复配泡沫剂在煤尘表面的吸附机理研究

发布时间：2017-08-25 17:12

  本文关键词：复配泡沫剂在煤尘表面的吸附机理研究

  更多相关文章： 煤尘 表面活性剂 复配泡沫剂 吸附机理

【摘要】：煤矿粉尘是矿井生产中最主要的灾害之一,它不仅能够导致尘肺病,而且能够引起爆炸,给矿工、企业和社会带来巨大的灾难和经济损失。目前矿井主要采用通风除尘、除尘器除尘和喷雾除尘等防尘技术控制尘源,然而这些技术多是物理方法,除尘效率低,适应性差。泡沫除尘技术从问世至今,虽然取得了巨大的突破,但是其研究内容主要局限于对发泡器的研制和发泡工艺条件的改进。因此,对除尘泡沫剂的复配及其在煤尘表面的吸附机理的研究显得十分重要。 本文通过对试验煤尘的工业分析、红外光谱分析和激光粒度分析,了解了试验煤尘的基本物理化学性质。由单因素寻优试验,优选出了SDS和CAB-35作为发泡剂,OP-10作为润湿剂,PVA作为稳泡剂。采用均匀设计对这四种表面活性剂进行复配试验,并对试验结果进行逐步回归分析,得出最优复配方案是：SDS添加量为0.32%,CAB-35添加量为0.40%,OP-10添加量为0.29%,PVA添加量为0.01%。 研究了单组分表面活性剂(SDS, CAB-35, OP-10及PVA)和复配的多组分表面活性剂在煤尘表面的吸附特性。结果表明：CAB-35和复配泡沫剂的吸附类型属于LS双平台型,是多层吸附；而SDS, OP-10和PVA的吸附类型属于L型,符合单分子层吸附的Langmuir吸附等温式。其吸附机理分析表明：SDS和OP-10是通过色散力作用吸附于煤尘表面,PVA是通过氢键作用吸附于煤尘表面,而CAB-35则是通过较强的静电吸引作用在煤尘表面发生吸附,且各单组分吸附能力强弱依次是CAB-35PVA OP-10＞SDS.在相同的平衡浓度下,复配泡沫剂在煤尘表面的吸附产生了显著的协同作用,其中CAB-35表现为主动吸附,而SDS, OP-10和PVA表现为被动吸附。 本文进一步研究了影响煤尘表面吸附量的因素,试验表明：煤尘粒度和溶液温度均与吸附量成负相关性,对于无机电解质NaCl及粉尘中二氧化硅添加量所占的比重而言,随着两者的增加,吸附量也是不断增加的。但溶液pH对煤尘吸附量的影响则较为复杂,当pH7时,随着pH的升高,吸附量有所下降；而当pH7时,随着pH的升高,煤尘的吸附性能增强。最后,以水分、灰分、挥发分和固定碳为自变量,用DPS数据处理软件中的逐步回归方法建立了煤尘工业分析与吸附量之间的多元线性回归方程。
【关键词】：煤尘 表面活性剂 复配泡沫剂 吸附机理
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD714.4
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 1 绪论15-21
• 1.1 煤矿粉尘产生的原因及危害15-16
• 1.1.1 煤矿粉尘产生的原因15
• 1.1.2 煤矿粉尘的危害15-16
• 1.2 煤矿粉尘防治技术16-17
• 1.2.1 煤层注水16
• 1.2.2 喷雾除尘16-17
• 1.2.3 通风除尘17
• 1.2.4 除尘器除尘17
• 1.3 泡沫除尘技术的研究现状17-19
• 1.4 存在的问题19
• 1.5 本文的研究意义和主要研究内容19-20
• 1.5.1 研究意义19-20
• 1.5.2 研究内容20
• 1.6 技术路线20-21
• 2 煤样的性质分析21-25
• 2.1 煤样的工业分析21
• 2.2 煤样的红外光谱21-22
• 2.3 煤样的粒度分布22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 复配泡沫剂的研究25-43
• 3.1 前言25
• 3.2 试验部分25-28
• 3.2.1 试验药品及仪器25-26
• 3.2.2 试验方法26-28
• 3.3 单因素寻优试验28-34
• 3.3.1 发泡剂选择28-29
• 3.3.2 不同离子类型发泡剂复配29-31
• 3.3.3 润湿剂选择31-33
• 3.3.4 稳泡剂选择33-34
• 3.4 均匀复配试验34-42
• 3.4.1 发泡高度为指标的回归方程建立35-38
• 3.4.2 接触角为指标的回归方程建立38-41
• 3.4.3 最优复配方案确定41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 4 表面活性剂在煤尘表面的吸附机理研究43-65
• 4.1 吸附理论43-44
• 4.2 试验部分44-47
• 4.2.1 试验药品及仪器44-45
• 4.2.2 固/液界面吸附量的测定方法45-47
• 4.3 单组分表面活性剂在煤尘表面的吸附47-59
• 4.3.1 SDS在煤尘表面的吸附47-50
• 4.3.2 CAB-35在煤尘表面的吸附50-53
• 4.3.3 OP-10在煤尘表面的吸附53-56
• 4.3.4 PVA在煤尘表面的吸附56-59
• 4.4 多组分表面活性剂在煤尘表面的吸附59-61
• 4.5 吸附机理61-64
• 4.6 本章小结64-65
• 5 煤尘表面吸附的影响因素研究65-77
• 5.1 煤尘粒度对吸附量的影响65-66
• 5.2 二氧化硅添加量对吸附量的影响66-67
• 5.3 溶液温度对吸附量的影响67-68
• 5.4 pH值对吸附量的影响68-69
• 5.5 无机电解质对吸附量的影响69-70
• 5.6 煤尘工业分析对吸附量的影响70-76
• 5.6.1 煤尘水分对吸附量的影响71-72
• 5.6.2 煤尘灰分对吸附量的影响72-73
• 5.6.3 煤尘挥发分对吸附量的影响73
• 5.6.4 煤尘固定碳对吸附量的影响73-74
• 5.6.5 多元线性回归方程的建立74-76
• 5.7 本章小结76-77
• 结论77-79
• 参考文献79-84
• 致谢84-85
• 作者简介及读研期间主要科研成果85-86

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 兀帅东;高葆宪;;煤尘爆炸原因分析与防范措施[J];西部探矿工程;2007年08期

2 武国平;郭建平;;储煤仓煤尘爆炸危险性分析研究[J];中国煤炭工业;2007年10期

3 崔悦;;煤尘爆炸及预防[J];大众标准化;2008年S2期

4 田川;韩宇;;煤尘爆炸分析与预防[J];煤;2008年08期

5 于寸康;;煤尘爆炸的影响因素与预防措施[J];科技风;2011年11期

6 唐燕;周磊;;浅谈煤尘爆炸试验中应注意的几个问题[J];科技资讯;2012年15期

7 王春莲;;煤尘爆炸产生的机理及特征研究[J];煤炭技术;2012年11期

8 关祥艾;于小翠;李文文;;煤尘爆炸实验室检测方法分析[J];广东化工;2013年06期

9 袁汉春;煤尘爆炸性快速测定仪[J];煤矿安全;1979年06期

10 何松;;广西煤尘爆炸试验及其结果分析[J];广西煤炭;1999年03期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 王自亮;李鸿彬;李智;赵恩彪;;采煤工作面回风巷沉积煤尘分布规律的研究[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年

2 高尔新;李鲁;唐志龙;胡萧;陈二霞;;冲击波引爆煤尘瓦斯气体混合物的实验研究[A];现代爆破理论与技术——第十届全国煤炭爆破学术会议论文集[C];2008年

3 李浩;;选煤厂煤尘及其防治技术[A];2010年全国选煤学术交流会论文集[C];2010年

4 史兴国;;煤矿粉尘的控制[A];第八届全国采矿学术会议论文集[C];2009年

5 李正虎;段双成;黄志丹;杜亚林;;煤矿低氧、微氧开采探讨[A];第三届全国煤矿机械安全装备技术发展高层论坛暨新产品技术交流会论文集[C];2012年

6 牟亮礼;王恒志;任草燕;;综放工作面综合负压降尘技术研究与应用[A];2005年度山东煤炭学会优秀学术论文集[C];2005年

7 白春华;宫广东;刘庆明;;10m~3爆炸罐中甲烷-煤尘爆炸发展过程研究[A];中国职业安全健康协会2010年学术年会论文集[C];2010年

8 郭龙娇;;矿井重大危险源分析探讨[A];纪念中国煤炭学会成立五十周年省（区、市）煤炭学会学术专刊[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者;迅速开展煤尘防治检查[N];中国煤炭报;2014年

2 李彩琴 整理;五大方面细说煤尘爆炸[N];中华合作时报;2005年

3 中国矿业大学安全工程学院博士研究生 王和堂　李楠;煤尘爆炸及其防治[N];中国能源报;2010年

4 山西汾河焦煤公司生产处 成轶斌;浅谈如何预防煤尘爆炸事故的发生[N];山西科技报;2008年

5 纳雍县勺窝煤监站 何斌;煤尘爆炸的预防和隔绝[N];贵州民族报;2012年

6 通讯员 信永华;新型高分子煤尘阻燃剂问世[N];工人日报;2009年

7 市煤炭管理局提供;煤矿事故防治[N];六盘水日报;2009年

8 记者 李学玲 李仑;山西灵石一煤矿煤尘爆炸[N];中国煤炭报;2006年

9 张云;蔡家沟矿难系煤尘爆炸所致[N];山西日报;2004年

10 本报记者 舒安东;煤矿抗“外来伤害”能力薄弱[N];中华合作时报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 杨书召;受限空间煤尘爆炸传播及伤害模型研究[D];河南理工大学;2010年

2 杨静;煤尘的润湿机理研究[D];山东科技大学;2008年

3 程磊;受限空间煤尘爆炸冲击波传播衰减规律研究[D];河南理工大学;2011年

4 刘义;甲烷、煤尘火焰结构及传播特性的研究[D];中国科学技术大学;2006年

5 陈东梁;甲烷/煤尘复合火焰传播特性及机理的研究[D];中国科学技术大学;2007年

6 董呈杰;甲烷—沉积煤尘爆炸实验与大涡模拟[D];大连理工大学;2012年

7 张大明;输煤巷道煤尘运移规律及治理技术研究[D];辽宁工程技术大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 段健;煤尘防爆降尘剂的研究[D];山东科技大学;2009年

2 史果;直线巷道内煤尘爆炸火焰波的传播规律研究[D];河南理工大学;2009年

3 王振华;煤尘润湿及吸附特性的研究[D];山东科技大学;2008年

4 伍修锟;呼吸性煤尘物理化学特性的研究及应用[D];山东科技大学;2010年

5 冯永安;基于20L球形爆炸装置的甲烷对煤尘爆炸影响实验研究[D];中北大学;2013年

6 王岳;煤尘—甲烷爆炸的实验研究[D];大连理工大学;2006年

7 王洪雨;密闭空间甲烷—煤尘复合爆炸强度研究[D];大连理工大学;2007年

8 丁旭东;干式钻进煤尘在巷道中运移及分布规律的研究[D];安徽理工大学;2012年

9 郑继洪;复配泡沫剂在煤尘表面的吸附机理研究[D];安徽理工大学;2014年

10 左前明;煤尘爆炸特性及抑爆技术实验研究[D];山东科技大学;2010年

，

本文编号：737555