新型腐殖酸分散剂及其对水煤浆的分散性能研究

以腐殖酸、无水亚硫酸钠、甲醛、β-萘磺酸钠为主要原料,通过磺甲基化和缩聚反应,制备出一种新型的腐殖酸分散剂HBNS,将其应用到榆林煤制浆中,考察水煤浆的成浆性能、稳定性及HBNS与煤粒复合体系的Zeta电位。结果表明,HBNS的分散性、稳定性均优于传统的腐殖酸分散剂,当其用量为0. 5%时,可获得浓度高达68%的水煤浆,浆体表观黏度为632 mPa·s,水煤浆的流动度为123 mm;静止7 d时,水煤浆的析水率为5. 7%,析水较少,且浆体底部为软沉淀; Zeta电位的绝对值随着HBNS添加量的增加而增大,水煤浆体系的稳定性明显增强。     

磺化萘酚甲醛/萘系复合水煤浆分散剂的性能

以2-萘酚、浓硫酸和甲醛为原料合成了磺化萘酚甲醛(NPF)水煤浆分散剂.首先探讨了分散剂的合成条件对其性能的影响并进行了性质分析;其次,通过NPF与萘系(NSF)分散剂进行复配改善了NSF的稳定性能.结果表明,当甲醛和2-萘酚的配比为0.86:1,聚合温度为130℃,反应时间为2h时分散剂性能最好.用此分散剂,在分散剂用量为0.5%,煤浆浓度为64%时,水煤浆黏度为463mPa·s,分散性能良好.萘系(NSF)水煤浆分散剂中NPF的掺杂量为20%时,水煤浆黏度降低了150mPa·s,7d后析水率下降1.07%,无硬沉淀出现,稳定性提升明显.     

磺化腐殖酸型水煤浆分散剂的合成研究

采用腐殖酸为原料合成磺化腐殖酸型水煤浆分散剂,通过正交及单因素实验,确定合成的最佳工艺条件为:腐殖酸与亚硫酸钠的质量比5:4;磺化时间4 h;温度80℃;最佳浓硫酸用量为8 g。该条件下,对磺化腐殖酸系水煤浆分散剂进行红外、热重表征,得知该分散剂具有磺化腐殖酸系水煤浆分散剂的优点:分散性好,合成成本低,稳定性高。     

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。     

费托合成废催化剂蜡渣掺混对工业水煤浆成浆特性的影响

将蜡渣以不同比例掺入工业水煤浆中制备环保型水煤浆,可实现费托合成废催化剂蜡渣资源化、无害化处理。利用旋转流变仪测定浆体的最大成浆浓度、流变性等,借助Zeta电位仪定量分析添加蜡渣对于水煤浆稳定性的影响,使用FTIR表征煤、蜡渣颗粒表面的官能团,利用SEM和接触角测量仪对煤和蜡渣表面形貌和接触角进行分析,通过绘制蜡渣水煤浆的稳定分散图,探究蜡渣的掺混对成浆特性的影响机制。结果表明：随着蜡渣添加量的增加,浆体表观黏度增大,最大成浆浓度降低,水煤浆和蜡渣水煤浆都表现出剪切变稀的假塑性特征;加入蜡渣后,浆体的Zeta电位有所增大,蜡渣水煤浆的析水率与相同浓度的工业水煤浆的析水率相比区别不大;通过红外光谱仪及接触角分析仪分析可知,蜡渣表面活性差,疏水性强,进入水煤浆后,水会在蜡渣颗粒表面聚结,造成浆体中自由水损失,从而造成黏度增加,最大成浆浓度降低;同时由于煤表面形成了水化膜,其表面亲水,蜡渣表面疏水,在体系中二者不会发生团聚,所以蜡渣的加入对浆体的稳定性起到了一定的积极作用。     

哈拉沟煤制备水煤浆的成浆性与稳定性研究

低阶煤是优质的动力和化工用煤,将其制备成水煤浆是低阶煤洁净利用的重要方向,但内水含量高、含氧官能团丰富和孔隙发达的特点严重影响了水煤浆的浓度。为提高低阶煤可制浆浓度,实现低阶煤资源的高效洁净利用,采用粒度级配技术对哈拉沟长焰煤进行制浆试验,利用Turbiscan Lab稳定性分析仪分析了静置和离心力场下浆体稳定性。结果表明,分散剂用量为1.2%时,所得的水煤浆表观黏度最低,由于分散剂颗粒表面吸附使得颗粒亲水,形成的水化膜起到了"润滑"降黏的效果,在分散剂不足时,颗粒表面不能形成稳定性的水化膜结构,而分散剂用量超过最佳药剂量时发生了多层吸附,降低了体系自由水的含量,造成表观黏度的提高。水煤浆定黏浓度随着堆积率的提高呈现线性提高的特性,这是由于水煤浆浓度增大时,浆体中起分散介质作用的自由水比例逐渐降低,煤样的固体颗粒之间相互接触碰撞几率增加,颗粒的运动阻力增加,进而使得浆体的表观黏度增大。在堆积效率评价指标达到87.63%和药剂量为1.2%时,可制得定黏浓度为61.00%的水煤浆。分析浆体稳定性时,发现静置20 d条件下浆体稳定性I_(TS)值仍未超过0.2;离心作用可以加快其失稳过程,且随着离心力的增大,体系失稳速度和最终的I_(TS)值均更高;水煤浆的离心失稳过程呈现"快速上升—趋缓—再快速上升—稳定"的趋势,"趋缓"过程是前期体系压缩逐步挤压体系,使软沉淀逐步向硬沉淀转变的过程,而后"再快速上升"过程是硬沉淀的生成过程,由"趋缓"到"再快速上升"的离心作用时间约为10 min。     

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.     

水煤浆两性离子分散剂的合成及制浆性能

以α-甲基丙烯酸、丙烯磺酸钠和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为原料(DMC),合成两性离子分散剂,用于水煤浆制浆,考察浆体的成浆性、流变性及静态稳定性,研究发现,两性离子分散剂改善了水煤浆的各项性能,具有很好的降黏效果,并明显增强了浆体的静态稳定性;当阴、阳离子单体质量比为3:1时,浆体表现出最好的流变特性,且浆体表观黏度最低,由此可见,两性离子分散剂具有良好的应用价值.     

水煤浆分散剂研究进展

水煤浆 ( CWS)是一种新型煤基液体燃料 .分散剂是水煤浆添加剂中的主要组分 ,是决定水煤浆性能的关键 .对水煤浆工业中普遍使用的阴离子型分散剂包括萘系、聚烯烃系、聚羧酸系、腐殖酸系和木质素磺酸盐系分散剂进行了评述 ,对非离子型分散剂和复配分散剂作了介绍 ,探讨了分散剂的分子结构对煤浆的流变性和静态稳定性的影响 ,并对水煤浆分散剂的研究开发与工业应用前景作了展望 .     

水煤浆分散剂作用机理及常用分散剂种类

水煤浆成浆性、黏度、流变性及稳定性除了与煤质本身的性质存在匹配关系外,还与分散剂种类、结构及性能密不可分。在对水煤浆使用优势分析的基础上,详述了分散剂作用机理及制取水煤浆常用的萘系分散剂、木质素系分散剂、腐殖酸系分散剂及聚羧酸系分散剂的分子结构和各自在使用过程中的优缺点。同时指出了水煤浆使用方向,利用复配增效作用,提出了发展我国水煤浆技术的长远策略:研究开发新型水煤浆分散剂,并将其与其他分散剂复配,对水煤浆的进一步开发和应用有十分重要的意义,达到廉价、高效的目的。     

印染废水制备水煤浆试验研究

为了利用印染废水代替水煤浆制浆用水和分散剂,采用印染废水和煤样制备水煤浆,并与常规水煤浆成浆性能相比较,结果表明:当改性木质素分散剂质量分数为0.5%时,能够制备出质量分数为60%的常规水煤浆,水煤浆在剪切速率为100 s~(-1)时的表观黏度小于1 200 m Pa·s,且浆体流动性和稳定性好,为屈服假塑性流体;在不添加任何分散剂的情况下,印染废水能与煤样直接制得质量分数为60%的水煤浆,印染废水水煤浆在剪切速率为100 s~(-1)时的表观黏度小于1 200 m Pa·s,仍为屈服假塑性流体;对于采用印染废水制备的水煤浆,可以通过加入少量改性木质素分散剂提高水煤浆浓度;印染废水还能起到一定的固硫作用。     

球磨预处理对水葫芦煤浆成浆性和流变性的影响

利用球磨机对水葫芦进行预处理,然后将其与神府煤、水和分散剂按照一定的比例混合制备水葫芦煤浆.重点考察球磨时间对水葫芦煤浆成浆性和流变性的影响,并与神府煤浆作比较.结果表明:水葫芦煤浆与水煤浆相比,屈服应力显著增大,触变性和稳定性显著增强,但Zeta电位的绝对值减小;对于水葫芦煤浆,增加球磨时间,其成浆性增强,屈服应力明显减小,触变性和稳定性稍微减弱,Zeta电位的绝对值增大.     

水煤浆的流变参数及水力坡度研究

以月桂醇聚氧乙烯醚为分散剂,海泡石为稳定剂,进行了水煤浆流变参数和管道输送实验研究。分析了分散剂质量分数、水煤浆质量分数及稳定剂质量分数变化对极限沉降浓度等的影响,并从理论上给出了假塑性及胀塑性流体水力坡度计算方法。颗粒级配实验和流变参数数据分析结果表明:分散剂质量分数为1.000%时,最高制浆质量分数达到72%,小于极限沉降浓度;质量分数66%的水煤浆中,分散剂质量分数为1.000%时,极限沉降浓度和表观黏度分别取得最大值(78.03%)和最小值(442.31×10~(-3) Pa·s);表观黏度随水煤浆质量分数的增加而增加;随着稳定剂质量分数由0%增加到0.7%,质量分数66%浆体的析水率先降低,后维持0.2%不变;稳定剂的加入在很大程度上可增加水煤浆的表观黏度;煤浆管道输送数据的分析及理论计算结果表明,分散剂质量分数越大,则质量分数66%水煤浆的水力坡度值越小;水煤浆质量分数越大,水力坡度值就越大;质量分数66%水煤浆的水力坡度值随稳定剂质量分数的增大而增加,且增量有降低趋势。水煤浆输送水力坡度可用基于流变参数的均质浆体水力坡度公式计算,计算值与实测值偏差不大于18%。     

粒度级配对华亭煤成浆性能影响的实验研究

粒度级配对水煤浆成浆性能的影响至关重要。为提高华亭煤制水煤浆的成浆性能,通过实验研究了不同级配的粗细煤样对水煤浆成浆性能的影响。研究结果表明,当水煤浆的质量分数为58%,分散剂木质素的用量为干煤基的0.6%时,100目与200目的煤样以质量比为5∶5混合,所得浆体的黏度低至828 mPa·s,流动性呈A级,具备良好的稳定性,符合水煤浆的工业成浆要求,可提高华亭煤的成浆性能。     

磺化腐植酸接枝改性共聚物合成及性能研究

以腐植酸为基本原料,经过磺化,再以丙烯酸为单体,过硫酸钾为引发剂,采用溶液聚合法,制备磺化腐植酸-丙烯酸接枝共聚物,并检测其对水煤浆的黏度、流变性和稳定性的影响.还研究了不同分散剂用量对水煤浆成浆性能的影响,结果表明,分散剂有效成分为水煤浆总重量的0.12%时,水煤浆具有最低的表观黏度.     

腐殖酸类水煤浆分散剂的化学改性研究

利用稀硝酸、亚硫酸钠及甲醛对腐殖酸类水煤浆分散剂进行化学改性,并用于义马煤制浆,考察了分散剂对水煤浆粘度、分散性和稳定性的影响。研究表明,腐殖酸的化学改性是提高其分散性能的有效途径,制得的水煤浆浓度提高4.8%,粘度下降306 mPa.s,稳定性明显改善。     

不同来源木质素磺酸钠对水煤浆流变特性的影响

针对木质素磺酸盐结构复杂,用作水煤浆分散剂性能差异较大的特点,分别研究了来源于木材、麦草、竹子和蔗渣造纸黑液的木质素磺酸钠作为水煤浆分散剂的性能,结果发现木材和竹子木质素磺酸钠的分子量较高,对水煤浆的分散降黏性能优于麦草和蔗渣木质素磺酸钠.采用流变仪测试水煤浆的流变性,用Herschel-Bulkley模型对不同浆体的流变曲线进行拟合,发现掺竹子和蔗渣木质素磺酸钠的水煤浆浆体的假塑性较强,触变环面积较大,浆体的稳定性较优;而掺木材和麦草木质素磺酸钠的水煤浆浆体多表现出轻微的胀塑性特征,触变环面积较小,稳定性较差.     

改性木质素磺酸盐分散剂对陶瓷料浆性能的影响

常用的陶瓷分散剂为无机盐类,其分散稳定效果不佳,而高分子分散剂价格高,有必要开发性价比优良的分散剂。本论文系统研究了改性木质素磺酸盐陶瓷分散剂(WAL)的应用性能。掺WAL的陶瓷料浆颗粒表面的Zeta总体高于掺对比样的无机盐分散剂,尤其在掺量0.35%时,掺WAL的Zeta电位绝对值为38.89mv,比无机盐分散剂的高6.0mv。掺WAL的陶瓷料浆球磨后颗粒的平均粒径由空白的19.47μm减小至12.61μm,小于掺无机盐分散剂的13.45μm。掺WAL的浆体流出时间为49.53s,比掺无机盐分散剂的缩短7.08s;通过显微镜放大1000倍也可以看出WAL的分散效果优于无机盐分散剂,浆体中絮体小且均匀。掺WAL浆体的分散稳定性指数120min时为2.5,小于无机盐分散剂的3.0;颗粒粒径沉降60min后为15.37μm,小于无机盐分散剂的16.29μm。综合表明,WAL是一种性能优良的陶瓷分散剂,有良好的应用前景。     

分散剂对无SiO_2微粉刚玉质浇注料性能的影响

为了优化刚玉质浇注料的性能,在以纯铝酸盐水泥结合的刚玉质浇注料中加入不同分散剂,系统研究了不同分散剂对浇注料基质浆体动电特性、流变特性以及对浇注料常规物理性能的影响。结果表明,加入4种分散剂的基质浆体的Zeta电位绝对值均较低,且加入高分子聚合物型分散剂浆体的Zeta电位绝对值比加入聚电解质型分散剂浆体的更低;4种分散剂均能显著降低基质浆体的表观黏度,其最佳加入量分别为0.2%、0.7%、0.6%和0.7%;加入分散剂FS10的刚玉质浇注料的需水量最低,且试样的各项物理性能都较优。