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采用添加剂表面改性和洗涤废水提高低阶煤成浆性的研究

作　者: 梁嘉铭
导　师: 周志军；黄镇宇
学　校: 浙江大学
专　业: 能源环境工程
关键词: 表面改性添加剂 ζ电位洗涤废水
分类号: TQ536
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国的能源结构以煤为主,大部分的电力生产来自煤炭。我国的燃油供应紧张,水煤浆作为新型煤基燃料,燃烧效率高、污染物排放低、储存运输方便。可用在工业锅炉、电站锅炉、工业窑炉上代油、代气燃烧,具有代油、环保和节能等综合效益,它是中国洁净煤技术的一项重要内容。煤质对成浆性的影响很大,煤的最大成浆浓度与煤的内在水分和含氧官能团有明显的负相关性。上湾煤成浆性较差的原因之一是其表面的羧基、羟基和羰基含量较多,本文选取四种化学添加剂和煤焦油分别对上湾煤进行表面改性。通过接触角实验发现改性后煤样疏水性得到改善。改性后的煤样成浆浓度上升,表观黏度下降,最高浓度都在60%以上,大大优于采用一般添加剂的成浆效果。洗涤废水中含有大量残留的表面活性剂和助剂。本文利用洗涤废水对几种褐煤成浆,从成浆实验可知,洗涤废水的成浆效果明显。特别是针对神木煤,洗涤废水成浆浓度达到64%,大于造纸黑液成浆的最高浓度。利用废水成浆能够变废为宝,充分利用其中的表面活性剂。洗涤废水对煤样的表面性质也有影响,其中的油污能填充孔隙,改善成浆。笔者认为通过测量煤粒对阴离子型添加剂吸附前后ζ电位的变化,可以间接地表征水煤浆添加剂在煤颗粒表面的吸附情况。表面改性后的煤样ζ电位提高明显,相应的水煤浆黏度下降。说明添加剂的吸附得到了加强。根据DLVO理论,ζ电位只有在胶粒和溶液之间存在相互移动时才有实际意义,它的绝对值大小直接影响到水煤浆浆体的稳定性,一般情况下,ζ电位绝对值越大,添加剂在颗粒表面的吸附量越大,浆体越稳定。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-9
第1章绪论  9-19
  1.1 研究背景与现状  9-16
    1.1.1 我国的能源结构  9-10
    1.1.2 水煤浆技术在国内外的发展  10-13
    1.1.3 水煤浆制浆技术和品质要求  13-14
    1.1.4 水煤浆添加剂概述  14-15
    1.1.5 表面改性概述  15-16
    1.1.6 洗涤废水成浆  16
  1.2 本文的研究内容和意义  16-17
  参考文献  17-19
第2章实验设备和实验方法  19-27
  2.1 实验设备  19-25
    2.1.1 接触角测量仪  19-20
    2.1.2 自制煤粉压片机  20-21
    2.1.3 HAAKE VT550型旋转黏度计  21-22
    2.1.4 行星式球磨机  22
    2.1.5 JS94H型微电泳仪  22-23
    2.1.6 马尔文激光粒度仪  23-24
    2.1.7 JJ-1A型增力电动搅拌器  24-25
  2.2 主要实验方法  25-26
  参考文献  26-27
第3章表面改性提高低阶煤的成浆性  27-47
  3.1 引言  27
  3.2 表面化学改性原理和利用  27-28
  3.3 煤质与成浆性的关系  28-31
    3.3.1 表面化学性质对成浆性的影响  28-30
    3.3.2 煤的孔隙结构对成浆性的影响  30
    3.3.3 煤的矿物质对添加剂的影响  30-31
  3.4 上湾煤化学表面改性  31-41
    3.4.1 上湾煤的性质  31-33
    3.4.2 改性前后上湾煤接触角的变化  33-38
      3.4.2.1 接触角概念  33-35
      3.4.2.2 实验准备  35
      3.4.2.3 实验结果与讨论  35-38
    3.4.3 表面改性后上湾煤成浆性的改善  38-41
  3.5 煤焦油在上湾煤改性中的应用  41-44
    3.5.1 接触角实验  41-42
    3.5.2 成浆实验  42-44
  3.6 本章小结  44-45
  参考文献  45-47
第4章洗涤废水成浆研究和制浆方法的改进  47-57
  4.1 洗涤废液制浆的理论基础  47-48
  4.2 上湾煤洗涤废水成浆  48-50
  4.3 洗涤废液对汕头配煤的成浆实验  50-51
  4.4 洗涤废水对褐煤成浆的匹配性  51-52
  4.5 洗涤废液对煤粉的接触角的变化  52-54
  4.6 成浆实验方法的改进  54-55
    4.6.1 干湿结合制浆  54
    4.6.2 选择合适的助剂  54-55
  4.7 本章小结  55-56
  参考文献  56-57
第5章 ZETA电位和双电层理论  57-68
  5.1 水煤浆添加剂在煤水界面的吸附机制  57-58
  5.2 ZETA电位和双电层理论  58-60
  5.3 ZETA电位与水煤浆添加剂吸附量的关系  60-61
  5.4 煤焦油表面改性后煤颗粒表面ZETA电位的变化  61-63
    5.4.1 高碳灰煤焦油表面改性前后电位的变化  61
    5.4.2 内蒙古煤种改性前后ζ电位的变化  61-63
  5.5 ζ电位对于水煤浆的意义  63-66
    5.5.1 ζ电位对水煤浆稳定性的影响  63-65
    5.5.2 ζ电位表征水煤浆添加剂的吸附量  65-66
  5.6 本章小结  66-67
  参考文献  67-68
第6章全文总结及展望  68-70
  6.1 全文总结  68-69
  6.2 今后的工作展望  69-70
附录  70

采用添加剂表面改性和洗涤废水提高低阶煤成浆性的研究

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