本文關(guān)鍵詞：復(fù)配泡沫劑在煤塵表面的吸附機(jī)理研究

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【摘要】：煤礦粉塵是礦井生產(chǎn)中最主要的災(zāi)害之一,它不僅能夠?qū)е聣m肺病,而且能夠引起爆炸,給礦工、企業(yè)和社會(huì)帶來(lái)巨大的災(zāi)難和經(jīng)濟(jì)損失。目前礦井主要采用通風(fēng)除塵、除塵器除塵和噴霧除塵等防塵技術(shù)控制塵源,然而這些技術(shù)多是物理方法,除塵效率低,適應(yīng)性差。泡沫除塵技術(shù)從問(wèn)世至今,雖然取得了巨大的突破,但是其研究?jī)?nèi)容主要局限于對(duì)發(fā)泡器的研制和發(fā)泡工藝條件的改進(jìn)。因此,對(duì)除塵泡沫劑的復(fù)配及其在煤塵表面的吸附機(jī)理的研究顯得十分重要。 本文通過(guò)對(duì)試驗(yàn)煤塵的工業(yè)分析、紅外光譜分析和激光粒度分析,了解了試驗(yàn)煤塵的基本物理化學(xué)性質(zhì)。由單因素尋優(yōu)試驗(yàn),優(yōu)選出了SDS和CAB-35作為發(fā)泡劑,OP-10作為潤(rùn)濕劑,PVA作為穩(wěn)泡劑。采用均勻設(shè)計(jì)對(duì)這四種表面活性劑進(jìn)行復(fù)配試驗(yàn),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行逐步回歸分析,得出最優(yōu)復(fù)配方案是：SDS添加量為0.32%,CAB-35添加量為0.40%,OP-10添加量為0.29%,PVA添加量為0.01%。 研究了單組分表面活性劑(SDS, CAB-35, OP-10及PVA)和復(fù)配的多組分表面活性劑在煤塵表面的吸附特性。結(jié)果表明：CAB-35和復(fù)配泡沫劑的吸附類(lèi)型屬于LS雙平臺(tái)型,是多層吸附；而SDS, OP-10和PVA的吸附類(lèi)型屬于L型,符合單分子層吸附的Langmuir吸附等溫式。其吸附機(jī)理分析表明：SDS和OP-10是通過(guò)色散力作用吸附于煤塵表面,PVA是通過(guò)氫鍵作用吸附于煤塵表面,而CAB-35則是通過(guò)較強(qiáng)的靜電吸引作用在煤塵表面發(fā)生吸附,且各單組分吸附能力強(qiáng)弱依次是CAB-35PVA OP-10＞SDS.在相同的平衡濃度下,復(fù)配泡沫劑在煤塵表面的吸附產(chǎn)生了顯著的協(xié)同作用,其中CAB-35表現(xiàn)為主動(dòng)吸附,而SDS, OP-10和PVA表現(xiàn)為被動(dòng)吸附。 本文進(jìn)一步研究了影響煤塵表面吸附量的因素,試驗(yàn)表明：煤塵粒度和溶液溫度均與吸附量成負(fù)相關(guān)性,對(duì)于無(wú)機(jī)電解質(zhì)NaCl及粉塵中二氧化硅添加量所占的比重而言,隨著兩者的增加,吸附量也是不斷增加的。但溶液pH對(duì)煤塵吸附量的影響則較為復(fù)雜,當(dāng)pH7時(shí),隨著pH的升高,吸附量有所下降；而當(dāng)pH7時(shí),隨著pH的升高,煤塵的吸附性能增強(qiáng)。最后,以水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳為自變量,用DPS數(shù)據(jù)處理軟件中的逐步回歸方法建立了煤塵工業(yè)分析與吸附量之間的多元線性回歸方程。
【關(guān)鍵詞】：煤塵 表面活性劑 復(fù)配泡沫劑 吸附機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TD714.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 1 緒論15-21
• 1.1 煤礦粉塵產(chǎn)生的原因及危害15-16
• 1.1.1 煤礦粉塵產(chǎn)生的原因15
• 1.1.2 煤礦粉塵的危害15-16
• 1.2 煤礦粉塵防治技術(shù)16-17
• 1.2.1 煤層注水16
• 1.2.2 噴霧除塵16-17
• 1.2.3 通風(fēng)除塵17
• 1.2.4 除塵器除塵17
• 1.3 泡沫除塵技術(shù)的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 存在的問(wèn)題19
• 1.5 本文的研究意義和主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.5.1 研究意義19-20
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容20
• 1.6 技術(shù)路線20-21
• 2 煤樣的性質(zhì)分析21-25
• 2.1 煤樣的工業(yè)分析21
• 2.2 煤樣的紅外光譜21-22
• 2.3 煤樣的粒度分布22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 復(fù)配泡沫劑的研究25-43
• 3.1 前言25
• 3.2 試驗(yàn)部分25-28
• 3.2.1 試驗(yàn)藥品及儀器25-26
• 3.2.2 試驗(yàn)方法26-28
• 3.3 單因素尋優(yōu)試驗(yàn)28-34
• 3.3.1 發(fā)泡劑選擇28-29
• 3.3.2 不同離子類(lèi)型發(fā)泡劑復(fù)配29-31
• 3.3.3 潤(rùn)濕劑選擇31-33
• 3.3.4 穩(wěn)泡劑選擇33-34
• 3.4 均勻復(fù)配試驗(yàn)34-42
• 3.4.1 發(fā)泡高度為指標(biāo)的回歸方程建立35-38
• 3.4.2 接觸角為指標(biāo)的回歸方程建立38-41
• 3.4.3 最優(yōu)復(fù)配方案確定41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 4 表面活性劑在煤塵表面的吸附機(jī)理研究43-65
• 4.1 吸附理論43-44
• 4.2 試驗(yàn)部分44-47
• 4.2.1 試驗(yàn)藥品及儀器44-45
• 4.2.2 固/液界面吸附量的測(cè)定方法45-47
• 4.3 單組分表面活性劑在煤塵表面的吸附47-59
• 4.3.1 SDS在煤塵表面的吸附47-50
• 4.3.2 CAB-35在煤塵表面的吸附50-53
• 4.3.3 OP-10在煤塵表面的吸附53-56
• 4.3.4 PVA在煤塵表面的吸附56-59
• 4.4 多組分表面活性劑在煤塵表面的吸附59-61
• 4.5 吸附機(jī)理61-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 5 煤塵表面吸附的影響因素研究65-77
• 5.1 煤塵粒度對(duì)吸附量的影響65-66
• 5.2 二氧化硅添加量對(duì)吸附量的影響66-67
• 5.3 溶液溫度對(duì)吸附量的影響67-68
• 5.4 pH值對(duì)吸附量的影響68-69
• 5.5 無(wú)機(jī)電解質(zhì)對(duì)吸附量的影響69-70
• 5.6 煤塵工業(yè)分析對(duì)吸附量的影響70-76
• 5.6.1 煤塵水分對(duì)吸附量的影響71-72
• 5.6.2 煤塵灰分對(duì)吸附量的影響72-73
• 5.6.3 煤塵揮發(fā)分對(duì)吸附量的影響73
• 5.6.4 煤塵固定碳對(duì)吸附量的影響73-74
• 5.6.5 多元線性回歸方程的建立74-76
• 5.7 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-84
• 致謝84-85
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果85-86

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