表面活性剂与煤尘润湿性能的实验研究.docxVIP

表面活性剂与煤尘润湿性能的实验研究 水雾是有效的预防矿内煤机污染的手段，在采矿和运输区得到了广泛应用。 1 1.1 实验材料 1.1.1 所需的煤炭样品和分布 煤样及分布见表1。 1.1.2 必要的试剂 试剂及规格见表2。 1.1.3 实验设备和设备 粉碎机、标准分样筛、干燥箱、电子天平、比色管、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管、容量瓶等。 1.2 实验方法 1.2.1 烷基糖苷的合成 现将煤块粉碎煤粉,并将其装入写有标签的密封袋中,储存备用。 分别将十二烷基苯磺酸钠,十二烷基硫酸钠,月桂酰胺丙基甜菜碱,月桂酰胺丙基氧化胺,α-烯基磺酸钠,咪唑啉,改性烷基糖苷,椰油酰胺丙基氧化胺,椰油酰胺丙基甜菜碱,十二烷基氧化胺配置成浓度为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的所需溶液。 1.2.2 煤尘润湿时间实验测定 取粒径为150目的煤样,放于表面皿上。再将其放入干燥箱,设置温度为50℃,干燥12h。 将配制好的溶液分别依次倒入50mL比色管中,将比色管标号为1-8,用胶头滴管分别将每个比色管里的气泡去除。 用电子天平称取0.1g煤粉,将煤粉通过漏斗迅速倒入1-8号比色管中,同时开始计时,记录煤尘完全被浸润的时间。 对煤尘润湿时间实验数据进行分析。根据润湿时间的快慢,得出表面活性剂润湿性能的优劣和表面活性剂的最佳润湿浓度。 2 2.1 煤尘润湿时间和润湿效率的测定 由图1可知,大部分煤种的润湿性随着表面活性剂浓度的增加,润湿性能逐渐变优。在0.2%的浓度下,所有煤的润湿性能最差,润湿时间基本处于20～70min,当浓度为1.0%时,煤尘的润湿时间基本都在1min之内。十二烷基苯磺酸钠对肥煤、焦煤的润湿效果最差,对无烟煤、不粘煤、气肥煤效果较好。 2.2 多煤阶在不同浓度时润湿时间的变化 由图2可知,十二烷基硫酸钠对不同煤种润湿性能较好,润湿时间较短。而对于褐煤来说,浓度位于0.2%时润湿时间反而最短。十二烷基硫酸钠对于各种煤的润湿时间基本都在15s以内,故润湿性对八种煤的效果都很好。 2.3 多煤种润湿时间及润湿性能指标技术 由图3可知,月桂酰胺丙基甜菜碱对不同煤种的润湿性能一般,润湿时间较长。大部分煤种的润湿时间大多在2-8min,润湿性能较差。而无烟煤、长焰煤、褐煤的润湿时间大约在20s内,可以考虑月桂酰胺丙基甜菜碱作为降尘剂。 2.4 湿时间的确定 由图4可知,月桂酰胺丙基氧化胺对不同煤种润湿性能较好,润湿时间较短。大部分煤种在1.0%浓度下的润湿时间都在7s内,月桂酰胺丙基氧化胺的润湿性能很好。而月桂酰胺丙基氧化胺对于肥煤的润湿性能较差,润湿时间基本在15min左右。 2.5 煤种湿快干煤种润湿性能 由图5可知,α-烯基磺酸钠对不同煤种润湿性能较好,润湿时间较短。对于大部分煤种在不同浓度的润湿性能都较好,在1.0%浓度下基本上润湿时间都在10s下。但对于焦煤来说,α-烯基磺酸钠的润湿性能一般,相对润湿时间较长。 2.6 多煤阶在不同浓度下的润湿性能 由图6可知,咪唑啉对不同煤种润湿性能较好,润湿时间较短。对大部分煤种在不同浓度下润湿性能都较佳,基本时间都处于1min左右,随着浓度增加,时间逐渐缩短在10s左右。但对于肥煤和焦煤的润湿性能较差,润湿时间较长。 2.7 煤种湿能均极电导湿 由图7可知,改性烷基糖苷对所有煤种的润湿性能都极佳,润湿时间短,对所有煤种在不同浓度下的润湿性能都极佳,基本都位于2-10s左右。在选择降尘剂时可优先选择。 2.8 多煤阶在不同浓度时的润湿结果 由图8可知,椰油酰胺丙基氧化胺对不同煤种润湿性能一般,在浓度为1.0%时达到最快,大部分润湿时间在1min30s以内。但对于焦煤,椰油酰胺丙基氧化胺的润湿性能较差,对于肥煤,其润湿性能一般。对于无烟煤,润湿性能最好。 2.9 多煤阶在不同浓度表面活性剂的润湿结果 由图9可知,椰油酰胺丙基甜菜碱对不同煤种的润湿性能较差,润湿时间随着表面活性剂浓度的增加逐渐变短,对于肥煤和焦煤的润湿时间较长,几乎不能完全被浸润。 2.10 对煤的电导率,有三大烷基氧化胺润湿性能 由图10可知,十二烷基氧化胺对不同煤种润湿性能一般,大部分润湿时间在90s以内。但对于肥煤和焦煤来说,十二烷基氧化胺的润湿性能较差。 结合实验数据,根据煤尘在十种表面活性剂中实验现象分析,可以看出改性烷基糖苷、α-烯基磺酸钠、十二烷基硫酸钠对大部分煤的润湿性能较好,可以考虑做矿内降尘剂。 3 煤炭润湿试剂的筛选 根据一系列的实验,对实验数据进行了横向和纵向的对比,比较煤尘完全浸润液体的时间,得出了每种煤最佳的润湿试剂及试剂浓度。 (1) 褐煤 改性烷基糖苷0.8%、 月桂酰胺丙基氧化胺1.0%、十二烷基硫酸钠0.2%、α-烯基磺酸钠1.0%、咪唑啉1.0%。 (2) 酰氯的基糖苷、苯磺