發(fā)布時間：2017-11-06 09:02

  本文關(guān)鍵詞：縮聚改性腐植酸基水煤漿分散劑的合成及應(yīng)用

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【摘要】：我國是一個產(chǎn)煤大國,但煤炭直接燃燒效率低、污染很大,因此如何高效清潔地利用煤炭資源仍是一個丞待解決的社會焦點問題。新型潔凈能源水煤漿兼具流動性與穩(wěn)定性,燃燒過程中煤炭節(jié)約效率較高,同時能夠降低對環(huán)境的危害。水煤漿的制備過程中,分散劑起到極其緊要的作用,其合成原料也在向無毒、環(huán)保的方向發(fā)展。腐植酸是一種具有多種活性官能團(tuán)的天然產(chǎn)物,原材料價格低廉、綠色環(huán)保,對其進(jìn)行改性后用作水煤漿分散劑已逐漸成為該領(lǐng)域的研究熱點。目前,在腐植酸縮聚改性方面的研究較少,主要是通過與甲醛或者磺化丙酮縮合,雖然此種改性可以改善腐植酸相對分子質(zhì)量較小和親水性能較弱的缺點,但是卻沒能提高改性分散劑的吸附性能,其與煤粒之間的吸附結(jié)合仍然是僅僅依靠腐植酸分子中的稠環(huán)結(jié)構(gòu),同時若分散劑的親水性過強(qiáng)也會造成分散劑在煤表面形成很厚的水化膜,降低體系自由水的含量,不利于分散劑發(fā)揮作用,進(jìn)而對水煤漿表觀黏度產(chǎn)生很大影響。針對上述問題,本文向腐植酸分子中引入一種新單體—對氨基苯磺酸鈉。對氨基苯磺酸鈉具有氨基(-NH2)和磺酸基(-SO3Na),分子極性強(qiáng),易與甲醛發(fā)生羥甲基化反應(yīng)。研究表明,對氨基苯磺酸鈉用作單體合成分散劑能夠明顯改善靜電斥力及空間位阻,同時苯環(huán)結(jié)構(gòu)也能夠增加分散劑與煤粒之間的吸附活性位點,提高吸附量。本文在對腐植酸純化和磺甲基化之后,與對氨基苯磺酸鈉、甲醛通過縮聚反應(yīng)合成腐植酸-對氨基苯磺酸鈉縮聚物(HBF)；為進(jìn)一步降低腐植酸分子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,以磺甲基化腐植酸為原料,將其與對氨基苯磺酸鈉、尿素、甲醛經(jīng)由縮聚反應(yīng)合成腐植酸-對氨基苯磺酸鈉-尿素縮聚物(HBUF)。對兩種產(chǎn)物的合成工藝進(jìn)行優(yōu)化,并采用紅外光譜、熱重、DSC及GPC等儀器對其結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性進(jìn)行分析。以彬長煤為樣煤制備水煤漿,將兩種分散劑分別與磺化腐植酸-甲醛-磺化丙酮縮聚物(SHA)、磺化腐植酸-磺化丙酮-尿素-甲醛縮聚物(SHUA)進(jìn)行性能對比,探究水煤漿漿體表觀黏度、流變性、吸附及穩(wěn)定性等參數(shù)的變化。結(jié)果表明,HBF水煤漿分散劑的最佳添加量為0.5 wt%,此時可達(dá)到的最低黏度為633 mPa·s,最高制漿濃度為67.7 wt%,放置7天后的析水率為4.65%,飽和吸附量為3.91 mg/g; SHA水煤漿分散劑的最佳添加量為0.3 wt%,此時可達(dá)到的最低黏度為707 mPa·s,最高制漿濃度為66.8 wt%,放置7天后的析水率為5.29%,飽和吸附量為3.55 mg/g；則HBF分散劑性能較好。HBUF水煤漿分散劑的最佳添加量為0.45 wt%,此時可達(dá)到的最低黏度為552 mPa·s,最高制漿濃度為68.2 wt%,放置7天后的析水率為4.41%,飽和吸附量為4.09 mg/g; SHUA水煤漿分散劑的最佳添加量為0.25 wt%,此時可達(dá)到的最低黏度為619.5 mPa·s,最高制漿濃度為67.4 wt%,放置7天后的析水率為4.85%,飽和吸附量為3.86 mg/g；則HBUF分散劑性能更優(yōu)異。最后,本文對兩種腐植酸縮聚改性產(chǎn)物與煤/水界面性質(zhì)及吸附機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果表明,HBUF分散劑中引入對氨基苯磺酸鈉,分子中的苯環(huán)及各種雜環(huán)結(jié)構(gòu)與煤緊密結(jié)合,親水性官能團(tuán)伸入水中,大幅度降低煤的憎水性質(zhì)；小分子尿素的引入能夠進(jìn)一步減弱腐植酸分子剛性,分子鏈易折疊形成緊密吸附,同時折疊鏈有利于擴(kuò)大空間位阻,分散穩(wěn)定性能優(yōu)于HBF分散劑。
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ536;O636.9

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1 路全忠,劉冬梅;水煤漿技術(shù)在呼和浩特市應(yīng)用的可能性分析[J];內(nèi)蒙古環(huán)境保護(hù);2000年01期

2 付貴祥,李新元;水煤漿技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展與研究[J];水力采煤與管道運(yùn)輸;2000年04期

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5 亞荻;水煤漿[J];福建能源開發(fā)與節(jié)約;2001年02期

6 王柱勇,李燕君,張明;中國水煤漿技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化建議[J];潔凈煤技術(shù);2001年01期

7 林菁,陳柏杭;水煤漿代油的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析[J];能源技術(shù);2001年06期

8 淑云;水煤漿技術(shù)推廣研討會召開[J];煤炭加工與綜合利用;2001年03期

9 張蓮蓮;山西水煤漿何時走俏市場?[J];山西能源與節(jié)能;2001年04期

10 郭俊秀;發(fā)展水煤漿的前景及存在的問題[J];同煤科技;2001年04期

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1 朱書全;;我國水煤漿制備技術(shù)開發(fā)[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會文集[C];2000年

2 楊文學(xué);;高效、節(jié)能、環(huán)保的21世紀(jì)新能源水煤漿[A];2006第三屆全國染整清潔生產(chǎn)、節(jié)水節(jié)能、降耗新技術(shù)交流會論文集[C];2006年

3 孫素敏;陳暢;曹佩文;;淺談水煤漿技術(shù)及其應(yīng)用[A];2013東升數(shù)碼杯節(jié)能減排與印染新技術(shù)交流會資料集[C];2013年

4 陳暢;曹佩文;;淺談水煤漿技術(shù)及應(yīng)用[A];2009全國染整行業(yè)節(jié)能減排新技術(shù)研討會論文集[C];2009年

5 朱志軍;許建軍;楊威;;淺析水煤漿技術(shù)及其應(yīng)用[A];2010中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集(第四卷)[C];2010年

6 張榮曾;;水煤漿在中國能源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展中的地位[A];發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，，提高煤炭企業(yè)競爭力學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2001年

7 ;水煤漿技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用及發(fā)展前景[A];第五次全國煤炭科學(xué)技術(shù)大會文集匯編[C];2001年

8 朱紅;孫正貴;齊祥明;;油基油水煤漿的穩(wěn)定性[A];中國顆粒學(xué)會2002年年會暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會會議論文集[C];2002年

9 王柱勇;蔣煜;王忠江;;當(dāng)前水煤漿產(chǎn)業(yè)化中應(yīng)注意的問題[A];2005年中國鎂鹽生產(chǎn)節(jié)能降耗、利用新能源高峰研討會論文集[C];2005年

10 朱書全;;水煤漿成套技術(shù)[A];2005年中國鎂鹽生產(chǎn)節(jié)能降耗、利用新能源高峰研討會論文集[C];2005年

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1 謝中設(shè) 王寧勇;解燃“煤”之急的水煤漿遭冷遇[N];中國化工報;2004年

2 本報記者 丁品;水煤漿：前景廣闊的清潔替代燃料[N];中國環(huán)境報;2004年

3 本報記者 李春霞;水煤漿市場有多大[N];中國煤炭報;2000年

4 顧耀武　劉強(qiáng);水煤漿鍋爐再掀節(jié)能巨瀾[N];經(jīng)理日報;2005年

5 本報記者 柯寧;大同水煤漿的“博奕”[N];山西經(jīng)濟(jì)日報;2002年

6 記者 李衛(wèi)中 桑廣慶;水煤漿技術(shù)開發(fā)商機(jī)無限[N];山西經(jīng)濟(jì)日報;2004年

7 本報記者 明貴棟;山西：水煤漿成為資源轉(zhuǎn)型接替產(chǎn)業(yè)[N];中國工業(yè)報;2007年

8 本報記者 姜艷萍 馬洪香;節(jié)能減排水煤漿技術(shù)方興未艾[N];聯(lián)合日報;2007年

9 明貴棟;山西：水煤漿成為資源轉(zhuǎn)型接替產(chǎn)業(yè)[N];山西經(jīng)濟(jì)日報;2007年

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1 謝東;水煤漿流變特性及其檢測技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2010年

2 吳曉華;聚丙烯酸系列水煤漿添加劑的合成及應(yīng)用機(jī)理研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2009年

3 翁衛(wèi)國;水煤漿代油清潔燃燒的研究及工業(yè)應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2006年

4 崇立芹;印染廢水水煤漿制備及其污染排放特性的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2009年

5 宋金梅;水煤漿用木質(zhì)素添加劑改性研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

6 丁寧;410T/h高長寬比、六角切圓水煤漿、重油兩用電站鍋爐動力、燃燒特性的數(shù)值模擬和試驗研究[D];浙江大學(xué);2005年

7 朱軍峰;梳型聚羧酸鹽分散劑化學(xué)結(jié)構(gòu)與水煤漿流變相關(guān)性及與煤作用機(jī)理研究[D];陜西科技大學(xué);2012年

8 李俊國;腐殖酸基水煤漿分散劑的合成、性能及其作用機(jī)理研究[D];陜西科技大學(xué);2014年

9 李艷昌;煤炭成漿特性的非線性理論和波能量改性機(jī)理的研究[D];浙江大學(xué);2007年

10 孟德潤;大型電站鍋爐水煤漿再燃降低NOx排放的試驗研究及數(shù)值模擬[D];浙江大學(xué);2007年

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1 葉申柱;剪切技術(shù)在水煤漿超細(xì)分散中的應(yīng)用研究[D];江南大學(xué);2008年

2 李湘臨;水煤漿環(huán)保實業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];天津大學(xué);2007年

3 葛磊;兩性離子型腐殖酸基接枝共聚物水煤漿分散劑的合成、性能及其作用機(jī)理研究[D];陜西科技大學(xué);2015年

4 賈宇榮;磺化腐植酸系水煤漿分散劑的合成與性能研究[D];陜西科技大學(xué);2015年

5 陳蒙;淀粉接枝共聚物水煤漿分散劑的制備及性能[D];陜西科技大學(xué);2015年

6 李學(xué)萍;寧夏不黏煤制備水煤漿的技術(shù)研究[D];寧夏大學(xué);2015年

7 林嬌艷;分散劑對煤表面特性作用機(jī)理及其與成漿關(guān)系的研究[D];浙江大學(xué);2016年

8 錢呈浩;油田注汽鍋爐水煤漿項目應(yīng)用與研究[D];浙江大學(xué);2016年

9 魏燕芳;快速加氫煤焦通過配煤及水熱處理制備高性能水煤漿的研究[D];華東理工大學(xué);2016年

10 孟奎;一類兩親梳型共聚物分散劑SMASS的合成及其對水煤漿流變性能的影響[D];華東理工大學(xué);2016年

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