基于多重光散射原理的水煤浆稳定性分析研究

利用Turbiscan Lab稳定性分析仪的多重光散射技术研究了萘系与木质素系分散剂对水煤浆中煤颗粒的沉降及浆体稳定性的影响。结果表明,煤颗粒间的聚结是引起差异沉降的直接因素,进而影响水煤浆的稳定性,各浆体在7 d内背散射光通量BS的变化均低于0.9%,未产生硬沉淀,浆体中煤颗粒团聚体的平均粒径随着静置时间的延长而逐渐增加,静置初期与分散剂配比之间的变化规律不明显,1 d后随木质素系分散剂添加量的增加而减小,TSI值呈梯度递减趋势,稳定性逐渐增加,进一步证实了煤颗粒间的聚结是水煤浆稳定性的主要影响因素。Turbiscan Lab稳定性分析仪可以实现对水煤浆稳定性及沉降过程的实时分析,为分散剂的种类及用量的选择提供可靠的数据支撑。     

等堆积效率条件下水层厚度对浆体特性变化影响

在已有的堆积效率评估模型基础上,引入颗粒膨胀率这一参数,提出了颗粒外围水层厚度,并进行理论计算。利用该方法,通过控制一种长焰煤的粒度分布,得到等堆积效率但水层厚度不等的四种样品,进行了水煤浆制备试验,并考察了其制浆浓度和稳定性。结果表明：在堆积效率评估指标为84.61±0.05%条件下,可制浆浓度随水层厚度的增大而呈现线性增加的趋势,但其值均分布在59.95±0.3%内,表明利用堆积评估指标指导制浆过程仍然有效|背散射光谱稳定性测试结果表明,由于水层厚度的增大,水煤浆体系中形成的煤、水、分散剂的三维空间结构中所包含的自由水就越多,导致析水率增大,而体系内颗粒的迁移范围增加使得体系整体的聚沉现象加重,稳定性下降。     

等堆积效率条件下水层厚度对浆体特性变化影响

在已有的堆积效率评估模型基础上，引入颗粒膨胀率这一参数，提出了颗粒外围水层厚度，并进行理论计算。利用该方法，通过控制一种长焰煤的粒度分布，得到等堆积效率但水层厚度不等的四种样品，进行了水煤浆制备试验，并考察了其制浆浓度和稳定性。结果表明：在堆积效率评估指标为84.61±0.05%条件下，可制浆浓度随水层厚度的增大而呈现线性增加的趋势，但其值均分布在59.95±0.3%内，表明利用堆积评估指标指导制浆过程仍然有效|背散射光谱稳定性测试结果表明，由于水层厚度的增大，水煤浆体系中形成的煤、水、分散剂的三维空间结构中所包含的自由水就越多，导致析水率增大，而体系内颗粒的迁移范围增加使得体系整体的聚沉现象加重，稳定性下降。     

基于多重散射光理论的石油焦/褐煤共成浆稳定性的研究

利用基于多重散射光技术的Turbiscan LAB稳定性分析仪,从宏观相分离程度和介观颗粒粒度的角度研究了石油焦/褐煤配比对混合浆体稳定性的影响。结果表明:焦煤比7:3时,浆体在静置0~7 d内出现明显的颗粒团聚并迁移的现象,且焦煤比越大,顶部分层厚度越大,颗粒向下迁移速率越大。焦煤比7:3时,浆体在静置1~7 d内颗粒团聚,浆体整体的平均粒径增大但没有因迁移形成明显的澄清层。焦煤比6:4时,浆体在0~90 min内顶部较大颗粒的沉降造成中部平均粒径增大;1~7 d内中部大颗粒团聚并逐渐向下迁移,中部平均粒径逐渐减小。焦煤比≤6:4时,浆体平均粒径在0~90 min内保持稳定不变;1~7 d内中部颗粒团聚但没有迁移,中部平均粒径逐渐增大。在静置7 d中,不同焦煤比浆体稳定性由好到坏的焦煤比顺序为:0:10和5:5最好,其次依次为6:4,7:3,8:2,9:1,10:0。因此从宏观和介观角度分析,焦煤比7:3的混合浆体由于颗粒聚结和迁移导致体系析水、分层及不稳定;焦煤比≤7:3的混合浆体颗粒在静置过程中团聚但不迁移,体系稳定性较好。     

污泥对分散剂的吸附及其对污泥水煤浆成浆特性的影响

采制城市污泥样品和煤样,采用傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜表征污泥样品的组成特征和微观形貌,测定污泥颗粒和煤颗粒对聚羧酸型分散剂SAF的吸附等温线、研究吸附动力学。此外,制备了污泥水煤浆并考察污泥掺加量与分散剂用量对水煤浆浓度的影响。结果表明,污泥中存在极强的分子间氢键缔合羟基,并含有大量由丝状微生物等形成的絮凝体结构;污泥颗粒对分散剂的饱和吸附量为7.98 mg/g,大于煤颗粒对分散剂的饱和吸附量4.91 mg/g;污泥颗粒对分散剂的吸附基本符合一级动力学方程,而煤颗粒对分散剂的吸附符合二级动力学方程,且分散剂在污泥颗粒形成的空隙中的扩散是决定吸附过程的主要因素;随污泥掺加量的增大,污泥水煤浆的定黏浓度降低、成浆性变差。污泥的组成、结构特征造成了成浆体系中污泥和煤对分散剂的竞争吸附,是影响污泥水煤浆成浆特性的重要因素,可以通过增加分散剂的用量来改善污泥水煤浆的成浆性。     

高泥化煤泥水的性质及其沉降特性

采用X射线衍射和筛分试验对某选煤厂的煤泥水进行了性质分析,并通过试验确定其自然沉降和絮凝沉降的特性,探讨煤泥水性质和絮凝剂对沉降特性的影响机制。结果表明：试验样品含有大量黏土类矿物,这些矿物在水中分解为极细的颗粒,使煤泥水系统形成复杂的多分散悬浮体系--高泥化煤泥水;受黏土矿物的影响,煤泥水的浓度越高,沉降速度越慢,压实层密度越小;絮凝剂的表面性质对悬浮颗粒具有选择性,淀粉改性的聚丙烯酰胺对黏土矿物无效,但可以使煤颗粒聚沉形成较为密实的沉淀层,而PAM-ASG903可同时聚沉黏土矿物和煤,但压实层密度较小。     

磺氨基化腐植酸分散剂的制备及其对水煤浆性能的影响

为了解决腐植酸系分散剂稳定性较差的问题,以腐植酸、甲醛、对氨基苯磺酸钠为主要原料,通过磺甲基化和缩聚反应,制备出一种新型磺氨基化腐植酸分散剂。通过红外光谱、核磁等手段对目标产物的结构进行表征,并将其应用到彬长煤制浆中,同时考察水煤浆的成浆性能、稳定性及目标产物与煤粒复合体系的Zeta电位。研究结果表明:该分散剂的分散性、稳定性均优于萘系分散剂,当其用量为0.50%时,可获得浓度高达67%的水煤浆,浆体表观粘度为705 m Pa·s;静置7 d时水煤浆的析水率为4.40%,析水较少且浆底仅有少量软沉淀;随着分散剂用量的增大,Zeta电位的绝对值越来越大,水煤浆的稳定性显著提高。     

改性萘系水煤浆添加剂的研究进展及展望

随着石油价格日益上涨,能源的快速消耗和耗能引起广大的重视。水煤浆,是指煤在水中的浓缩悬浮液,因此受到相当大的关注。改性萘系水煤浆添加剂的研究已经成为水煤浆发展过程中不可或缺的一部分。水煤浆的稳定性是最主要的要求,可提高其燃烧和气化效率。然而,在沉淀浓缩的水煤浆期间颗粒相互作用的增加对于浆料稳定是不利的。粘度也增加,影响了通过管道输送中泵送浆料的功率要求。因此,目前的重点是快速和高效来配制添加剂,增加煤浆稳定性。结合环保和社会发展的需要,本文对各类改性萘系水煤浆添加剂的研究提出了新的建议和展望。     

Effects of hectorite particles on emulsification stability of polymer flooding produced water

研究了锂皂石颗粒对模拟聚合物驱采出水乳化稳定性能和油水界面性质的影响。通过分析含油量表征分析了锂皂石颗粒对聚合物驱采出水乳化稳定性的影响,发现在HPAM质量浓度为100～600 mg/L、锂皂石颗粒质量浓度为50～100 mg/L时,对聚合物驱采出水稳定性影响最大。研究了锂皂石颗粒对模拟聚驱采出水中油滴Ze-ta电位、油水界面张力、颗粒油滴聚集状态及乳化体系黏度的影响。结果表明：在实验浓度下,随锂皂石颗粒质量浓度增大,Zeta电位下降、界面张力降低、体系黏度提高,对采油污水稳定性影响显著;当锂皂石颗粒质量浓度大于100 mg/L后,聚驱采出水稳定性减弱,此时有利于聚合物驱采出水的处理。     

温度对Al-11.4%Li合金沉淀机制影响的微观相场模拟

利用微观相场法模拟Al-11.4%Li合金时效过程中的微观组织.从模拟结果可以看出,该合金在383,423和493K下沉淀机制分别为失稳分解,非经典形核与失稳分解的混合机制和非经典形核长大.随温度的升高,新相颗粒逐渐规则,溶质原子的簇聚程度以及体系整体的有序化程度都在不断的降低.     

井下水仓煤泥水沉降特性研究

依据河流动力学理论及流体力学相关理论确定煤泥水沉降实验方法,并根据实验结果对煤泥水的沉降特性进行研究。通过对实验数据的分析得出,煤泥水的沉降过程可分为两个阶段:快速沉降阶段和缓慢沉降阶段,从入口处向水仓内,快速沉降阶段下降速率逐渐降低,缓慢沉降阶段速率则趋于相同。在井下水仓中,煤泥水快速沉降阶段与缓慢沉降阶段之间沉降速率存在明显拐点,而矿井水的沉降速率基本保持不变。     

煤泥水絮凝沉降效果影响因素研究

对煤泥水絮凝沉降在多种条件下做了详尽的分析,得出煤泥水絮凝沉降的关键是煤泥颗粒与絮凝药剂的充分结合。通过对在不同搅拌槽下的煤泥水絮凝沉降情况进行研究,在试验中分别找出最佳絮凝条件。     

低挥发分水煤浆的制备及燃烧特性研究

本文通过干法制浆研究了潞安低挥发分贫煤的成浆性,通过热重分析和燃烧试验研究了低挥发分水煤浆的燃烧特性。研究结果表明:屯留原煤、屯留煤泥、常村原煤和常村煤泥的成浆性很好,可制备出浓度高达72%、表观黏度小于1 200 mPa·s的水煤浆。水煤浆的热重试验和燃烧试验表明:常村低挥发分贫煤水煤浆的着火温度较高,综合燃烧特性指数低于高挥发分水煤浆;在相同的升温速率下,低挥发分水煤浆的活化能高于高挥发分的水煤浆,灰渣沉积速率远低于高挥发分水煤浆的灰渣沉积速率,结渣不严重;10 t/h锅炉上连续燃烧常村煤泥水煤浆时,火焰明亮、稳定,炉膛充满度高,炉膛温度均匀;无任何闪烁火星出现,达到了很高的燃尽率,燃烧热效率高达86.93%。     

煤泥水煤浆燃烧特性的热重研究

采用热重分析仪研究了山西潞安煤泥水煤浆的着火、燃烧特性,并与不同低挥发分含量的水煤浆进行了对比;利用TG-DTG法确定了燃烧的着火和燃尽温度,利用Coats-Redfern法进行反应动力学分析.试验结果表明：潞安煤泥水煤浆的着火温度和燃尽温度均高于低挥发分和高挥发分水煤浆,利用可燃性指数判断潞安煤泥水煤浆燃烧性能低于低挥发分和高挥发分水煤浆.由燃烧反应动力学分析结果表明：在不同的升温速率下（12.5,33.3,50.0 ℃/min）,潞安煤泥水煤浆的活化能指数（120.89,7850,71.48 kJ/mol）均高于低挥发分和高挥发分水煤浆.     

水煤浆荷电射流不稳定性的实验研究

采用针管-环状电极配置的射流荷电雾化系统对水煤浆荷电射流的不稳定性进行了实验研究，通过测试荷电射流的分叉点位置、分叉射流的张角以及射流雾化滴径大小，探讨和分析了雾化操作参数和黏度特性对水煤浆荷电射流不稳定性的影响，以及荷电射流处于不同的不稳定性模式下，雾滴直径的分布规律.研究表明：通过荷电显著提高水煤浆射流的雾化质量；荷电射流表现出的不稳定模式与低黏度流体有所不同，黏度对水煤浆荷电射流的不稳定性影响显著；雾滴直径分布在锥射流和多股震荡射流模式下分别呈现单峰及双峰两种典型的分布特征.     

基于正交试验设计的全尾砂浆絮凝沉降参数选择及优化北大核心

全尾砂絮凝沉降技术是矿山充填工艺的核心环节,而全尾砂浆浓度、絮凝剂单耗及絮凝剂溶液浓度是影响全尾砂絮凝沉降的关键因素。为研究尾砂静态絮凝沉降特性规律,基于正交试验设计开展量筒静态沉降实验,分析了全尾砂浆浓度、絮凝剂单耗及絮凝剂溶液浓度对全尾砂料浆絮凝沉降参数的影响规律,构建了沉降速率与底流浓度的预测模型,并获得了最佳的静态絮凝沉降参数。结果表明:阴离子型絮凝剂比非离子型絮凝剂絮凝效果要好,可优先选择阴离子型絮凝剂作为超细尾砂絮凝沉降的絮凝剂;三因素对沉降速度和底流浓度的影响程度均为全尾砂浆浓度>絮凝剂单耗>絮凝剂溶液浓度,并且全尾砂浆浓度与絮凝剂单耗均为沉降速度和底流浓度的显著性影响因素;全尾砂料浆絮凝沉降参数不仅受到单因素的影响,因素间的交互作用也能够影响絮凝沉降参数;絮凝沉降参数优化结果表明,最佳静态絮凝沉降参数为全尾砂浆浓度18.2%、絮凝剂单耗16.7 g/t、絮凝剂溶液浓度0.25%。     

选煤厂难沉降煤泥水性质及特点研究

以神东某选煤厂难沉降煤泥水为研究对象,分析了该难沉降煤泥水的离子组成、煤泥粒度和矿物组成及颗粒电动电位,并从循环系统的角度分析了煤泥水的沉降特点。分析结果表明,煤泥水水质硬度低、煤泥颗粒粒度细、粘土矿物质含量高、颗粒表面电负性强是造成煤泥水难以沉降的原因,粘土矿物的存在不仅能够使煤泥水分散体系稳定存在,而且具有自身强化机制,这是造成煤泥水难沉降的直接因素。