木质素制复合型水煤浆添加剂的研究

发布时间：2017-05-23 16:18

  本文关键词：木质素制复合型水煤浆添加剂的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 煤炭是我国的主要能源,在未来相当长的时期内,以煤为主的能源生产和消费结构在我国不会发生根本性的改变。为了保证我国的能源安全,洁净高效利用我国丰富的煤炭资源,使资源、经济和环境协调发展,开发和推广洁净煤技术是我国的最佳选择。 水煤浆技术是洁净煤技术的重要内容,添加剂是水煤浆的核心技术之一。研究开发原料来源广、性能优良、价格低廉的复合型水煤浆添加剂对降低水煤浆成本、提高水煤浆质量、推进水煤浆产业化进程、发挥水煤浆的代油及节能环保优势有重要的意义。 根据木质素的结构与性质,提出以木质素为原料合成复合型水煤浆添加剂DCSA的工艺技术路线,探讨了影响DCSA的主要因素,用序列实验方法确定合成DCSA的最佳工艺参数,即:100g木质素与10g氧化剂于温度T_1下反应H_1小时,使木质素活化,然后加入30g磺化剂于温度T_2下反应H_2小时;最后加入30g聚合剂于温度T_3下反应H_3小时,得到DCSA产品。不同煤种的成浆性实验表明:DCSA适应的煤种广,有良好的分散与稳定性能,具有突出的性价比,市场前景广阔。 用离子交换法测定了添加剂DCSA的磺化度,探讨了DCSA的磺化度与煤的成浆性能的关系,结果表明:DCSA的磺化度愈高,水煤浆粘度越低,DCSA的分散性越好。对DCSA和有代表性的山西煤、娄底煤、义马煤进行了红外光谱分析,发现DCSA和山西煤、娄底煤、义马煤有相似的结构官能团。根据相似相溶原理,DCSA能吸附在煤粒表面。煤的吸附实验显示DCSA在煤表面的吸附等温线呈L型。 DCSA含有两类起分散作用的官能团,一类是具有亲水性能的磺酸根基团;另一类是具有亲煤性能的芳基基团。由于DCSA在煤水的粗分散体系中起桥架作用,一端与煤连接,另一端与水连接,因而阻止煤颗粒的聚集与沉淀,使水煤浆具有良好的流变性能和稳定性能。DCSA的分子长度大,有多个极性基团,通过氢键或其他键在煤粒间架桥形成网络结构,能在煤粒表面有较厚的水化膜,这些极性基团和水分子之间有较强的亲合力,因而浆体不易析水沉淀,具有良好的稳定性能。复合型水煤浆添加剂的研究对于降低水煤浆成本、提高水煤浆质量、开辟木质素使用的新途径具有重要的经济效应、环境效益和社会效益。
【关键词】：木质素 水煤浆 磺化度 水煤浆添加剂
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TQ536
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 水煤浆的发展现状和意义10-12
• 1.1.1 国外水煤浆的发展现状10-11
• 1.1.2 国内水煤浆的发展现状11-12
• 1.1.3 我国推广水煤浆的意义12
• 1.2 水煤浆添加剂概12-19
• 1.2.1 水煤浆分散剂13-17
• 1.2.2 水煤浆稳定剂17-18
• 1.2.3 复合型水煤浆添加剂18-19
• 1.3 水煤浆添加剂的发展趋势19-20
• 1.4 木质素制水煤浆添加剂的现状与意义20
• 1.5 本论文主要研究内容20-22
• 第二章 复合型水煤浆添加剂DCSA的研制22-48
• 2.1 木质素的结构与性质22-23
• 2.1.1 木质素的结构22-23
• 2.1.2 木质素的性质23
• 2.2 木质素改性原理23-28
• 2.2.1 木质素的改性方法24-26
• 2.2.2 复合型水煤浆添加剂DCSA的合成原理26-28
• 2.3 实验试剂的选择28-30
• 2.3.1 基本原料的选择28-29
• 2.3.2 氧化剂的选择29-30
• 2.3.3 磺化剂的选择30
• 2.4 实验部分30-33
• 2.4.1 DCSA的合成原料30
• 2.4.2 实验装置30-31
• 2.4.3 制备DCSA的工艺流程31
• 2.4.4 DCSA的性能评价方法31-32
• 2.4.5 复合型水煤浆添加剂DCSA的结构表征32-33
• 2.5 合成DCSA工艺参数的确定33-44
• 2.5.1 合成DCSA的序列实验33-40
• 2.5.2 合成DCSA的单因素考察40-44
• 2.6 DCSA紫外、红外光谱表征44-46
• 2.6.1 DCSA的紫外谱图44-45
• 2.6.2 原料与DCSA的红外光谱图45-46
• 2.7 DCSA复合型添加剂性能检测46-47
• 2.8 本章小结47-48
• 第三章 DCSA在水煤浆中的吸附与分散机理48-60
• 3.1 实验原料与仪器48
• 3.1.1 实验仪器48
• 3.1.2 实验原料准备48
• 3.2 实验方法48-51
• 3.2.1 DCSA吸附实验48-49
• 3.2.2 DCSA磺化度的测定49-51
• 3.3 实验结论51-58
• 3.3.1 吸附时间的确定51-52
• 3.3.2 复合型水煤浆添加剂DCSA在煤表面的吸附性质52
• 3.3.3 DCSA型表面活性剂在煤表面的吸附等温线52-53
• 3.3.4 DCSA在水煤浆中的分散机理初探53-58
• 3.3.5 DCSA复合型水煤浆添加剂的稳定作用机理58
• 3.4 本章小节58-60
• 第四章 全文总结及展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 附录A 攻读学位期间发表论文67

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