泡沫溶胶抑制煤尘特性分析

发布时间：2020-11-11 07:49

　　 根据我国的国情发展,在未来很长的一段时间里面,煤炭都将作为我国的主要能源,同时煤炭的开采量也会逐年增加。在煤炭开采的过程中,常常伴有火灾、爆炸等事故的发生,而煤尘恰恰是发生各类触目惊心事故的原因所在。煤尘不仅会给矿工带来尘肺病,而且会导致爆炸和火灾的发生,导致重大事故,甚至是特大事故的发生,给采矿工作人员、煤炭相关企业和国家带来巨大的伤害和损失。在上世纪50年代时国内外的学者就提出了泡沫除尘技术,对煤尘的预防和控制做出了重要贡献,但在应用过程中还存在一些不足。利用泡沫溶胶进行除尘是对泡沫除尘技术的进一步改善,论文对泡沫溶胶抑制煤尘的特性进行研究分析。论文从三个方面对泡沫溶胶抑制煤尘的特性进行分析。第一方面,对于泡沫溶胶的最佳配方进行实验选取。采用正交试验的方法复配出表面张力小、粘度大的泡沫溶胶最佳配方。综合考虑了对泡沫溶胶溶液的影响因素,决定选用正交试验表L9(34)进行四因素三水平两项考察指标的正交试验。试验研究得出,当阴离子表面活性剂取1.2g,阳离子表面活性剂取0.8g,附加剂取1.8g,交联剂取0.46g时可得到表面张力小、粘度大的泡沫溶胶溶液最佳配方。第二方面,为研究煤尘与湿润剂之间的湿润特性,分析二者之间的接触角,特别建立了动态接触角数学模型。采用光学法液滴分析系统测出水性泡沫溶液、泡沫溶胶溶液及去离子水三者与煤尘接触时对应的接触角。再运用最小二乘法对测出的接触角进行分析计算,通过湿润性因子K值的大小判断出湿润剂的湿润性强弱。实验结果表明,水性泡沫溶液的湿润性最强,其次是泡沫溶胶溶液,去离子水最弱。在上述研究的基础上,论文在第三方面对泡沫溶胶制备装置进行了设计。论文针对现有的泡沫除尘器的缺点进行了改进,设计出以空气压缩机作为唯一动力源的单动力泡沫溶胶制备装置。对单动力泡沫溶胶制备装置的实验表明,在压力为0.5Mpa,气体流量为60m~3/h时,理论计算出通过拉瓦尔喷管的泡沫溶胶流量为9.92m~3/h,在实际实验时测得泡沫溶胶流量为9.81m~3/h,减少了0.11 m~3/h。此时,产生的泡沫体积为62.01 m~3/h,发泡倍数为6.3倍,气体利用率为87%。
【学位单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TD714.4
【部分图文】：

态接触角数学模型的建立触角湿过程是一个动态变化的过程，通常这个变化的过程我们可以采用接触描述。当液体与固体表面相接触时，在固、液、气三相互相交界的地方界面的切线与固、液界面之间的夹角为接触角，接触角一般用θ表示[45]据杨氏公式，将接触角进行划分。当θ=0°时，称为完全润湿；当θ=18不润湿；θ=90°认为润湿是与否的分界线。当 0°<θ<90°时，称为可θ<180°时，称为不湿润。对于同一种液体，它能润湿某些固体的表面，的固体表面就不能将其湿润。同一种固体能够被某些液体湿润，却不能湿润。举一个常见的简单例子，水可以湿润大理石和玻璃等固体的表面不可以润湿大理石和玻璃等；水不能够润湿石蜡，而在水中添加某些活润湿石蜡。图 3.1 所示为液体在固体表面的湿润图，接触角θ如图所示。接触时，如图所示湿润剂会向两边进行扩散，并向下进行渗透。

ee000 0 为初始接触角，单位°；e 为平衡接触角，单位°；t 为湿润剂与煤尘的接触时间，单位 s；K 为接触角变化常数，是一个常数，也称湿润性因子。角的测定尘表面与湿润剂进行研究时，不仅要研究静态时的湿润性能，变化。德国的一家名为 krüss 的公司，设计出一台接触角测量滴形态分析系统，不仅可以实时对接触角进行拍摄，还可以进任意时刻的接触角，并对测定的数据进行智能处理。因此，本s 公司设计生产 DSA100 型光学法液滴形态分析系统和台式粉定，测定系统如图 3.2 所示。

的固体表面之间的距离，调整好角度和距离后，按压注射器，将湿润剂与理想固体表面进行接触，利用测量仪内的数码相机进行拍照及录像，然后测量仪中的程序直接读取接触角的数值，之后从监视器屏幕上获取想要的接触角相关信息。实验步骤与方法：1.样品制备。用蘸有无水酒精的棉布对台式粉末压片机进行擦洗，用电子天平取实验煤样 200mg，将煤样放入加片模具中进行加压，压力大致为 10-20MPa，保持十秒左右，之后就会形成圆柱体试片，将压片磨具取下就得到了表面光滑干净的煤片。2.接触角测定。将压制好的煤片放置在 DSA100 的测量台上，在注射器内加入待测液体，即湿润剂。通过监视器调整好注射器针头的位置与角度，点击鼠标调节仪器针头的位置以及距离样品煤片的高度，调整好之后点击屏幕上的的录像按键，开始录像。同时按压注射器滴下液滴，通过显示器观察接触角变化过程。当接触角不再发生变化，停止录像。从已保存的录像中选取任意时间点，便可得到该时刻下的接触角图像。利用测量仪的内部程序对图像进行简单处理，便可在接触角图像上看到接触角的具体数值。经过对接触角的测定，以及对接触角图像的简单处理，得到下图 3.3。水性泡沫溶液、泡沫溶胶溶液、去离子水这三种湿润剂与煤尘表面接触时，接触角随时间的动态变化值如图所示。
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本文编号：2878938