吴江:腐植酸的化学改性及其对煤粒的分散性能研究论文

吴江:腐植酸的化学改性及其对煤粒的分散性能研究论文

本文主要研究内容

作者吴江(2019)在《腐植酸的化学改性及其对煤粒的分散性能研究》一文中研究指出:我国煤炭资源丰富,石油和天然气资源相对短缺。如果块煤不经加工,直接用作燃烧,不仅煤炭的利用效率较低,而且会严重污染空气,产生粉尘,对人类的健康造成巨大威胁。水煤浆技术相对于传统块煤直接燃烧,它更加清洁和高效。我国能源战略中就有如何更好的开发利用水煤浆技术。要制备高浓度,低黏度的优质水煤浆,分散剂是关键。所以分散剂的研究对水煤浆的综合利用很有意义。目前,市场上最常见的水煤浆添加剂有萘磺酸甲醛缩聚合物,还有木质素系和聚羧酸盐系分散剂,但这些分散剂优势和劣势都很明显。例如,萘系分散剂生产过程中污染严重,所制得的浆体稳定性差;聚羧酸盐分散剂相对于其他分散剂表现出价格相对较高,且合成工艺复杂;木质素系分散剂相比其他分散剂存在制浆黏度高,流动性差等缺陷。腐植酸(HA)系分散剂因为成本较低、来源广泛、分散性也比木质素系好很多,而被各行各业广泛利用。然而目前对HA的研究,只有简单的化学改性,比如用磺化剂和硝化剂进行磺化和硝化反应,利用甲醛(HCHO)溶液和无水亚硫酸钠(Na2SO3)进行磺甲基化反应,只是简单的提高HA分散剂的亲水性和分散性,但仍然存在很多重要问题,比如分子链不够规整,相对分子质量比较小,所制得的水煤浆稳定性也不好。为了克服上述问题,通过对其他分散剂结构研究,对腐植酸分子进行了设计,采用聚合反应对HA分子进行化学改性,合成了既具有萘系那样优异的分散性,又具有像木质素那样超强稳定性的HA分散剂。首先以HA、Na2SO3、HCHO溶液、β-萘磺酸钠、4-氨基苯磺酸钠为原料,利用磺甲基化和聚合反应合成了两种HA聚合物分散剂(HBNS和HSP),并对其合成工艺条件进行优化。HBNS的优化工艺条件为:Na2SO3用量30%、β-萘磺酸用量为35%、HCHO用量为40%;HSP的优化工艺条件为:Na2SO3用量25%、4-氨基磺酸钠用量30%、HCHO用量35%。然后采用FT-IR、XPS、XRD、TGA、DSC、SEM、GPC对两种水煤浆分散剂进行结构表征。将其用于榆林煤制浆,对其分散剂的应用性能测试。结果表明,当HBNS分散剂的添加量为0.5 wt%,此时水煤浆的黏度最低为513 mPa·s,最高制浆浓度为68 wt%,水煤浆体系的不稳定性指数为0.2915,静置7天的析水率为5.25%,饱和吸附量为3.966mg/g;HSP分散剂的最佳添加量为0.6%wt%,水煤浆黏度为497 mPa·s,最高制浆浓度为67 wt%,水煤浆体系的不稳定性指数为0.3180,静置7天的析水率5.87%,饱和吸附量为3.765 mg/g。与市场上销售的常见的分散剂做制浆性能对比,结果表明新制备的HA水煤浆分散剂的成浆性和萘系不分伯仲,但制备的水煤浆的稳定性比萘系分散剂却高出很多;而且新制备的HA水煤浆分散剂不管是从成本,还是效果上都比现面市场上销售的水煤浆分散剂应用性能更强。人们一直在探究,分散剂结构和水煤浆的性能到底如何相互影响。由于HA分散剂对可溶性的金属离子矿物质很敏感,所以又探究常见的金属离子对HA分散剂的分散性的影响,由结果可知,对于不同的金属离子,金属离子浓度越高,金属离子的价态越高,对其HA作分散剂制备的水煤浆的成浆性影响越大。总之,本论文合成了两种具有高分散性,低成本的HA水煤浆分散剂。探索了HA的基本单元结构和其结构上各个官能团与煤分子之间的作用关系,通过实验和理论知识查找,详细对其作用的基本原理进行了解释和说明。本论文对HA分散剂和水煤浆的研究具有一定的参考价值。

Abstract

wo guo mei tan zi yuan feng fu ,dan you he tian ran qi zi yuan xiang dui duan que 。ru guo kuai mei bu jing jia gong ,zhi jie yong zuo ran shao ,bu jin mei tan de li yong xiao lv jiao di ,er ju hui yan chong wu ran kong qi ,chan sheng fen chen ,dui ren lei de jian kang zao cheng ju da wei xie 。shui mei jiang ji shu xiang dui yu chuan tong kuai mei zhi jie ran shao ,ta geng jia qing jie he gao xiao 。wo guo neng yuan zhan lve zhong jiu you ru he geng hao de kai fa li yong shui mei jiang ji shu 。yao zhi bei gao nong du ,di nian du de you zhi shui mei jiang ,fen san ji shi guan jian 。suo yi fen san ji de yan jiu dui shui mei jiang de zeng ge li yong hen you yi yi 。mu qian ,shi chang shang zui chang jian de shui mei jiang tian jia ji you nai huang suan jia quan su ju ge wu ,hai you mu zhi su ji he ju suo suan yan ji fen san ji ,dan zhe xie fen san ji you shi he lie shi dou hen ming xian 。li ru ,nai ji fen san ji sheng chan guo cheng zhong wu ran yan chong ,suo zhi de de jiang ti wen ding xing cha ;ju suo suan yan fen san ji xiang dui yu ji ta fen san ji biao xian chu jia ge xiang dui jiao gao ,ju ge cheng gong yi fu za ;mu zhi su ji fen san ji xiang bi ji ta fen san ji cun zai zhi jiang nian du gao ,liu dong xing cha deng que xian 。fu zhi suan (HA)ji fen san ji yin wei cheng ben jiao di 、lai yuan an fan 、fen san xing ye bi mu zhi su ji hao hen duo ,er bei ge hang ge ye an fan li yong 。ran er mu qian dui HAde yan jiu ,zhi you jian chan de hua xue gai xing ,bi ru yong huang hua ji he xiao hua ji jin hang huang hua he xiao hua fan ying ,li yong jia quan (HCHO)rong ye he mo shui ya liu suan na (Na2SO3)jin hang huang jia ji hua fan ying ,zhi shi jian chan de di gao HAfen san ji de qin shui xing he fen san xing ,dan reng ran cun zai hen duo chong yao wen ti ,bi ru fen zi lian bu gou gui zheng ,xiang dui fen zi zhi liang bi jiao xiao ,suo zhi de de shui mei jiang wen ding xing ye bu hao 。wei le ke fu shang shu wen ti ,tong guo dui ji ta fen san ji jie gou yan jiu ,dui fu zhi suan fen zi jin hang le she ji ,cai yong ju ge fan ying dui HAfen zi jin hang hua xue gai xing ,ge cheng le ji ju you nai ji na yang you yi de fen san xing ,you ju you xiang mu zhi su na yang chao jiang wen ding xing de HAfen san ji 。shou xian yi HA、Na2SO3、HCHOrong ye 、β-nai huang suan na 、4-an ji ben huang suan na wei yuan liao ,li yong huang jia ji hua he ju ge fan ying ge cheng le liang chong HAju ge wu fen san ji (HBNShe HSP),bing dui ji ge cheng gong yi tiao jian jin hang you hua 。HBNSde you hua gong yi tiao jian wei :Na2SO3yong liang 30%、β-nai huang suan yong liang wei 35%、HCHOyong liang wei 40%;HSPde you hua gong yi tiao jian wei :Na2SO3yong liang 25%、4-an ji huang suan na yong liang 30%、HCHOyong liang 35%。ran hou cai yong FT-IR、XPS、XRD、TGA、DSC、SEM、GPCdui liang chong shui mei jiang fen san ji jin hang jie gou biao zheng 。jiang ji yong yu yu lin mei zhi jiang ,dui ji fen san ji de ying yong xing neng ce shi 。jie guo biao ming ,dang HBNSfen san ji de tian jia liang wei 0.5 wt%,ci shi shui mei jiang de nian du zui di wei 513 mPa·s,zui gao zhi jiang nong du wei 68 wt%,shui mei jiang ti ji de bu wen ding xing zhi shu wei 0.2915,jing zhi 7tian de xi shui lv wei 5.25%,bao he xi fu liang wei 3.966mg/g;HSPfen san ji de zui jia tian jia liang wei 0.6%wt%,shui mei jiang nian du wei 497 mPa·s,zui gao zhi jiang nong du wei 67 wt%,shui mei jiang ti ji de bu wen ding xing zhi shu wei 0.3180,jing zhi 7tian de xi shui lv 5.87%,bao he xi fu liang wei 3.765 mg/g。yu shi chang shang xiao shou de chang jian de fen san ji zuo zhi jiang xing neng dui bi ,jie guo biao ming xin zhi bei de HAshui mei jiang fen san ji de cheng jiang xing he nai ji bu fen bai zhong ,dan zhi bei de shui mei jiang de wen ding xing bi nai ji fen san ji que gao chu hen duo ;er ju xin zhi bei de HAshui mei jiang fen san ji bu guan shi cong cheng ben ,hai shi xiao guo shang dou bi xian mian shi chang shang xiao shou de shui mei jiang fen san ji ying yong xing neng geng jiang 。ren men yi zhi zai tan jiu ,fen san ji jie gou he shui mei jiang de xing neng dao de ru he xiang hu ying xiang 。you yu HAfen san ji dui ke rong xing de jin shu li zi kuang wu zhi hen min gan ,suo yi you tan jiu chang jian de jin shu li zi dui HAfen san ji de fen san xing de ying xiang ,you jie guo ke zhi ,dui yu bu tong de jin shu li zi ,jin shu li zi nong du yue gao ,jin shu li zi de jia tai yue gao ,dui ji HAzuo fen san ji zhi bei de shui mei jiang de cheng jiang xing ying xiang yue da 。zong zhi ,ben lun wen ge cheng le liang chong ju you gao fen san xing ,di cheng ben de HAshui mei jiang fen san ji 。tan suo le HAde ji ben chan yuan jie gou he ji jie gou shang ge ge guan neng tuan yu mei fen zi zhi jian de zuo yong guan ji ,tong guo shi yan he li lun zhi shi cha zhao ,xiang xi dui ji zuo yong de ji ben yuan li jin hang le jie shi he shui ming 。ben lun wen dui HAfen san ji he shui mei jiang de yan jiu ju you yi ding de can kao jia zhi 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自陕西科技大学的吴江,发表于刊物陕西科技大学2019-07-15论文,是一篇关于腐植酸改性论文,水煤浆论文,分散剂论文,聚合反应论文,作用机理论文,陕西科技大学2019-07-15论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自陕西科技大学2019-07-15论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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