复合型水雾抑尘剂作用机理与优选方法研究*

为有效提高水雾综合除尘性能,基于水雾捕尘过程及抑尘作用机理,从复合抑尘剂润湿、吸湿、黏结作用组分出发,讨论不同性质粉尘与抑尘剂各组分间匹配协同关系,进而研究复合型水雾抑尘剂优选方法。结果表明:湿润组分优选疏水端含有碳碳双键、醚基或链间存在氢键的表面活性剂;通过改变疏水基链长、不饱和度和支链数等方法,使湿润组分亲水、亲油性与粉尘相匹配。吸湿组分优选体心立方晶胞结构、溶解度相对较小的无机盐或混合配方无机盐,或者含极性强、能形成氢键的基团且空间结构复杂的有机吸湿剂。黏结组分优选溶液黏度高、交联网状、结构复杂的高分子聚合物。在上述组分优选的基础上,通过抑尘剂复配性能实验合理确定各组分的最优配比。     

润湿型化学抑尘剂的试验研究

利用润湿型化学抑尘剂除尘作为粉尘治理的手段之一,有很好的应用前景和发展空间.在分析了抑尘剂抑尘机理的基础上,对润湿型化学抑尘剂进行了系统研究,对比研究了多种吸湿材料的吸湿保湿能力和几种表面活性剂的润湿能力,优选了氯化钙、氯化镁和曲拉通X-100作为抑尘剂的基料和辅料,进行抑尘剂配方研究并对抑尘剂配方进行了优化.在现场试验中,喷洒添加了抑尘剂配方溶液的粉尘含水率明显高于只喷洒清水的粉尘含水率且保湿时间长;在公路碾压试验中喷洒了抑尘剂溶液的公路的粉尘抑制期达到4d以上,取得了很好的抑尘效果.     

成胶型抑尘剂对煤体协同增润效应研究

为从源头控制煤矿开采过程中粉尘的产生,采用文献分析和试验的方法,筛选出润湿和保水性能较好的海藻酸钠单组分抑尘材料,并以此为基础制备出一种以海藻酸钠为主的煤层成胶增润型抑尘剂,其主要成分构成是质量分数为0.25%的海藻酸钠、0.15%的葡萄糖酸内酯、0.15%的乙二胺四乙酸二钠钙和0.1%的十二烷基硫酸钠,同时对制备的成胶型抑尘剂进行含水量、保水率、扫描电镜和比表面积及孔径测定。结果表明：该抑尘剂能够提高煤层的含水量和保水率,含水量比水为抑尘剂处理后的煤高近4倍,保水率比水处理的煤时间延长2倍以上;扫描电镜测试和比表面积和孔径测试表明,成胶型抑尘剂可增强材料对煤体的胶粘作用,且能够进入煤的内部孔隙在煤内外表面均成胶,有效地提高了保湿效果,实现从根本上控制煤体产尘。     

露天矿山运输路面泡沫抑尘剂的配方优选及性能试验研究*

为有效解决露天矿山运输路面的大量扬尘,针对现有抑尘剂存在的降解性差、成本较高、保水率差、除尘效率过低等问题,在对某露天矿山的扬尘进行表征分析的基础上,采用绿色表面活性剂烷基糖苷0.1%APG作为主剂、0.6%K12作为起泡剂、0.4%PAM作为稳泡剂、0.3%LAS作为润湿剂,通过测定泡沫的表面张力、泡沫体积、粉尘接触角、粉尘浸润深度确定各试剂的最佳质量分数,初步确定6个泡沫抑尘剂配方,选择保水率、抗风蚀性、抑尘效率作为性能指标,结果表明:配方为m(0.6%K12)∶m(0.1%APG)∶m(0.4%PAM)∶m(0.3%LAS)=1.05∶1∶0.6∶0.1的保水性、抗压强度、抗风蚀性均优于其他配方,全尘与呼吸性粉尘的抑尘效率分别高达87.11%,75.26%,经pH测试,符合绿色环保的要求。     

不同磁化抑尘剂对煤粉润湿性影响规律的实验研究

针对微小粒径粉尘具有危害大且难润湿的问题,基于润湿剂与磁场对水滴颗粒的耦合改性机理,研究不同磁场强度下各抑尘剂对煤粉润湿性影响,采用座滴法测定磁化试剂的煤粉表面接触角,通过粉尘润湿机理进行分析,煤尘沉降Walker实验进行佐证,得到抑尘剂种类、浓度与磁化强度对煤粉的润湿性规律。结果表明:未经磁化的高于临界胶束浓度值溶液对煤尘的润湿能力变化不大,阴离子表面活性剂溶液对煤样的润湿能力强于非离子表面活性剂溶液和阳离子表面活性剂溶液;磁化强度为500 mT的磁化溶液对煤尘润湿能力达到最佳效果。     

新型高分子抑尘剂的性能实验研究

为了进一步改善抑尘剂抑尘性能,自主研发了新型高分子抑尘剂。以阜新发电厂末煤为实验原型,对8组小煤堆 在自然条件下进行抑尘性能实验。研究其表面固化效果、耐水冲蚀性、抗风蚀性、流动性等主要性能,得出其在不同条 件下的最佳浓度配比。实验结果表明:新型抑尘剂具有良好的抑尘功能,其耐水冲蚀性和抗风蚀性随抑尘剂浓度增加而 增强。在多雨地区,抑尘剂溶液最佳浓度是3%,浓度大于3%时抑尘剂耐水冲蚀性随浓度增加效果不明显;在干燥多风地 区,当煤堆储存在30天以内时,抑尘剂溶液最佳浓度范围为1%~3%,储存30~50天时,最佳浓度范围为3%~4%,储存在50 天以上时,最佳浓度为5%。抑尘剂溶液流动性随浓度增加而降低,高浓度抑尘剂喷洒时不易实现均匀喷洒,浓度超过3% 的抑尘剂喷洒时需提前用低浓度溶液进行预湿润。     

建筑施工现场高强度膜型抑尘剂研制

为更长期有效抑制建筑施工现场的扬尘排放,避免表面覆盖抑尘剂膜因人为扰动发生强度破坏而使抑尘剂过早失效,以原施工现场快速成膜型抑尘剂配方为基础,添加不同类型、不同质量浓度纤维素,通过拉力试验确定能够显著提高抑尘剂凝胶膜强度的纤维素种类及浓度,并对新的抑尘剂进行基本性能检测试验,最终确定在原抑尘剂中添加质量分数为0.10%～0.20%甲基纤维素能够得到强度高且性能稳定的抑尘剂凝胶膜,抑尘剂的保水吸湿性能和抗风蚀性能良好,抑尘效率超过原抑尘剂,可达99.75%。     

化学抑尘剂新进展研究

简要介绍了化学抑尘剂在粉尘控制中的重要性,通过对比国内外最新开发的经济环境效益好的化学抑尘剂的配比和应用领域,总结了化学抑尘剂的发展新方向,对同行能起一定的借鉴引导作用.     

微波合成淀粉基可生物降解抑尘剂的特性研究

改性后的淀粉与单体A,单体B和高分子聚合物C在微波反应条件下,接枝共聚制得的抑尘剂黏度为4.766 8 m Pa·s,渗透速度保持在0.03 cm/s左右。该抑尘剂具有很好的保湿性和耐高温性能,在室温(20℃)下喷洒100 h后土样仍含有20%的水分,60℃下放置2 h失水率仅为60%。喷洒抑尘剂的土样表面形成的固结层在模拟自然降雨冲刷0.5 h后,仍保持连续完整的形态。XRD,FTIR测试分析表明,单体A,单体B和高分子聚合物C都接枝到改性淀粉上,反应过程发生在淀粉的部分结晶区;喷洒抑尘剂的土壤固结层结构致密,固结层下土壤颗粒发生了凝并。     

散煤运输用膜型抑尘剂的制备及性能研究

采用水溶液聚合法,以氧化淀粉、丙烯酸(AA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,通过接枝共聚制备了一种软膜型抑尘剂(抑尘剂液体干燥后形成具有一定韧性的软膜)。与聚乙烯醇类壳型抑尘剂(干燥后形成很脆的壳层)相比,软膜型抑尘剂提高了煤粉固化层的抗破裂能力。由抗震荡性试验可知,使用膜型抑尘剂后,经过18 h的震荡,煤粉的损失率仅为1.91%,而使用壳型抑尘剂后煤粉的损失率为4.85%。还测定了2种抑尘剂的保湿性和耐破度。利用红外光谱对产物的结构进行了表征,采用SEM观察了该产物在煤粉表面形成的膜层形貌。试验结果表明,散煤运输中膜型抑尘剂在减少煤粉损失和控制扬尘污染方面性能优于壳型抑尘剂。     

溜井泡沫抑尘剂的研制及其抑尘性能实验研究

矿山溜井卸矿过程中产生的大量冲击性粉尘已成为矿井可呼吸性粉尘的主要来源,为了有效解决溜矿井卸矿时产生的大量冲击性粉尘,基于泡沫抑尘的机理,研究了发泡倍数和半衰期两个指标进行优选实验,通过正交法和单因素法优选出最佳的泡沫抑尘配方为十二烷基硫酸钠、月桂酸钠和聚丙乙酰胺,各成分的质量浓度分别为0.6%、0.8%与0.4%。结果表明,通过模拟溜井卸矿测得不同泡沫高度的抑尘效率在85%~95%之间,呼吸性粉尘的抑尘效率为87%左右,其时效性可达2h以上。     

散煤运输用新型高分子抑尘剂性能的试验研究

为进一步优化新型抑尘剂在煤炭运输过程中的应用性能,以羧甲基纤维素钠、十二烷基磺酸钠、聚丙烯酸钠和无水硫酸钠为原料制备新型液态抑尘剂。开展新型抑尘剂抑制煤粉尘试验。试验结果表明:该型抑尘剂可在煤样表层形成一层致密保护膜及稳定的固化层,能有效降低水分蒸发速率,具备良好的抗冲击性能和抗雨水冲蚀性能;该型抑尘剂可加速水分渗透,但当使用量超过一定值时,致使溶液黏度过大,集中在煤样表层,固化及渗透性能下降。同时通过相似控尘实验平台测试证明:所选抑尘剂可有效阻碍表层高速流场冲击,降低煤尘排放,控制环境污染。     

《化学抑尘》

《化学抑尘》一书系中南大学吴超教授汇集其多年从事该领域研究所取得的成果和参考国内外大量的相关文献撰写而成的。该书获 2 0 0 2年度国家科学技术学术著作出版基金资助 ,由中南大学出版社于 2 0 0 3年 6月精装出版。《化学抑尘》全书共 6 0万字。该书全面地介绍了化学抑尘剂的开发理论与方法、数百种化学抑尘剂的配方与性能、化学抑尘剂的应用技术与工艺等内容。全书包括 :概论、粉尘的性质与测定、化学抑尘的基本理论表面化学、化学抑尘剂的基本组分表面活性剂、湿润型化学抑尘剂、粘结型有机化学抑尘剂、稳定土材料固土抑尘、吸水型化…     

CH抑尘剂的性能与应用

介绍了CH(淀粉接枝丙烯酸盐类)抑尘剂的研制技术,并对其抑尘效果进行了实验室和现场应用试验。结果表明,该抑尘剂能有效抑制粉尘飞扬,净化大气环境,改善劳动条件,具有显著的经济、环境和社会效益。     

CH抑尘剂的性能与应用

介绍了CH（淀粉接枝丙烯酸盐类）抑尘剂的研制技术,并对其抑尘效果进行了实验室和现场应用试验。结果表明,该抑尘剂能有效抑制粉尘飞扬,净化大气环境,改善劳动条件,具有显著的经济、环境和社会效益。     

露天矿公路扬尘综合防治技术的研究

通过实验室对抑尘剂配方的优化试验,获得了三组技术经济指标优异的抑尘剂配方。工业性试验表明,MPS型抑尘剂的有效抑尘期长达10～20天,技术经济指标明显优于传统的洒水降尘方法,而且使用方便、推广性强,具有较广阔的应用前景。     

煤矿用新型抑尘剂的研究与应用

为有效降低煤尘浓度,在前期研制OP- 10系列抑尘剂的基础上,设计了新型抑尘剂的试验配置方案.通过煤尘沉降试验,测定了不同浓度快速渗透剂T溶液的煤尘湿润性,验证了表面活性剂复配对溶液湿润性的增效作用,研究了二价金属阳离子对表面活性剂溶液湿润性的促进作用,最终确定了新型快速渗透剂T系列抑尘剂配方.通过现场实践,快速渗透剂T系列抑尘剂能够达到与OP- 10系列抑尘剂相当的降尘效果,在使用成本相当的情况下,兼具低毒环保等性能.     

电场力控制列车卸料过程开放性粉尘的研究

以翻车卸料过程为研究对象,结合翻车工艺流程和翻车机室结构特点建立粉尘控制模型,采用电场力作用对飘尘进行抑制,理论分析了电场力的抑尘效果,研究表明,电场力抑尘率在80%以上。将1μm以上粉尘控制在料斗壁内,收尘场强必须达到74 kV/cm。并利用电凝聚原理对模型进行改造,计算表明,模型除尘效率能提高1.3%～3.3%。     

基于GPR-TOPSIS方法的充填配比多目标多属性优化

为获得某金矿尾砂胶结充填材料最优配比,基于试验结果,以海水比例、灰砂比和料浆质量浓度为输入参数,以充填体强度、塌落度及泌水率为输出参数,建立了充填配比与其响应量的高斯过程回归模型,分析了不同因素对充填性能的影响程度;采用遗传算法对高斯过程回归模型进行多目标参数优化,获得了Pareto非劣解,在此基础上,引入多属性决策的TOPSIS法对Pareto非劣解进行方案优选,确定了充填最优配比。研究结果表明:高斯过程回归模型相对误差值均小于6%,可靠性高;灰砂比及料浆质量浓度对充填性能影响较为显著,采用海水作为充填水源将降低充填体的强度;经优化后的充填配比与试验结果相符。     

对喷流除尘技术在收集硫酸铵和硝酸铵粉尘中的应用研究

对喷流除尘技术利用粉尘颗粒在撞击区内来回振荡、相互碰撞并团聚的机理进行除尘.实验采用水平式对喷流除尘系统收集硫酸铵和硝酸铵的混合物粉尘,主要考察喷嘴气流速度、含尘浓度和喷雾化水润湿含尘气流对除尘效率的影响,并进行机理分析.实验表明,除尘效率随喷嘴风速的增大而升高,但喷嘴风速超过25～27 m/s后,反而下降;除尘效率随含尘浓度的增加而升高,但含尘浓度超过0 45～0.55 kg/m3后反而有所降低;喷雾化润湿含尘气流能显著提高除尘效率,最优耗水量为0.18～0.22 kg/kg粉尘,超过该值后无显著变化.实验确定的最优除尘条件为:喷嘴速度25～27 m/s、含尘浓度0.45～0.55 kg/m3、耗水量0.18～0 22 kg/kg粉尘,除尘效率最高可达96.8%.