表面活性剂与煤尘润湿性能的实验研究

表面活性剂与煤尘润湿性能的实验研究

水雾是有效的预防矿内煤机污染的手段，在采矿和运输区得到了广泛应用。11.1实验材料1.1.1所需的煤炭样品和分布煤样及分布见表1。1.1.2必要的试剂试剂及规格见表2。1.1.3实验设备和设备粉碎机、标准分样筛、干燥箱、电子天平、比色管、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管、容量瓶等。1.2实验方法1.2.1烷基糖苷的合成现将煤块粉碎煤粉,并将其装入写有标签的密封袋中,储存备用。分别将十二烷基苯磺酸钠,十二烷基硫酸钠,月桂酰胺丙基甜菜碱,月桂酰胺丙基氧化胺,α-烯基磺酸钠,咪唑啉,改性烷基糖苷,椰油酰胺丙基氧化胺,椰油酰胺丙基甜菜碱,十二烷基氧化胺配置成浓度为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的所需溶液。1.2.2煤尘润湿时间实验测定取粒径为150目的煤样,放于表面皿上。再将其放入干燥箱,设置温度为50℃,干燥12h。将配制好的溶液分别依次倒入50mL比色管中,将比色管标号为1-8,用胶头滴管分别将每个比色管里的气泡去除。用电子天平称取0.1g煤粉,将煤粉通过漏斗迅速倒入1-8号比色管中,同时开始计时,记录煤尘完全被浸润的时间。对煤尘润湿时间实验数据进行分析。根据润湿时间的快慢,得出表面活性剂润湿性能的优劣和表面活性剂的最佳润湿浓度。22.1煤尘润湿时间和润湿效率的测定由图1可知,大部分煤种的润湿性随着表面活性剂浓度的增加,润湿性能逐渐变优。在0.2%的浓度下,所有煤的润湿性能最差,润湿时间基本处于20～70min,当浓度为1.0%时,煤尘的润湿时间基本都在1min之内。十二烷基苯磺酸钠对肥煤、焦煤的润湿效果最差,对无烟煤、不粘煤、气肥煤效果较好。2.2多煤阶在不同浓度时润湿时间的变化由图2可知,十二烷基硫酸钠对不同煤种润湿性能较好,润湿时间较短。而对于褐煤来说,浓度位于0.2%时润湿时间反而最短。十二烷基硫酸钠对于各种煤的润湿时间基本都在15s以内,故润湿性对八种煤的效果都很好。2.3多煤种润湿时间及润湿性能指标技术由图3可知,月桂酰胺丙基甜菜碱对不同煤种的润湿性能一般,润湿时间较长。大部分煤种的润湿时间大多在2-8min,润湿性能较差。而无烟煤、长焰煤、褐煤的润湿时间大约在20s内,可以考虑月桂酰胺丙基甜菜碱作为降尘剂。2.4湿时间的确定由图4可知,月桂酰胺丙基氧化胺对不同煤种润湿性能较好,润湿时间较短。大部分煤种在1.0%浓度下的润湿时间都在7s内,月桂酰胺丙基氧化胺的润湿性能很好。而月桂酰胺丙基氧化胺对于肥煤的润湿性能较差,润湿时间基本在15min左右。2.5煤种湿快干煤种润湿性能由图5可知,α-烯基磺酸钠对不同煤种润湿性能较好,润湿时间较短。对于大部分煤种在不同浓度的润湿性能都较好,在1.0%浓度下基本上润湿时间都在10s下。但对于焦煤来说,α-烯基磺酸钠的润湿性能一般,相对润湿时间较长。2.6多煤阶在不同浓度下的润湿性能由图6可知,咪唑啉对不同煤种润湿性能较好,润湿时间较短。对大部分煤种在不同浓度下润湿性能都较佳,基本时间都处于1min左右,随着浓度增加,时间逐渐缩短在10s左右。但对于肥煤和焦煤的润湿性能较差,润湿时间较长。2.7煤种湿能均极电导湿由图7可知,改性烷基糖苷对所有煤种的润湿性能都极佳,润湿时间短,对所有煤种在不同浓度下的润湿性能都极佳,基本都位于2-10s左右。在选择降尘剂时可优先选择。2.8多煤阶在不同浓度时的润湿结果由图8可知,椰油酰胺丙基氧化胺对不同煤种润湿性能一般,在浓度为1.0%时达到最快,大部分润湿时间在1min30s以内。但对于焦煤,椰油酰胺丙基氧化胺的润湿性能较差,对于肥煤,其润湿性能一般。对于无烟煤,润湿性能最好。2.9多煤阶在不同浓度表面活性剂的润湿结果由图9可知,椰油酰胺丙基甜菜碱对不同煤种的润湿性能较差,润湿时间随着表面活性剂浓度的增加逐渐变短,对于肥煤和焦煤的润湿时间较长,几乎不能完全被浸润。2.10对煤的电导率,有三大烷基氧化胺润湿性能由图10可知,十二烷基氧化胺对不同煤种润湿性能一般,大部分润湿时间在90s以内。但对于肥煤和焦煤来说,十二烷基氧化胺的润湿性能较差。结合实验数据,根据煤尘在十种表面活性剂中实验现象分析,可以看出改性烷基糖苷、α-烯基磺酸钠、十二烷基硫酸钠对大部分煤的润湿性能较好,可以考虑做矿内降尘剂。3煤炭润湿试剂的筛选根据一系列的实验,对实验数据进行了横向和纵向的对比,比较煤尘完全浸润液体的时间,得出了每种煤最佳的润湿试剂及试剂浓度。(1)褐煤改性烷基糖苷0.8%、月桂酰胺丙基氧化胺1.0%、十二烷基硫酸钠0.2%、α-烯基磺酸钠1.0%、咪唑啉1.0%。(2)酰氯的基糖苷、苯磺酸、水桂酰胺丙基甜菜碱、苯磺酸钠等酰氯化反应酰氯化反应磺酰胺1.月桂酰胺丙基氧化胺1.0%、改性烷基糖苷1.0%、十二烷基硫酸钠1.0%、咪唑啉1.0%、α-烯基磺酸钠1.0%、月桂酰胺丙基甜菜碱0.8%。(3)未粘煤改性烷基糖苷0.8%、十二烷基硫酸钠1.0%、α-烯基磺酸钠1.0%、月桂酰胺丙基氧化胺1.0%、咪唑啉1.0%。(4)煤气机月桂酰胺丙基氧化胺1.0%、改性烷基糖苷0.8%、十二烷基硫酸钠1.0%、α-烯基磺酸钠1.0%、咪唑啉1.0%。(5)化肥改性烷基糖苷0.8%、十二烷基硫酸钠1.0%、α-烯基磺酸钠1.0%、十二烷基苯磺酸钠1.0%。(6)煤气肥改性烷基糖苷1.0%、α-烯基磺酸钠1.0%、十二烷基硫酸钠1.0%、月桂酰胺丙基氧化胺1.0%、咪唑啉1.0%。(7)焦焦改性烷基糖苷1.0%、月桂酰胺丙基氧化胺1.0%、十二烷基硫酸钠1.0%。(8)月桂酰胺丙基α-烯基磺酸钠1.0