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在外加电解质对煤沥青水浆性质的影响及规律研究

作　者: 范淑萍
导　师: 魏文珑
学　校: 太原理工大学
专　业: 物理化学
关键词: 煤沥青水浆电解质吸附量 Zeta电位煤沥青油浆
分类号: TQ536
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

煤沥青是煤焦油蒸馏提取馏分后的残留物,约占煤焦油的50%～60%,除用于制备电极沥青、道路沥青和建筑材料防腐外,还可用作燃料。以煤沥青粉为原料,借鉴成熟的水煤浆和油煤浆技术而开发的煤沥青水浆和煤沥青油浆是新型的浆体燃料。本文主要内容包括:(1)在煤沥青水浆制备过程中分别加入NaCl、CaCl2、AlCl3、Na2SO4、Na3PO4,研究外加电解质对煤沥青水浆的性质、分散剂在煤沥青表面的吸附特性和煤沥青表面的电化学性质的影响;(2)以煤沥青粉和重油为原料,研究煤沥青油浆的制备及影响规律。对于按级配1和级配2制得的煤沥青水浆,随Na3PO4溶液浓度的增大,煤沥青水浆的表观粘度一直呈上升趋势;对于按级配1制得的煤沥青水浆,随AlCl3和Na2SO4溶液浓度的增大,煤沥青水浆的表观粘度呈先下降后上升的趋势;其余情况下,煤沥青水浆的表观粘度均呈先上升后下降的趋势。对于按级配1和级配2制得的煤沥青水浆,电解质的加入都可使浆体的流变性和稳定性得到提高。从总体趋势分析,不论有无外加电解质,按级配2制得的煤沥青水浆的成浆性,流变性和稳定性均好于相应的按级配1制得的煤沥青水浆。随着分散剂浓度的增加,分散剂在煤沥青表面的吸附量增大到最大值后呈缓慢下降趋势。对于级配1的煤沥青粉,NaCl、CaCl2、AlCl3的加入都可使分散剂在煤沥青表面的吸附量增大,且三者的影响依次增强;Na2SO4、Na3PO4的加入均使分散剂在煤沥青表面的吸附量先增大后减小。对于级配2的煤沥青粉,NaCl的加入使分散剂在煤沥青表面的吸附量减小;Na2SO4的加入使分散剂在煤沥青表面的吸附量增大;CaCl2、AlCl3、Na3PO4的加入均使分散剂在煤沥青表面的吸附量先增大后减小。不论有无外加电解质,分散剂在级配2煤沥青粉表面的吸附量大于级配1。随着分散剂浓度的增加,煤沥青表面的Zeta电位增大到最大值后呈缓慢下降趋势。外加电解质对煤沥青表面Zeta电位的影响规律与对煤沥青水浆表观粘度的影响规律相反。煤沥青油浆的表观粘度和恩氏粘度都随着温度的升高而降低。对于表观粘度和恩氏粘度,在温度较低时,浓度对粘度的影响较大;而在温度较高时,浓度对粘度的影响较小。煤沥青粉添加量对煤沥青油浆的流变性影响不大,总体上接近于牛顿流体的流变行为;仅当煤沥青粉添加量为14%和16%时,煤沥青油浆呈现一定的“剪切稀化”流变行为。随着煤沥青粉添加量的增加,煤沥青油浆的低位发热量呈先减小后增大的趋势,当煤沥青粉添加量达到14%和16%时,煤沥青油浆的低位发热量较180#重油的低位发热量高。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-9
第一章文献综述与选题  9-24
  1.1 我国能源现状  9-10
  1.2 煤沥青燃料的研究开发与生产现状  10-14
    1.2.1 煤沥青的组成及性质  10-12
    1.2.2 煤沥青燃料的研究现状  12-14
  1.3 水煤浆的研究现状  14-20
    1.3.1 水煤浆的制备工艺  14-15
    1.3.2 水煤浆用分散剂及其作用机理  15-16
    1.3.3 水煤浆的稳定性评价及影响因素  16-19
    1.3.4 水煤浆的应用情况  19-20
  1.4 油煤浆的研究开发现状  20-22
  1.5 选题意义及主要研究内容  22-24
    1.5.1 选题意义  22-23
    1.5.2 主要研究内容  23-24
第二章外加电解质对煤沥青水浆性质的影响  24-41
  2.1 实验  24-29
    2.1.1 原料与试剂  24-25
    2.1.2 设备与仪器  25
    2.1.3 原料煤沥青的性质分析  25-27
    2.1.4 实验步骤  27-28
    2.1.5 煤沥青水浆的分析  28-29
  2.2 结果与讨论  29-39
    2.2.1 外加电解质对煤沥青成浆性的影响  29-32
    2.2.2 外加电解质对煤沥青水浆流变性的影响  32-37
    2.2.3 外加电解质对煤沥青水浆稳定性的影响  37-39
  2.3 小结  39-41
第三章外加电解质对分散剂在煤沥青表面吸附和煤沥青表面电化学性质的影响  41-52
  3.1 实验  41
    3.1.1 原料与试剂  41
    3.1.2 设备及仪器  41
  3.2 外加电解质对分散剂在煤沥青表面吸附的影响  41-47
    3.2.1 分散剂在煤沥青表面的吸附试验  42-44
    3.2.2 不外加电解质时分散剂在煤沥青表面吸附量的测定结果  44-45
    3.2.3 外加电解质对分散剂在煤沥青表面吸附量的影响  45-47
  3.3 外加电解质对煤沥青表面电化学性质的影响  47-51
    3.3.1 分散剂浓度对煤沥青表面Zeta 电位的影响规律  47-48
    3.3.2 外加电解质对煤沥青表面Zeta 电位的影响规律  48-51
  3.4 小结  51-52
第四章煤沥青油浆制备过程的研究  52-62
  4.1 实验  52-53
    4.1.1 原料与试剂  52
    4.1.2 设备及仪器  52
    4.1.3 煤沥青油浆的制备方法  52
    4.1.4 煤沥青油浆粘度的测试方法  52-53
    4.1.5 制备煤沥青油浆用中温煤沥青粉的粒度分布  53
  4.2 结果与讨论  53-61
    4.2.1 煤沥青油浆的成浆性研究  53-55
    4.2.2 煤沥青油浆的流变性研究  55-60
    4.2.3 煤沥青粉添加量对煤沥青油浆热值的影响  60-61
  4.3 小结  61-62
第五章总结与建议  62-64
  5.1 总结  62-63
  5.2 建议  63-64
参考文献  64-70
致谢  70-71
硕士期间发表论文  71

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