發(fā)布時間：2020-10-22 13:45

　　 本文從水煤漿結(jié)構(gòu)類型和水煤漿性能要求兩個方面對水煤漿進行了簡要介紹;闡述了水煤漿分散劑的作用機理;通過水煤漿分散劑的分類簡單說明了水煤漿分散劑的研究現(xiàn)狀。目前,由于能源問題和環(huán)境污染問題的日益加重,水煤漿作為一種煤的潔凈燃燒技術(shù)受到業(yè)內(nèi)人士的高度重視;水煤漿分散劑是水煤漿制備過程中最重要的一種添加劑,也在向綠色環(huán)保、可生物降解、無毒的方向發(fā)展。淀粉是一種天然高分子化合物,來源廣泛、可降解、無毒的特點使其逐漸成為水煤漿分散劑領(lǐng)域一個重要的研究方向。本文以(NH4)2S2O8為引發(fā)劑,以氧化淀粉為原料,與苯乙烯磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉和丙烯酸等乙烯單體進行自由基接枝共聚,制備了氧化淀粉接枝苯乙烯磺酸鈉和丙烯酸共聚物水煤漿分散劑(OSSA)和氧化淀粉接枝甲基丙烯磺酸鈉和丙烯酸共聚物水煤漿分散劑(OSMA);又以陽離子淀粉為原料,以(NH4)2S2O8為引發(fā)劑,與苯乙烯磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉和丙烯酸等乙烯單體進行自由基接枝共聚,分別制備了陽離子淀粉接枝苯乙烯磺酸鈉和丙烯酸共聚物水煤漿分散劑(CSSA)和陽離子淀粉接枝甲基丙烯磺酸鈉和丙烯酸共聚物水煤漿分散劑(CSMA)。通過接枝率、接枝效率、紅外光譜、GPC分析等對其結(jié)構(gòu)進行了表征;并用彬長煤制備水煤漿(CWS),考察了CWS漿體的表觀黏度、Zeta電位、流變性、吸附量、穩(wěn)定性等參數(shù),最后對其接枝共聚物與煤粒的作用機理進行了探討。結(jié)果表明,OSSA分散劑的最佳用量為0.3wt%,最佳制漿濃度為65wt%,表觀粘度為568m Pa·s;飽和吸附量為3.42mg/g;放置7d后析水率為6.2%。OSMA分散劑的最佳用量為0.3wt%,最佳制漿濃度為65wt%,表觀粘度為819m Pa·s;飽和吸附量2.26mg/g;放置7d后析水率為7.1%。CSSA分散劑的最佳用量為0.4wt%,最佳制漿濃度為65wt%,表觀粘度為599m Pa·s;飽和吸附量為3.76mg/g;放置7d后析水率為5.8%。CSMA分散劑的最佳用量為0.4wt%,最佳制漿濃度為65wt%,表觀粘度為798m Pa·s;飽和吸附量3.45mg/g;放置7d后析水率為6.3%。最后,本文對CSSA分散劑和OSSA分散劑的性能進行了對比,結(jié)果表明,OSSA分散劑比CSSA分散劑的分散性能好,而CSSA分散劑的穩(wěn)定性較OSSA分散劑的穩(wěn)定性好;探討了兩類分散劑的吸附機理,分析發(fā)現(xiàn)兩類分散劑的作用主要是通過分散劑側(cè)鏈上的芳環(huán)和碳氫鏈吸附在煤粒表面,親水淀粉長鏈、磺酸基、羧基等親水基團伸入水中,形成穩(wěn)定的單層吸附,改善煤粒表面親水性;CSSA分散劑分子中的正電荷能夠與煤粒表面的形成靜電引力,促進吸附;形成吸附層的復(fù)合煤粒間的既有立體排斥力、靜電排斥力,又能產(chǎn)生空間位阻,同時作用,得到降黏和穩(wěn)定的效果。
【學(xué)位單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TQ536
【部分圖文】：

高 CWS 中煤的含量，用于制漿的煤粒的粒度劑劑作用機理能夠有效的改善 CWS 的分散性、流變性和觸界面性質(zhì)，使煤粒能夠在水中均勻分開，表散劑分子一般都具有兩親性的分子結(jié)構(gòu)，分疏水區(qū)相互作用，而親水基則能夠與水結(jié)合在煤粒表面，從而使煤粒表面由疏水變?yōu)橛H成的水化膜對原煤粒起到了保護作用，這樣水的空間立體結(jié)構(gòu)；形成的這種“復(fù)合煤粒”種特定結(jié)構(gòu)對煤粒表面性質(zhì)的改變主要有一表面親水性能力可以用水作用在物質(zhì)表面后接觸角的大計算如式（1-1）；由公式可以看出，物質(zhì)表面質(zhì)有關(guān)[13]。

圖 2-1 煤樣的粒度分布ig 2-1 Particle size distribution of coal sampl工藝備工藝如圖 2-2 所示：圖 2-2 實驗室工藝流程圖Fig 2-2 Technological process in laboratory計算預(yù)混 機械攪拌混合 0 50 100 150 200 250 300Diameter (um)

Turbiscan Lab 穩(wěn)定性分析儀不僅能夠觀測 CWS 漿體上層清液層的變化，還可以觀察到渾濁區(qū)的變化，并可以客觀地反映漿體中團聚、絮凝、沉降等一系列變化。采用穩(wěn)定性分析儀測試水煤漿穩(wěn)定性具有比傳統(tǒng)方法更快更準確的優(yōu)點，更能夠應(yīng)用于穩(wěn)定性機理研究[81]。將 OSSA 和 OSMA 分散劑分別用于彬長煤制備 CWS，固定水煤漿濃度為60 wt%，分散劑加量為 0.75 wt%，考察兩種分散劑對水煤漿清液區(qū)、渾濁區(qū)的影響。1）分散劑對水煤漿清液區(qū)的影響圖 3-14、3-15 為穩(wěn)定性分析儀原始掃描圖譜。掃描圖譜分為兩個部分：透射光譜和反射光譜。在水煤漿穩(wěn)定性分析實驗中，研究透射光譜的主要目的是確定水煤漿的邊界，研究反射光譜可以反應(yīng)出水煤漿上層清液區(qū)的變化及中間渾濁區(qū)的煤粒沉降、絮凝行為[82]。在反射光譜中，0~1mm 區(qū)域為樣品管底部所致，與體系穩(wěn)定性無關(guān)；1~4mm 區(qū)為水煤漿樣品的沉淀區(qū)，考察意義不大。水煤漿穩(wěn)定性分析儀主要分析的范圍為渾濁區(qū)及清液區(qū)。
【參考文獻】

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本文編號：2851677