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煤沥青水浆的制备及影响规律的研究

燃料化学学报 2011年第7期39卷 501-506页

作者：李兴王灿常宏宏魏文珑王志忠太原理工大学化学化工学院山西太原030024

以中温煤沥青为原料,经冷冻粉碎后制得具有一定粒径级配的煤沥青粉,加入适量分散剂和水在高速搅拌下制备煤沥青水浆。结果表明,JL-C01中裂乳化剂是制备煤沥青水浆的优良分散剂,在此基础上进一步考察了分散剂用量及浆体浓度对煤沥青成浆... 详细信息

以中温煤沥青为原料,经冷冻粉碎后制得具有一定粒径级配的煤沥青粉,加入适量分散剂和水在高速搅拌下制备煤沥青水浆。结果表明,JL-C01中裂乳化剂是制备煤沥青水浆的优良分散剂,在此基础上进一步考察了分散剂用量及浆体浓度对煤沥青成浆性、煤沥青水浆流变性及稳定性的影响。结果表明,最大成浆浓度为70%;在分散剂用量相同的条件下,煤沥青水浆的表观黏度随浆体浓度的增大呈先减小后增大趋势;不同浓度煤沥青水浆的表观黏度均随剪切速率的增加而呈下降趋势;同一剪切速率下,表观黏度随煤沥青水浆浓度的增大而增加,煤沥青水浆属于假塑性流体,当煤沥青水浆浓度为69%时其流变性最佳。分散剂用量相同时,煤沥青水浆的稳定性随浆体浓度的增大呈下降趋势,浆体浓度达到70%时,稳定天数可达21d。参照水煤浆标准GB/T18856-2002,对煤沥青水浆进行了分析,所测项目中低位发热量达水煤浆Ⅰ级标准、灰分达水煤浆Ⅰ级标准、硫分达水煤浆Ⅱ级标准、挥发分达水煤浆Ⅰ级标准。

关键词：煤沥青煤沥青水浆成浆性流变性稳定性

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煤沥青水浆制备原理及研究进展

煤炭科学技术 2012年第2期40卷 121-124页

作者：魏文珑刘灵峰李兴李彦威常宏宏太原理工大学化学化工学院山西太原030024 中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室山西太原030001

针对我国目前煤沥青产量大但有效利用率低的现状,通过采用冷冻粉碎制得煤沥青粉,再添加合适分散剂制备具有与水煤浆类似性质的煤沥青水浆。结合水煤浆的研究结果,分析了分散剂在煤沥青水浆制备中作用原理,并对煤沥青水浆的研究情况及制... 详细信息

针对我国目前煤沥青产量大但有效利用率低的现状,通过采用冷冻粉碎制得煤沥青粉,再添加合适分散剂制备具有与水煤浆类似性质的煤沥青水浆。结合水煤浆的研究结果,分析了分散剂在煤沥青水浆制备中作用原理,并对煤沥青水浆的研究情况及制备过程中的影响因素进行了分析总结。在此基础上指出了煤沥青水浆的研究方向。

关键词：煤沥青粉煤沥青水浆分散剂水煤浆冷冻粉碎技术

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改性木质素磺酸钠在煤沥青水浆中的性能研究

化学工程 2024年第3期52卷 72-77,83页

作者：张康张瑞宁程晓亮陈志刚周雷王晨陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室陕西西安710021 中国石油长庆油田分公司西安长庆化工集团有限公司陕西西安710018 中国石油长庆油田分公司第三采气厂内蒙古鄂尔多斯017300

为提高煤沥青利用率,以LS(木质素磺酸钠)为主要原料,经磺甲基化和缩合反应后合成MLS(改性木质素磺酸钠)分散剂,用于制备煤沥青水浆。采用FTIR(红外光谱)、XRD(X射线衍射)和表面张力分析了MLS的结构及性质,采用响应曲面法考察其最佳制备... 详细信息

为提高煤沥青利用率,以LS(木质素磺酸钠)为主要原料,经磺甲基化和缩合反应后合成MLS(改性木质素磺酸钠)分散剂,用于制备煤沥青水浆。采用FTIR(红外光谱)、XRD(X射线衍射)和表面张力分析了MLS的结构及性质,采用响应曲面法考察其最佳制备条件,并研究浆体的分散稳定性。结果表明MLS分散剂的最佳制备条件为:磺甲基化试剂质量分数12%,甲醛质量分数18%,尿素质量分数10%,反应温度80℃,反应时间4 h。当MLS质量分数为0.5%时,最大制浆质量分数达到54.83%,而LS的最大制浆质量分数仅为51.44%。且MLS分散剂制备的浆体,属于屈服假塑性流体,符合Herschel-Bulkley模型,屈服应力较小。静置5 d后,LS和MLS制备的浆体析水率分别为3.45%和2.30%,说明MLS的降黏增稳能力较强,利于提高煤沥青水浆的工业应用。

关键词：改性木质素磺酸钠响应曲面法煤沥青水浆

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三种水质对煤沥青水浆制备及性质的影响

煤炭转化 2014年第4期37卷 47-49,73页

作者：辛宪耀李兴常宏宏魏文珑辽宁工程技术大学安全科学与工程学院山西晋城煤业集团通风处山西晋城048000 太原理工大学化学化工学院

以中温煤沥青为原料,采用冷冻粉碎方法制得具有一定粒度级配的煤沥青粉后,再加入适量分散剂与去离子水、自来水和焦化废水分别制备煤沥青水浆.考察了分散剂用量与煤沥青水浆流变性的关系,并对分散剂在煤沥青表面的吸附和Zeta电位进行了... 详细信息

以中温煤沥青为原料,采用冷冻粉碎方法制得具有一定粒度级配的煤沥青粉后,再加入适量分散剂与去离子水、自来水和焦化废水分别制备煤沥青水浆.考察了分散剂用量与煤沥青水浆流变性的关系,并对分散剂在煤沥青表面的吸附和Zeta电位进行了研究.研究表明,三种水均能制得浆体浓度为70%的煤沥青水浆,且浆体的表观黏度均随剪切速率的增加呈下降趋势.由去离子水、自来水和焦化废水制得煤沥青水浆的低位发热量、挥发分和灰分均达水煤浆Ⅰ级标准,硫分达Ⅱ级标准.三种水的分散剂溶液在煤沥青表面的吸附量和Zeta电位均随分散剂浓度的增加呈增大趋势,当分散剂浓度达到一定值后继续增加分散剂的浓度,吸附量和Zeta电位稍有下降,且吸附量和Zeta电位达到最大时对应的分散剂浓度基本相同.

关键词：煤沥青煤沥青水浆去离子水自来水焦化废水

两性聚羧酸煤沥青水浆分散剂的制备与性能研究

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应用化工 2022年第8期51卷 2215-2221,2226页

作者：王晨侯妍曹红燕王婷婷周雷张康陕西科技大学陕西省轻化工助剂重点实验室陕西西安710021 西安长庆化工集团有限公司陕西西安710021

采用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)及烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)作为反应单体,通过自由基聚合反应制备了两性聚羧酸分散剂(AAD),将其用于制备煤沥青水浆。考察了AAD分散剂的最佳制备条件,并研究了分... 详细信息

采用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)及烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)作为反应单体,通过自由基聚合反应制备了两性聚羧酸分散剂(AAD),将其用于制备煤沥青水浆。考察了AAD分散剂的最佳制备条件,并研究了分散剂对煤沥青水浆成浆性、流变性、稳定性的影响。结果表明,当n(AMPS)∶n(APEG)=10∶1,DMC用量为AMPS和APEG总质量的5%,KPS用量为反应物总质量的7%,反应温度80℃,反应时间3 h时,制备的AAD分散剂具有最佳的性能,并且其具有良好的分散增稳能力,利于提高煤沥青水浆的工业应用。

关键词：两性聚羧酸响应曲面法煤沥青水浆分散剂

分散剂与煤沥青的相互作用及其对煤沥青水浆制备的影响

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分散剂与煤沥青的相互作用及其对煤沥青水浆制备的影响

作者：张鹏太原理工大学

学位级别：硕士

鉴于我国富煤、贫油、少气的资源现状,煤炭的高效利用成为一个重要的课题。煤沥青是煤焦化过程的主要产物,其产量大,但利用率不高,严重影响了煤炭资源的综合利用效率,解决煤沥青的利用问题可以间接缓解我国的能源危机。煤沥青直接燃烧... 详细信息

鉴于我国富煤、贫油、少气的资源现状,煤炭的高效利用成为一个重要的课题。煤沥青是煤焦化过程的主要产物,其产量大,但利用率不高,严重影响了煤炭资源的综合利用效率,解决煤沥青的利用问题可以间接缓解我国的能源危机。煤沥青直接燃烧效率不高,而且会造成环境污染,煤沥青油浆和乳化沥青的出现在一定程度上缓解了这个问题。本课题组借鉴水煤浆技术提出了煤沥青水浆的概念,即利用煤沥青粉、水和分散剂制备出的一种流动性和稳定性良好的浆体燃料。本文利用元素分析、工业分析、SEM-EDS分析和XPS分析等手段对煤沥青的组成和表面性质进行研究,以期了解煤沥青的元素组成、表面形貌以及表面官能团分布等性质。在对葸醌-2-磺酸钠(简称NA)、乙萘磺酸钠(简称SN)、十二烷基苯磺酸钠(简称SDBS)、十二烷基硫酸钠(简称SDS)、十八烷基三甲基氯化铵(简称STAC)、十六烷基二甲基苄基氯化铵(简称HDBAC)、十六烷基三甲基氯化铵(简称CTAC)、苯基三甲基氯化铵(简称PTAC)、四甲基氯化铵(简称TMAC)和JL-C01中裂乳化剂等分散剂的表面活性进行研究的基础上,采用座滴法测定分散剂溶液在煤沥青表面的接触角,并通过铺展系数和粘附功公式计算出不同分散剂体系的铺展系数和粘附功,以此评价分散剂溶液在煤沥青表面的润湿性和粘附性,并探讨了润湿体系与Zisman理论的符合关系。采用紫外分光光度法考察了STAC、CTAC和HDBAC三种季铵盐阳离子分散剂在煤沥青表面的吸附及Zeta电位。将上述分散剂用于煤沥青水浆的制备,以期筛选得到可用于制备煤沥青水浆的优良分散剂。结果表明,煤沥青的主要组成元素为C,含量在90%以上,表面官能团主要以芳香烃为主,且其表面为疏水表面。实验所用分散剂均可降低溶液的表面张力,直链类分散剂的表面活性比稠环类分散剂好,即降低表面张力的能力强。润湿性研究结果表明,直链类分散剂在煤沥青表面的润湿性比稠环类分散剂好,而粘附功则小于稠环类分散剂,JL-C01中裂乳化剂的润湿性能与直链类分散剂接近。实验所用分散剂在煤沥青表面的润湿均符合Zisman理论。HDBAC在煤沥青表面的吸附量大于STAC和CTAC, CTAC的吸附量在三种分散剂中最小,STAC居中。HDBAC与煤沥青体系的Zeta电位在三种分散剂中最高,CTAC最小,STAC居中。三种分散剂中仅STAC能用于制备煤沥青水浆。结合润湿、吸附、Zeta电位和制浆效果的研究结果可知,STAC在煤沥青表面的吸附量和Zeta电位均介于HDBAC和CTAC之间,且HDBAC和CTAC都不能用于制备煤沥青水浆,说明分散剂在煤沥青表面的润湿、吸附、电位和制浆之间存在一定的匹配规律。STAC可用于制备流动性好的煤沥青水浆,当分散剂STAC的用量一定时,煤沥青水浆的表观粘度随浆体浓度的增大呈现增大的趋势。当浆体浓度一定时,表观粘度随分散剂用量的增加也呈现增大趋势。煤沥青水浆的表观粘度随剪切速率的增大呈现下降趋势,说明制得的煤沥青水浆属于假塑性流体。在研究范围内,浆体浓度为66%、67%和分散剂用量为1.2%、1.4%的煤沥青水浆的流变性最好。

关键词：煤沥青煤沥青水浆分散剂润湿吸附 Zeta电位

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新型煤沥青水浆制备技术的基础研究

新型煤沥青水浆制备技术的基础研究

作者：张军山东科技大学

学位级别：硕士

借鉴水煤浆技术开发的煤沥青水浆作为一种新型燃料，它具有燃烧效率高、产生灰分少，环保性强的优点。论文将从以下五个方面进行试验研究：1．通过测定多种分散剂对煤沥青的成浆性能，并与一种自制的分散剂进行对比，探讨各种分散剂用... 详细信息

借鉴水煤浆技术开发的煤沥青水浆作为一种新型燃料，它具有燃烧效率高、产生灰分少，环保性强的优点。论文将从以下五个方面进行试验研究：1．通过测定多种分散剂对煤沥青的成浆性能，并与一种自制的分散剂进行对比，探讨各种分散剂用量以及分散剂复配对煤沥青水浆成浆浓度、粘度的影响规律;2．探讨不同的加料方式和磨矿工艺对煤沥青水浆粘度及产品粒度的影响，研究在两种分散剂的作用下煤沥青磨矿动力学，建立动力学方程;3．通过实验研究不同稳定剂对煤沥青水浆稳定性的影响，分析与评价各种稳定剂在煤沥青水浆中的作用;4．合成三种煤沥青水浆专用分散剂，优化制备工艺条件，分析有关工艺条件和因素对分散剂性能的影响;5．通过对煤水浆、高温煤沥青水浆、中温煤沥青水浆及其干粉的热失重曲线分析和模拟表征，评价其燃烧性能，比较燃烧效果，并从理论上对各因素作了初步分析。实验结果表明，添加合适的分散剂，莱芜中温煤沥青具有良好的成浆性能;萘系磺酸盐甲醛缩和物和磺化三聚氰胺甲醛化合物具有优越的分散性能;合理地分批加入煤沥青原料、分散剂和水，并结合分散剂的复配效果，可以制备出流动性好、粘度低、高浓度的煤沥青水浆;通过磨矿试验研究，建立了煤沥青分别在分散剂MC和AZMN作用下的磨矿动力学方程式：R(t)=100exp[-(0.0244et] R(t)=100exp[-(0.026et];煤沥青水浆稳定性试验结果还表明，在煤沥青水浆中添加0.1-0.2％的非离子性表面活性剂OP-10或吐温-80有助于形成“静塑体”结构，解决了水浆的稳定性问题;煤沥青水浆燃烧特性的热分析实验也证实中温煤沥青水浆在燃烧效果上的优越性。

关键词：煤沥青水浆分散剂稳定剂磨矿动力学清洁燃料

在外加电解质对煤沥青水浆性质的影响及规律研究

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在外加电解质对煤沥青水浆性质的影响及规律研究

作者：范淑萍太原理工大学

学位级别：硕士

煤沥青是煤焦油蒸馏提取馏分后的残留物,约占煤焦油的50%～60%,除用于制备电极沥青、道路沥青和建筑材料防腐外,还可用作燃料。以煤沥青粉为原料,借鉴成熟的水煤浆和油煤浆技术而开发的煤沥青水浆和煤沥青油浆是新型的浆体燃料。本文主... 详细信息

煤沥青是煤焦油蒸馏提取馏分后的残留物,约占煤焦油的50%～60%,除用于制备电极沥青、道路沥青和建筑材料防腐外,还可用作燃料。以煤沥青粉为原料,借鉴成熟的水煤浆和油煤浆技术而开发的煤沥青水浆和煤沥青油浆是新型的浆体燃料。本文主要内容包括:(1)在煤沥青水浆制备过程中分别加入NaCl、CaCl2、AlCl3、Na2SO4、Na3PO4,研究外加电解质对煤沥青水浆的性质、分散剂在煤沥青表面的吸附特性和煤沥青表面的电化学性质的影响;(2)以煤沥青粉和重油为原料,研究煤沥青油浆的制备及影响规律。对于按级配1和级配2制得的煤沥青水浆,随Na3PO4溶液浓度的增大,煤沥青水浆的表观粘度一直呈上升趋势;对于按级配1制得的煤沥青水浆,随AlCl3和Na2SO4溶液浓度的增大,煤沥青水浆的表观粘度呈先下降后上升的趋势;其余情况下,煤沥青水浆的表观粘度均呈先上升后下降的趋势。对于按级配1和级配2制得的煤沥青水浆,电解质的加入都可使浆体的流变性和稳定性得到提高。从总体趋势分析,不论有无外加电解质,按级配2制得的煤沥青水浆的成浆性,流变性和稳定性均好于相应的按级配1制得的煤沥青水浆。随着分散剂浓度的增加,分散剂在煤沥青表面的吸附量增大到最大值后呈缓慢下降趋势。对于级配1的煤沥青粉,NaCl、CaCl2、AlCl3的加入都可使分散剂在煤沥青表面的吸附量增大,且三者的影响依次增强;Na2SO4、Na3PO4的加入均使分散剂在煤沥青表面的吸附量先增大后减小。对于级配2的煤沥青粉,NaCl的加入使分散剂在煤沥青表面的吸附量减小;Na2SO4的加入使分散剂在煤沥青表面的吸附量增大;CaCl2、AlCl3、Na3PO4的加入均使分散剂在煤沥青表面的吸附量先增大后减小。不论有无外加电解质,分散剂在级配2煤沥青粉表面的吸附量大于级配1。随着分散剂浓度的增加,煤沥青表面的Zeta电位增大到最大值后呈缓慢下降趋势。外加电解质对煤沥青表面Zeta电位的影响规律与对煤沥青水浆表观粘度的影响规律相反。煤沥青油浆的表观粘度和恩氏粘度都随着温度的升高而降低。对于表观粘度和恩氏粘度,在温度较低时,浓度对粘度的影响较大;而在温度较高时,浓度对粘度的影响较小。煤沥青粉添加量对煤沥青油浆的流变性影响不大,总体上接近于牛顿流体的流变行为;仅当煤沥青粉添加量为14%和16%时,煤沥青油浆呈现一定的“剪切稀化”流变行为。随着煤沥青粉添加量的增加,煤沥青油浆的低位发热量呈先减小后增大的趋势,当煤沥青粉添加量达到14%和16%时,煤沥青油浆的低位发热量较180#重油的低位发热量高。

关键词：煤沥青水浆电解质吸附量 Zeta电位煤沥青油浆

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两种分散剂对煤沥青水浆制备过程的影响研究

两种分散剂对煤沥青水浆制备过程的影响研究

作者：刘灵峰太原理工大学

学位级别：硕士

煤沥青是煤焦油加工过程中的最大宗产品,其产率约为煤焦油的50%～60%。国内外对煤沥青的研究主要包括炭材料和耐火材料粘结剂、浸渍剂沥青、碳纤维、煤沥青针状焦、筑路、建筑材料等。随着我国煤化工产业的发展,煤焦油加工的研究已成为... 详细信息

煤沥青是煤焦油加工过程中的最大宗产品,其产率约为煤焦油的50%～60%。国内外对煤沥青的研究主要包括炭材料和耐火材料粘结剂、浸渍剂沥青、碳纤维、煤沥青针状焦、筑路、建筑材料等。随着我国煤化工产业的发展,煤焦油加工的研究已成为一个新的热点,研究与拓展煤沥青的高附加值利用既有重要的经济价值,也有重要的社会意义。本研究根据煤沥青的低温脆性,采用在橡胶、食品和中草药等行业广泛应用的冷冻粉碎技术,制得煤沥青粉后,再添加合适的分散剂制备煤沥青水浆。在前期研究的基础上,进一步扩大范围对分散剂进行筛选,重点选择HDBAC、STAC两种阳离子表面活性剂用于煤沥青水浆的制备,考察了两种分散剂对煤沥青成浆性、煤沥青水浆流变性和稳定性的影响,研究了分散剂溶液在煤沥青表面的吸附作用及其对分散体系Zeta电位的影响,并通过测定不同分散剂溶液在煤沥青表面的接触角来判断分散剂对煤沥青的润湿性。结果表明,以HDBAC和STAC为分散剂均能制得符合要求的煤沥青水浆,且HDBAC的作用效果比STAC好;分散剂用量一定时,煤沥青水浆的表观粘度随浆体浓度的增大而增大,以HDBAC和STAC为分散剂,煤沥青的最大成浆浓度均可达70%;由HDBAC和STAC制得的浆体的表观粘度均随剪切速率的增大均呈下降趋势,具有良好流变性,同时也说明煤沥青水浆为假塑性流体;煤沥青水浆的稳定性均随保存时间的延长而逐渐变差;随着分散剂用量的增加,煤沥青表面分散剂的吸附量和Zeta电位总体呈增大的趋势;分散剂的加入能有效降低水在煤沥青表面的接触角,进而有利于形成稳定的分散体系。

关键词：煤沥青煤沥青粉煤沥青水浆十八烷基三甲基氯化铵十六烷基二甲基苄基氯化铵