Na2SO4与SDBS和Triton X-100的复合溶液组成的无机盐复配溶液在比例为4:1时的协同效果最佳,并基于上述结果定量评价了不同浓度下Na2SO4复合溶液对煤体润湿性能的影响。分析可知,无机盐阴离子的加入恢复了高岭土的吸收能力,增加了煤表面的亲水位点,增加了阴-非离子复合表面活性剂在煤表面吸附的密集程度。