【摘 要】
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水煤浆技术是洁净煤技术的重要组成部分之一,水煤浆分散剂技术是水煤浆制浆技术的关键,性能优良的分散剂可以有效改善水煤浆的流动性、稳定性,提高水煤浆的浓度。但由于煤种类较多且其组成和表面结构复杂,亲水/疏水基团交错,分散剂在煤表面的吸附行为极为复杂,研究分散剂的吸附行为对煤表面特性的影响规律、探究分散剂与煤的匹配关系成为水煤浆领域的研究热点。本论文研究了四种不同结构的阴离子聚合物型分散剂在四种成浆性差
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水煤浆技术是洁净煤技术的重要组成部分之一,水煤浆分散剂技术是水煤浆制浆技术的关键,性能优良的分散剂可以有效改善水煤浆的流动性、稳定性,提高水煤浆的浓度。但由于煤种类较多且其组成和表面结构复杂,亲水/疏水基团交错,分散剂在煤表面的吸附行为极为复杂,研究分散剂的吸附行为对煤表面特性的影响规律、探究分散剂与煤的匹配关系成为水煤浆领域的研究热点。本论文研究了四种不同结构的阴离子聚合物型分散剂在四种成浆性差异较大煤种的吸附行为及其对表面特性的影响:1)用紫外(UV)光谱研究了不同分散剂在煤表面的吸附过程,并用Langmuir、Freundlich吸附模型分析了分散剂的吸附行为;2)用Zeta电位、失水特性测试研究了分散剂对水煤浆成浆性能的影响;3)用双液接触角法分析了不同分散剂对煤颗粒表面自由能等表面性能的影响;4)用毛细管上升法通过分析不同试剂对煤粉润湿行为,探究了分散剂和煤种等对其表面性能的影响因素;5)用热重(TG)法探究了分散剂对水煤浆体系中水的赋存特性影响。研究发现:1)水煤浆分散剂在煤表面的吸附行为主要与分散剂和煤表面特性的匹配性相关,匹配性越好时吸附量越大,分散剂对煤表面性能改变越大。PSS分散剂更匹配煤质较好的济宁煤和乌鲁木齐煤,LS分散剂更匹配煤质较差的榆林煤和呼伦贝尔煤;2)水煤浆分散剂的吸附机理:分散剂吸附在煤表面通过改变煤表面润湿性能、表面自由能,进而改变水煤浆中水的赋存特性,从而改善水煤浆的成浆性能;3)性能优良的水煤浆分散剂应该具有与煤表面良好的匹配性:具有一定的分子量和分子量分布、较好的链柔顺性、与煤相似的芳环或类似芳环的疏水基团和合适的亲水基团。本论文针对我国煤炭资源丰富、煤种多样的实际情况,有针对性地研究了分散剂在不同煤化程度煤表面的吸附规律,对于分散剂的设计和优化以及通过分散剂改善煤的成浆性能具有很好的指导作用,因此本研究具有一定的理论意义和应用前景。
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