在煤炭工業(yè)中表面活性劑的應(yīng)用是什么?
隨著人們對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)和全球氣候的關(guān)注,煤炭能源的合理利用和節(jié)能減排措施越來越顯得重要,介紹有關(guān)將是非常必要和適時(shí)的。表面活性劑已在煤加工技術(shù)中應(yīng)用了很長一段時(shí)期,但是對(duì)于一些基本現(xiàn)象的基礎(chǔ)研究才剛剛開始。目前,由于能源問題日益緊張,因而促進(jìn)了表面活性劑在煤加工技術(shù)中應(yīng)用的廣泛研究,下面江蘇大堯化工技術(shù)部將與您探討這些應(yīng)用。
1、煤表面的潤濕:低品位煤比高品位煤吸水性大,從而進(jìn)入的極性質(zhì)點(diǎn)也多。礦物質(zhì)與極性液體如水的作用很強(qiáng)烈。因而釋放出較高的浸漬熱。煤用堿腐蝕后,結(jié)構(gòu)顯著松散,硫化試劑浸入的機(jī)會(huì)大大增加。
煤在液體中的潤濕熱可認(rèn)為是煤轉(zhuǎn)化過程中對(duì)該試劑親和性大小的量度。煤潤濕后建立平衡狀態(tài)的速率能用微型量熱計(jì)示蹤測定。
2、煤除塵:利用表面活性劑水溶液改善煤粒的浸潤性對(duì)于煤粉塵的控制具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。非離子表面活性劑,如鄰二甲苯烷基磺酸鈉等在這方面已得到使用。
結(jié)果證明:用Walket潤濕速率實(shí)驗(yàn)測定的潤濕速率主要受溫度煤塵的尺寸組成、以及所用特殊表面活性劑的濃度和分子結(jié)構(gòu)的影響。在10℃--40℃的溫度范圍內(nèi)。潤濕速率隨溫度的升高而增加大致呈線性關(guān)系。同樣,在特定溫度下,潤濕速率隨煤塵平均粒度的增加也呈線性關(guān)系。
3、浮選:采礦過程中得到的煤,混有各種不同顆粒度的粘土。這些粘土很容易從顆粒度大的煤粒表面洗掉,但煤泥中存在一定量的小顆粒煤。泥渣中的這部分煤通常是由泡沫浮選工藝加以回收。這種工藝在很大程度上 依賴于煤中有機(jī)或無機(jī)化合物的不同表面特性。
在煤的泡沫浮選工藝中,泡沫是把空氣通入到煤泥漿中形成的,這樣煤泥漿中含有不純凈的、被除去的極細(xì)煤粒和水。從泥渣或礦石中把煤浮選出來靠的是其表面的可潤濕性和接觸角,該接觸角是固體與氣泡內(nèi)表面接觸產(chǎn)生的夾角。
在浮選工藝中通常使用三種試劑,它們是:(a)浮選促集劑或促進(jìn)劑,(b)改性劑,(c)發(fā)泡劑。浮選促集劑或促進(jìn)劑的作用是促進(jìn)煤粒與氣泡的接觸,即在被浮選的煤粒表面形成一層薄膜,使得煤粒呈疏水性。與此同時(shí),它必須具有選擇性,在不被浮選的煤粒表面不形成薄膜。浮選促集劑或促進(jìn)劑通常是煤油和燃料油。
4、水煤漿:運(yùn)輸問題已成為煤應(yīng)用中的主要困難之一。固含量大于55﹪的微細(xì)煤的含量泥漿,在通常使用的排漿泵運(yùn)輸時(shí)會(huì)很困難,因?yàn)楫?dāng)體系固含量超過5﹪時(shí),水和固體趨向于分離,因而在泵運(yùn)送系統(tǒng)的各個(gè)區(qū)域產(chǎn)生煤的聚集。并且,泥漿的脫水性使泵運(yùn)送系統(tǒng)堵塞和產(chǎn)生滯留。由于水是運(yùn)輸和加工操作過程中成本費(fèi)用的主要貢獻(xiàn)者,同時(shí)在煤氣化時(shí),蒸發(fā)裝置需要大量的熱量。因此,減少水泥漿中水的重量百分?jǐn)?shù)是設(shè)想中的理想方案。
5、煤的脫礦質(zhì):表面活性劑也被用于煤的預(yù)處理以除去無機(jī)成分,并改性煤使得它更適合于再處理,如在低溫下液化等等。在煤/水泥漿中,消除灰份可以減少能量損耗和損失。
用碳?xì)浠衔锏娜槟z液進(jìn)行煤的浮選,可以減少煤的灰份含量。這種方法采用一種由烴油與疏水的W/0乳化劑和親水的表面活性劑制備的乳膠液。該工藝沒有使用大量的聚合物而產(chǎn)生出高產(chǎn)量的低灰份煤。
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