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。     

Na2SO4改善阴离子表面活性剂湿润煤尘性能的研究

本从实验和理论两方面研究了硫酸钠（Na2SO4)改善阴离子表面活性剂溶液湿润煤尘的过程。结果表明,试验用的3种阴离子表面活性剂溶液添加Na2SO4后,对难湿润煤尘的湿润能力均有很大改善。对浓度较低的表面活性剂溶液,Na2SO4起的湿润作用更大。添加Na2SO4改善阴离子表面活性剂溶液湿润能力的主要原因有：（1）表面活性剂或添加Na2O4的表面活性剂复合物降低了水的表面张力;（2）煤尘表面的疏水晶格吸附表面活性剂产生亲水作用;（3）SO4^2-吸附在煤尘表面的亲水晶格上使其保持亲水性;（4）在煤尘疏水晶格上的表面活性剂分子密实填充作用改善其亲水性;（5）在已吸附有表面活性剂的煤尘表面上继续吸附表面活性剂形成半胶束,恢复其亲水性。当表面活性剂使溶液的表面张力降低到临界值以下时,溶液的表面张力对湿润能力不再起重要作用,此时起主导作用的因素是（2）和（3）,其次是（4）和（5）。由于用Na2SO4和低浓度的表面活性剂几乎可以达到单一高浓度表面活性剂的效果,而且Na2SO4的价格比各种表面活性剂的价格要低得多,用添加部分Na2SO4的方法减少表面活性剂的用量,可以大大节约湿润剂的成本。     

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。     

煤层注射成胶型抑尘剂影响因素及抑尘效果研究

为解决煤层注水降抑尘技术中水分易流失,开采时注水抑尘效果较差等问题,提出一种既能增加煤层保水率又能改善煤层脆性的抑尘方法：研制出以海藻酸钠(SA)为基质的成胶型抑尘剂,并开展比表面积试验、氮气吸附试验、扫描电镜试验和产尘率试验,研究表面活性剂、黏度及注射压力对成胶型抑尘剂的影响。结果表明：表面活性剂有利于煤层润湿,但对抑尘效果影响较小;抑尘剂黏度增大有利于保水,可使保水时间由10 h提升至30 h,但会导致材料难以进入煤层内部;注射压力对于抑尘剂的抑尘效果具有较大影响,当煤层注射压力较小时,抑尘剂难以快速渗入煤的内部孔隙中,随着压力的增大,抑尘剂逐渐渗入煤孔隙中。当注射压力升至3 MPa后,抑尘效果不再随压力的增加而增加,产尘率由4%降低至2.3%,相对降幅达50%,有效降低了产尘。     

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.     

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。     

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%。     

抑尘剂效果评价指标准确性分析

为提高煤矿安全保障能力和职业健康水平,降低煤尘尘肺病等职业病危害,快速且准确判断不同抑尘剂的抑尘效果,研究煤尘抑制剂的固化层厚度、抗风蚀特性、单轴抗压强度(UCS)、贯穿阻力等常用性能评价指标,通过各评价指标的试验方法、不同影响因素下性能差异分析各评价指标的准确性。分析结果表明:使用固化层厚度、抗风蚀特性、UCS评价指标来判断煤尘抑制效果较差,贯穿阻力能较好地判断煤尘的抑制效果。     

煤尘粒径对表面活性剂复配溶液润湿性的影响研究

为明确煤尘粒径对表面活性剂复配溶液润湿能力的影响,以径长范围为小于74、74～104、104～147μm的3种红柳煤样为研究对象,开展沉降试验。选取十二烷基硫酸钠(SDS)、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐(FMES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、异辛醇聚氧乙烯醚(JFC)和辛癸基葡糖苷(APG)5种表面活性剂,将其以质量比1∶1两两复配成10种复配组合,分别对单体和复配溶液作沉降试验,探究不同粒径煤尘在复配溶液和组成它们的表面活性剂单体溶液中的沉降速度变化特征。结果表明：煤尘粒径不会影响表面活性剂之间的协同润湿作用,但会影响表面活性剂之间的协同润湿程度;不同复配组合之间的润湿能力强弱不因煤尘粒径改变而变化;相较小粒径煤尘,复配溶液质量分数提高对大粒径煤尘润湿能力的提升更为明显;SDS与JFC复配组合对不同粒径煤尘均有很好的润湿效果,通过表面活性剂处理前后煤样的红外光谱分析推测,SDS与JFC能够协同提高煤尘的润湿性。