新型煤尘泡沫抑尘剂的制备及性能评价

发布时间：2017-09-16 16:16

  本文关键词：新型煤尘泡沫抑尘剂的制备及性能评价

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【摘要】：煤尘是可燃性物质,具有爆炸特性,且被人体吸入会导致尘肺病,影响煤矿工人的身体健康,因此研究降尘剂迫在眉睫。泡沫抑尘剂是目前井下抑尘技术的研究热点,其主剂通常为高分子表面活性剂,具有吸水、保湿和粘结作用。本文旨在制备一种适合井下工作面降尘的新型泡沫抑尘剂,并对该新型泡沫抑尘剂做性能评价。本文以淀粉和高分子醇为原料,合成了淀粉糖苷类天然高分子表面活性剂。在m(淀粉):m(高分子醇)=1:2,反应时间150 min,反应温度130℃,淀粉转化率最高。合成的产物在乙二醇和蒸馏水中溶解性好,临界胶束浓度为2.31 g/L。红外光谱分析测试显示其所含官能团与目标合成物的结构基本一致。以自制的表面活性剂为主剂,添加起泡剂、稳泡剂和润湿剂为助剂配制新型煤尘泡沫抑尘剂。以表面活性剂的表面张力、保湿率和吸湿率为评价指标,确定了淀粉糖苷的表面活性、保湿和吸湿性能。泡沫抑尘剂的主剂起泡剂选定为0.6%烷基硫酸钠和0.5%淀粉糖苷复配,适宜的质量配比为0.25:1与0.3:1。辅助试剂为稳泡剂1.0%酰胺类,质量配比为0.08/0.10/0.12;润湿剂1.0%水玻璃的质量配比为0.16。通过改变起泡剂和稳泡剂的添加比例确定出6个抑尘剂配方。通过实验室自制测尘装置进一步检测泡沫抑尘剂不同配方的降尘效率,分别检测泡沫抑尘剂在不同高度、温度、时间下对不同煤种的降尘效率,通过和传统泡沫抑尘剂对比,该新型泡沫抑尘剂的降尘效率提高了5%左右,并确定出最佳泡沫抑尘剂配方为起泡剂质量配比0.25:1,稳泡剂质量配比0.08,润湿剂质量配比为0.16。传统泡沫抑尘剂和新型泡沫抑尘剂的成本估算表明,配制的新型泡沫抑尘剂不仅能够满足大幅度降尘的需要,而且还能有效降低成本。
【关键词】：高分子表面活性剂 泡沫抑尘剂 煤尘 泡沫性能 降尘效率
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD714.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 主要符号表9-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 煤尘的性质研究10-12
• 1.1.1 煤尘产生机理10-11
• 1.1.2 煤尘爆炸条件11
• 1.1.3 煤尘的表面化学结构和官能团11-12
• 1.1.4 煤尘粒度的影响12
• 1.2 表面活性剂的性能和分类12-13
• 1.2.1 表面活性剂的性能12
• 1.2.2 表面活性剂的分类12-13
• 1.3 化学抑尘剂的性能和分类13-15
• 1.3.1 化学抑尘剂的性能13
• 1.3.2 化学抑尘剂的分类13-15
• 1.4 润湿型抑尘剂的分类15-17
• 1.4.1 水炮泥降尘15-16
• 1.4.2 喷雾用化学抑尘剂16
• 1.4.3 泡沫除尘技术16-17
• 1.5 泡沫型抑尘剂17-18
• 1.5.1 泡沫型抑尘剂的特性17
• 1.5.2 泡沫抑尘剂的降尘机理17-18
• 1.6 泡沫抑尘剂的国内外研究现状18-19
• 1.6.1 泡沫抑尘剂的国外研究进展18
• 1.6.2 泡沫抑尘剂的国内研究进展18-19
• 1.7 选题背景及研究意义19-20
• 1.8 研究内容及技术路线20-22
• 1.8.1 研究内容20
• 1.8.2 技术路线20-22
• 2 淀粉糖苷表面活性剂的合成与表征22-36
• 2.1 实验部分22-26
• 2.1.1 主要原料及试剂22
• 2.1.2 煤的变质程度22-23
• 2.1.3 煤样工业分析与元素分析23
• 2.1.4 主要仪器及设备23
• 2.1.5 高分子表面活性剂淀粉糖苷产品的合成原理23-24
• 2.1.6 合成步骤24
• 2.1.7 合成反应条件优化24
• 2.1.8 产物的表征及性能测试24-26
• 2.2 结果与讨论26-35
• 2.2.1 温度与时间对淀粉转化率的影响26-27
• 2.2.2 原料配比对淀粉转化率的影响27-28
• 2.2.3 催化剂用量对淀粉转化率的影响28-29
• 2.2.4 淀粉糖苷表面活性剂性能检测29-35
• 2.3 小结35-36
• 3 泡沫抑尘剂配制与性能评价36-43
• 3.1 实验部分36-37
• 3.1.1 主要原料及试剂36
• 3.1.2 主要仪器及设备36-37
• 3.1.3 泡沫抑尘剂的配制37
• 3.1.4 抑尘剂性能测试37
• 3.2 结果与讨论37-42
• 3.2.1 起泡剂质量分数37-39
• 3.2.2 稳泡剂质量分数39-41
• 3.2.3 润湿剂质量分数41-42
• 3.3 小结42-43
• 4 泡沫抑尘剂配方优化43-53
• 4.1 实验部分43-44
• 4.1.1 主要原料及试剂43
• 4.1.2 主要仪器及设备43
• 4.1.3 泡沫抑尘剂的配制43-44
• 4.1.4 泡沫抑尘剂性能检测44
• 4.2 结果与讨论44-52
• 4.2.1 起泡剂最佳配比44-46
• 4.2.2 稳泡剂最佳配比46-49
• 4.2.3 润湿剂最佳配比49-52
• 4.2.4 抑尘剂配方确定52
• 4.3 小结52-53
• 5 泡沫抑尘剂降尘效果检测53-67
• 5.1 实验部分53-55
• 5.1.1 主要原料及试剂53
• 5.1.2 主要仪器及设备53-54
• 5.1.3 泡沫抑尘装置54-55
• 5.1.4 实验方法55
• 5.2 结果与讨论55-66
• 5.2.1 时间对抑尘效率的影响55-58
• 5.2.2 高度对抑尘效率的影响58-61
• 5.2.3 温度对抑尘效率的影响61-63
• 5.2.4 与传统抑尘剂比较63-65
• 5.2.5 抑尘剂pH值的测定65
• 5.2.6 原料成本65-66
• 5.3 小结66-67
• 6 结论及展望67-69
• 6.1 结论67-68
• 6.2 展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-74
• 图清单74-76
• 表清单76-77
• 附录77

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1 宋婪，

本文编号：864094