新型煤沥青水浆制备技术的基础研究

分类号：TQ517.2密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文新型煤沥青水浆制备技术的新型煤沥青水浆制备技术的新型煤沥青水浆制备技术的新型煤沥青水浆制备技术的基础研究基础研究基础研究基础研究张军申请学位级别：硕士学位专业名称：矿物加工工程指导教师姓名：王力职称：教授山东科技大学二零零七年五月论文题目：论文题目：论文题目：论文题目：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姓名：作者姓名：作者姓名：作者姓名：张军入学时间：入学时间：入学时间：入学时间：2004年9月专业名称：专业名称：专业名称：专业名称：矿物加工工程研究方向：研究方向：研究方向：研究方向：资源综合利用资源综合利用资源综合利用资源综合利用指导教师：指导教师：指导教师：指导教师：王力职职职职称：称：称：称：教授论文提交日期：论文提交日期：论文提交日期：论文提交日期：2007年5月论文答辩日期：论文答辩日期：论文答辩日期：论文答辩日期：2007年6月授予学位日期：授予学位日期：授予学位日期：授予学位日期：THETHETHETHEFUNDAMENTALFUNDAMENTALFUNDAMENTALFUNDAMENTALRESEARCHRESEARCHRESEARCHRESEARCHONONONONPREPARATIONPREPARATIONPREPARATIONPREPARATIONTECHNOLOGYTECHNOLOGYTECHNOLOGYTECHNOLOGYOFOFOFOFNEWNEWNEWNEWTYPETYPETYPETYPECOALCOALCOALCOALTARTARTARTARPITCHPITCHPITCHPITCHWATERWATERWATERWATERSLURRYSLURRYSLURRYSLURRYAAAADissertationDissertationDissertationDissertationsubmittedsubmittedsubmittedsubmittedininininfulfillmentfulfillmentfulfillmentfulfillmentofofofofthethethetherequirementsrequirementsrequirementsrequirementsofofofofthethethethedegreedegreedegreedegreeofofofofMASTERMASTERMASTERMASTEROFOFOFOFENGINEERINGENGINEERINGENGINEERINGENGINEERINGffffromromromromShandongShandongShandongShandongUniversityUniversityUniversityUniversityofofofofScienceScienceScienceScienceandandandandTechnologyTechnologyTechnologyTechnologybbbbyyyyZhangZhangZhangZhangJunJunJunJunSupervisor:Supervisor:Supervisor:Supervisor:ProfessorProfessorProfessorProfessorWangWangWangWangLiLiLiLiCollegeCollegeCollegeCollegeofofofofChemicalChemicalChemicalChemicalandandandandEnvironmentalEnvironmentalEnvironmentalEnvironmentalEngineeringEngineeringEngineeringEngineeringMayMayMayMay2007200720072007声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONAFFIRMATIONAFFIRMATIONAFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要1摘要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［----(0.0244e0.0109d)t(-0.2601·lnd+2.0393)］R(t)=100exp［----(0.026e0.0124d)t(-0.2728lnd+2.0663)］；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0P-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山东科技大学硕士学位论文摘要2AbstractAbstractAbstractAbstractCoaltarpitchwaterslurry(CTPWS)isanewtypeofcleanfuelthatispreparedinvirtueofthepreparationtechnologyofcoalwaterslurry(CWS).CTPWSismoreinnoxious,environmentalandefficientthanotherslurryfuels.Thispapercoversfivepartsasfollowing:1.Therelationshipsbetweenthedispersantdosage,integrateduseandconcentrationandviscosityofCTPWShavebeenstudiedbytestingandcomparingtheperformanceofseveraldispersantsincludingusualdispersantsinCWSpreparationandonedispersantwhichwasmadeinourlab.2.Theeffectsofdifferentfeedingandgrindingmethodofcoaltarpitch(CTP)ontheviscosityandsizedistributionofCTPWSandtheCTPWSgrindingkineticswiththeuseofdispersantwereinvestigatedtoformulatetheequationsofgrindingkineticsforCTP.3.TheeffectsofdifferentstabilizersontheCTPWSstabilityandtheiractionsduringthepreparationofCTPWSwerealsostudied.4.ThreetypesofCTPWSdispersantshavebeensynthesizedandthetechnologiesofsynthesiswereoptimized.Theeffectsofvariousreactionconditionsduringsynthesizingprocessondispersantsperformancehavebeenanalyzed.5.CWS,rawCTPsandCTPWSsmadefromhightemperatureandmidtemperatureCTPhavebeenanalyzedbyTG-DTA-DTGmethodrespectively,topredicttheirthermalandcombustionproperties.TheexperimentalresultsshowedthattheCTPfromLaiwuissuitabletoproduceCTPWSwithpresenceofproperdispersant.Comparingwithothers,twodispersants(sulphonatedmelamineureaformaldehyderesinandpolysulpHonatednaphthalenewithformaldehyde)havehighdispersingperformance.ByapplyingsuitablefeedingandgrindingmethodofCTP,goodfluidity,lowviscosityandhighconcentrationCTPWScouldbeprepared.WithpresenceofMCorAZMNdispersant,theequationsofgrindingkineticsforCTPhavebeenformulatedasfollowing:R(t)=100exp［----(0.0244e0.0109d)t(-0.2601·lnd+2.0393)］R(t)=100exp［----(0.026e0.0124d)t(-0.2728lnd+2.0663)］TheexperimentalresultsonCTPWSstabilityalsoshowedthattheadditionofnon-ionicsurfactants(0P-10orTween-80)washelpfultoform“staticallyplasticallyconstruction”ofCTPWS.Moreover,theTG-DTA-DTGthermalanalysesalsoprovedtheadvantagesofCTPWSonburningperformance.Keywords:Keywords:Keywords:Keywords:coaltarpitchwaterslurry,dispersant,stabilizer,grindingkinetic,cleanfuel山东科技大学硕士学位论文目录1目录1111绪绪绪绪论论