胶体泡沫体系对煤尘抑制的技术研究

发布时间：2020-03-23 16:33

【摘要】：现如今,各矿区城市以及煤炭企业都面临着抑尘剂如何更为有效治理煤炭扬尘的问题。作为抑尘剂的主要成分,表面活性剂能润湿粉尘表面,使之团聚沉降,达到降尘效果。因此,本论文采用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠和高分子聚合物聚氧化乙烯,以1:20的配比形成的复配体系为研究对象,对复配体系的溶液性质和抑制煤尘机理进行探讨,研究内容包括:1、运用表面张力、芘荧光光谱对复配体系的表面化学性质、胶束化行为进行探究,主要考察溶液性质对煤尘润湿行为的影响。结果表明复配体系的浓度为6g/L时,表面活性剂与聚合物分子之间相互作用,芘探针分子和预胶束发生吸附作用的同时,形成高荧光电子产率的激基缔合物;在溶液浓度为20g/L时,随着SDS溶液浓度的增加,芘探针分子全部进入胶束中,激基缔合物的数量急速增加并且在最高值点达到最大量,此时的SDS浓度为临界胶束浓度,即形成胶束的能力最大,因此SDS/PEO复配体系浓度比为:1:20。2、运用工业分析、粒度分析、元素分析、扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)等现代分析测试手段,对天津港南疆码头的标煤的物理化学性质分析。通过对煤尘在各溶液体系中沉降时间的对比,探讨润湿机理,实验结果证实复配体系润湿效果较好。通过扫描电镜对复配体系应用于煤尘表面所形成的胶状薄膜的结构特性进行固化效果和表征形貌的观察。3、详细分析以气体为唯一动力源的泡沫溶胶成泡装备的设计原理。空气泡沫发溶胶制备装置运用空压机生成的气体作为唯一的动力源进行简单有效的发泡,在储罐中提前充入的压缩气体作为泡沫液流出的动力,使储罐中带压的泡沫混合液与压缩空气混合后通过管路输出。根据试验数据,可以得出气动泡沫发生装置的气体利用率为85%,发泡倍数为6.52倍,喷射出的泡沫溶胶稳定均匀,大量的泡沫可以完全覆盖在煤堆表面形成泡沫溶胶薄膜。泡沫溶胶具有吸附浮尘、锁定煤堆煤尘、封闭产尘区域的优异性能,对于抑制煤储运中粉尘的产生具有重要应用价值。本论文针对泡沫溶胶控制煤尘的特性和以气体作为唯一动力源条件下,泡沫溶胶成泡装备的设计原理展开研究。该研究成果将丰富泡沫溶胶防治煤尘的基础理论并推动该技术的发展与应用,论文的研究内容具有重要的科学意义和应用价值。
【图文】：

变化曲线,表面张力,变化曲线,平衡表面张力

章通过芘荧光探针法研究聚氧化乙烯（PEO）和十二烷基硫酸钠的相互作用。高分子聚合物 PEO 是一种水溶性较强的聚合物，可溶液中形成单分子胶束。通过对比单一组分的高分子聚合物EO）、单一组分的表面活性剂水溶液(SDS)和聚合物泡沫体系(S系)所形成的微环境的极性性质来探测胶束或聚集体的形成情况。胶体泡沫体系协同效应1 胶体泡沫体系平衡表面张力的测定用铂金环法测试 g-PEO、SDS 和 SDS/PEO 复配体系（6 个不同质的临界胶束浓度（CMC）分别为 1.00、25.10、22.08、21.70、20.、20.00g/L，平衡区表面张力 e 分别为 59.3、40.47、36.92、34.532.16 和 31.09mN/m，随着 PEO 的加入，临界胶束浓度（CMC）和后的平衡表面张力值（ e ）降低。如图 3-1、3-2 所示。

变化曲线,复配体系,表面张力,变化曲线

图 3-2 SDS/PEO 复配体系表面张力随 SDS 浓度的变化曲线Fig.3-2 The surface tension of g-PEO-SDS varies with concentratio2 胶体泡沫体系的表面化学性质由图 3-2（胶体泡沫体系 -c曲线图）中转折点可以 CMC（临界胶束c（最低表面张力）。通过 Gibbs 吸附等温式(2-1) 可以算出max （表量）。经计算所得表面活性剂复配体系的表面化学性质相关参数见.1 胶体泡沫体系的表面张力与临界胶束浓度由图 3-2 和表 3-1 可知：常温下，SDS 与 PEO 按不同比例复配后，各 -c曲线有两个拐点PEO 复配体系在溶液中形成了混合胶束；SDS/PEO 复配体系的最低表面张力cmc 大多数情况下介于两单一组分 SDS/PEO 复配体系在常温下，所有比例的配制均存在降低表面张力图 3.1 及表 3.1 中 cmc 数据可知：1）PEO 与 SDS 按不同比例复配后，，任一配比的复配体系 CMC 值
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD714.4

【参考文献】