Science Technology Vision項(xiàng)目與調(diào)題科技視界科技索爭鳴水煤漿分散劑的研究新進(jìn)展蔣高華1蔡冰1楊舜伊2(1.云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院,云南曲靖655001;2昆明工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院云南昆明650300)摘要】本文主要介紹了水煤漿分散劑的分類、作用和工作原理,此外還論述了國內(nèi)外水煤漿分散劑的研究狀況和發(fā)展方向,并對(duì)水煤兼分散劑的研究領(lǐng)城進(jìn)行了初步探討【關(guān)鍵詞】水煤漿;分散劑;研究進(jìn)展0引言離子型分散劑分為天然高分子改性分散劑和合成有機(jī)高分子分散劑,目前常用的主要有屬于天然高分子改性分散劑的木質(zhì)素系分散劑和中國是一個(gè)富煤貧油的國家,長期以來,以低附加值煤生產(chǎn)的基腐植酸系分散劑,以及屬于合成有機(jī)高分子分散劑的萘磺酸鹽系、聚礎(chǔ)性煤化工產(chǎn)品,經(jīng)濟(jì)效益低,污染嚴(yán)重資源浪費(fèi),市場競爭力不強(qiáng),羧酸鹽系聚烯烴磺酸鹽系分散劑等。已成為影響國家能源科學(xué)發(fā)展的制約。針對(duì)此類問題,國家已將清潔12非離子型分散劑非離子型表面活性劑自20世紀(jì)30年代以來發(fā)展很快非離子型項(xiàng)通過實(shí)施科技專項(xiàng)擬解決制約我國煤化工發(fā)腰的技術(shù)壁壘實(shí)現(xiàn)表面活性劑在水中并不電離,親水基主要由分子結(jié)構(gòu)中的含氧官能團(tuán)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)向戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化以培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)提供。其親水端是聚氧乙烯再配以少許的磺酸基親固端是烷基萃或水煤漿是20世紀(jì)70年代石油危機(jī)時(shí)發(fā)晨起來的一種以煤代油烷基苯酚等,可以用通式 R(CH:CHO)H來表示,這一類分散劑的另一的新型潔凈液體燃料國際上稱之為CWS( Coal Water Slurry))它是由特點(diǎn)是分子量較大,上式中的n值應(yīng)大于50-100有良好的分散效70%左右的煤、3%左右的水以及1%左右的添加劑經(jīng)過一定的工藝果,同時(shí)其HLB值(親水親油平衡值較高通常應(yīng)高于16。這類分散達(dá)到穩(wěn)定燃燒的效果。所以水煤漿是一種比較理想的潔凈燃料并且劑的主要優(yōu)點(diǎn)是親水性分子量和質(zhì)量易調(diào)節(jié)控制不受水質(zhì)及煤中能廣泛使用于各種鍋爐作為燃料。水煤漿在制備過程中要加入化學(xué)添加劑,主要是改變煤粒的表面性質(zhì),使其能夠在水中分散從而使媒笑散劑分為以下兩類(1)聚氧乙烯系列:(2聚氧乙烷系列。此外,介于離子和非離子型表面活性劑之間的混合型表面活性劑具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。根據(jù)作用不同,化學(xué)添加劑可分為分散在煤漿制備中易被采用。如碳數(shù)為的不飽和烴或422個(gè)碳的烷基或劑、穩(wěn)定劑和助劑三類,其中分散劑是最重要的添加劑添加劑的種類和性能是影響水煤漿的黏度、穩(wěn)定性、含煤量霧聚合度m取值250之間,為金屬離子M的價(jià)態(tài)。陽離了型表面活性劑化、燃燒和成本等重要參數(shù)的主要因素。為了使水煤漿在正常使用中由于價(jià)格高作為水煤漿添加劑很少使用有較低的黏度、較好的流動(dòng)性,靜止時(shí)又有較高的黏度,不易產(chǎn)生沉淀,在制漿過程中添加少量的分散劑是必不可少的。分散劑的作用發(fā)2水煤漿分散劑的研究狀況生在煤和水的界面上,因此它的效能與煤炭性質(zhì)特別是煤炭的表面性質(zhì)及水的性質(zhì)都有密切的聯(lián)系。關(guān)于分散劑的研究狀況,國內(nèi)外科研工作者已經(jīng)做了大量的研究1水煤漿分散劑分類及其作用機(jī)理2.1國外水煤漿分散劑的研究狀況國外對(duì)水煤漿分散劑的研究已有相當(dāng)長的時(shí)間,比較突出的有日水煤漿分散劑主要是一些表面活性劑由疏水基和親水基兩部分本油脂公司、花王公司等。目前,日本研究人員開發(fā)的一系列性能優(yōu)良構(gòu)成。分散劑的作用機(jī)理可從三個(gè)方面加以解釋:提高煤粒表面親水的分散劑如NSF磺酸鹽聚合物、FS聚萊乙烯磺酸鈉已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了(1)由于煤粒表面是疏水性物質(zhì)在水中貝有熱力學(xué)不穩(wěn)定性,雜工業(yè)化生產(chǎn)。 Marek等研究水煤漿分散劑分子結(jié)構(gòu)特征與煤質(zhì)及煤表面物理化學(xué)性質(zhì)有著密切的相關(guān)性,這就影響著煤的成漿性、流變性以常容易團(tuán)案,把水包裹在煤粒之間的隙縫中從而使體系的粘度高流及漿體穩(wěn)定性。 Toshiyuki UkiRa等發(fā)現(xiàn)隨著碳化度的增加分散劑和動(dòng)性變差。煤粒在水中時(shí),分散劑分子通過其硫水基和煤表面結(jié)合,以煤粒表面的親和力加強(qiáng)因此改變了煤漿的流變特性。GAsk等在親水基朝水的定向排列方式把水分子吸附在煤粒表面變硫水性為親分散劑的復(fù)配研究中將和NSF復(fù)配用作水煤漿分散劑,用來調(diào)節(jié)水性惜水化膜將煤粒隔離開減少煤粒間的阻力從而達(dá)到降粘的作水煤黎的流變性取得了良好的效果。用22國內(nèi)水煤漿分散劑的研究狀況(2)DLVo理論認(rèn)為,膠體顆粒穩(wěn)定存在的先決條件是顆粒間的近年來,國內(nèi)高校和企業(yè)等單位都對(duì)水煤漿分散劑展開了大量的靜電斥力大于顆粒問的花德華引力。煤粒在弱酸至堿性很寬的pH值研究,并取得了很好的效果范圍內(nèi),表面均帶負(fù)電荷,當(dāng)吸附了陰離子型分散劑后更增加了煤粒邱學(xué)青等將磺化丙酮甲醛樹脂SAF用作制備水煤漿分散劑結(jié)的靜電斥力,煤粒之問不易接近難以形成聚集狀態(tài)增強(qiáng)水煤漿的分果表明SAF是一種非常有效的水煤漿分散劑。冉慶寧等開發(fā)的NDF散穩(wěn)定性水煤漿分散劑適用于多種煤種性能也較好。潘曉懿等叫以異戊烯醇聚(3)煤粒表面吸附添加劑分子時(shí)顆粒間就增加了一層障礙煤粒、氧乙烯醚、馬來酸酐和甲基丙烯磺酸鈉為單體合成出新型聚羧酸系水添加劑分子的親水鏈及水分子就構(gòu)成了三維立體結(jié)構(gòu),當(dāng)顆粒相互靠煤漿分散劑,試驗(yàn)表明,反應(yīng)物的配比、引發(fā)劑的用量、反應(yīng)濕度、反應(yīng)水煤漿分散劑溶于水后按其離解與不離解可分為離子型和非離時(shí)間對(duì)合成分散劑的性能具有一定的影響從而影響制漿效果近時(shí),可機(jī)械地阻擋案結(jié)。程國柱等以催化回?zé)捰腿軇┏槌鑫镏刭|(zhì)芳烴為原料,合成了一種子型分散劑兩大類。按價(jià)格陰離子型最便宜其與非離子型、陽離子有碳原子數(shù)為1-3的短側(cè)鏈、芳環(huán)數(shù)為3-5的稠環(huán)芳烴混合磺酸鹽型和兩性表面活性劑的國際價(jià)格比為1234,出于對(duì)性價(jià)比的需求,型表面活性劑,該表面活性劑作為水煤漿分散劑具有良好的分散特目前我國研制及篩選出的分散劑主要為陰離子型和非離子型,主要有性。萘系腐植酸系、木質(zhì)素系、聚烯烴系、丙烯酸系及相關(guān)復(fù)配產(chǎn)品嗎。以°羅秋良等研究了起始基為脂肪單醇的聚醚型水煤漿添加劑分子下是幾種主要種類結(jié)構(gòu)對(duì)神府煤成漿性的影響。在分子量基本相同的系列聚合物產(chǎn)品此類化合物屬低分子電解質(zhì)大分子或者準(zhǔn)高分子聚電解質(zhì)。陰中,對(duì)無規(guī)聚合物添加劑分子結(jié)構(gòu)中環(huán)氧丙烷組分越(下轉(zhuǎn)第55頁LI陰離子型分散劑條基金項(xiàng)目:此文為云南省教育廳科研基金項(xiàng)目研究成果項(xiàng)目編號(hào)2012355作者簡介:篝高華(1982-),男,漢族,安徽巢湖人,碩士,助教,研究方向?yàn)闈崈裘杭夹g(shù)、有機(jī)化學(xué)教學(xué)與研究si& Technology Vision料技視界|11Science Technology Vision機(jī)與電子科技視界淺談智能化控制系統(tǒng)在城市無負(fù)壓次供水設(shè)備中的應(yīng)用王永戰(zhàn)(濟(jì)源市自來水公司,河南濟(jì)源454650)摘要】本文主要對(duì)堿市無負(fù)壓二次供水設(shè)備中的智能化控制系統(tǒng)原理進(jìn)行了介紹,說明了智能化控制系統(tǒng)是整個(gè)無負(fù)壓二次供水設(shè)備的神經(jīng)中樞【關(guān)鍵詞】智能化控制;無負(fù)壓;二次供水近年來隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市規(guī)模急劇擴(kuò)大,多層建筑制系統(tǒng)控制水泵機(jī)組在市政自來水管網(wǎng)原有壓力上再增壓027MPa,和高層建筑越來越多,越來越高。這對(duì)保障城市基礎(chǔ)功能之一的城市滿足用戶使用。由于市政自來水壓力是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化的,壓力變送器供水提出新的需求,傳統(tǒng)的水池或水箱加泵站的二次供水模式由于受連續(xù)采集壓力信號(hào),傳給智能控制系統(tǒng),傳送的壓力信號(hào)與設(shè)定的壓到能耗大、水質(zhì)二次污染的因素制約,已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)追求高力值經(jīng)控制系統(tǒng)PD運(yùn)算,向變頻器傳送運(yùn)轉(zhuǎn)變頻指令,控制水泵機(jī)品質(zhì)生活的要求。隨著供水技術(shù)的發(fā)展特別是智能化控制技術(shù)與傳組以變頻方式運(yùn)行,保持恒壓供水時(shí)刻滿足用戶使用。統(tǒng)供水技術(shù)的有機(jī)融合,使得二次供水技術(shù)向著環(huán)保、衛(wèi)生、節(jié)能的方向發(fā)展,這就是新型的無負(fù)壓二次供水系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定該系統(tǒng)采用先進(jìn)的微處理器控制技術(shù),通過傳感器與智能保護(hù)器的智能化控制,能根據(jù)用戶所需要的壓力和流量智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行,智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能供水和智能化保護(hù)作用。整個(gè)系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行,不需要專人值守,并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與控制設(shè)備的工作狀態(tài)負(fù)壓反饋?zhàn)冾l器壓力反饋1系統(tǒng)介紹次供水智能控制系統(tǒng)主要由以下幾部分組成:智能控制柜保護(hù)裝置水泵機(jī)組(PLC)、壓力變送器、防負(fù)壓模塊、多重保護(hù)器、水泵機(jī)組及穩(wěn)流罐、其壓力檢測巾政自來水管網(wǎng)的水進(jìn)罐時(shí),控制系統(tǒng)負(fù)壓模塊和壓力送器同時(shí)開始工作,防負(fù)壓模塊通過智能控制穩(wěn)流罐內(nèi)機(jī)械浮球閥,使罐內(nèi)不出現(xiàn)負(fù)壓不對(duì)其他用戶用水造成影響:同時(shí)壓力變送器檢市政自來水入口測當(dāng)前市政自來水管網(wǎng)的壓力值,并將數(shù)據(jù)傳送至智能控制裝置,利圖1系統(tǒng)工作原理用PD運(yùn)算,比較實(shí)際檢測的壓力值與用戶設(shè)定的壓力值的大小,并根據(jù)比較結(jié)果智能控制水泵機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)市政自來水管網(wǎng)的2結(jié)束語壓力大于或等于用戶設(shè)定的壓力值時(shí)控制水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)市政自來水從旁通管直接對(duì)用戶供水;當(dāng)市政自來水管網(wǎng)的壓力小于用戶設(shè)定水方式所帶來的弊端而且起到環(huán)保節(jié)能的效果。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在的壓力值時(shí),差多少,補(bǔ)多少智能控制裝置把信號(hào)傳送給變頻器水20年12月12日分別批準(zhǔn)發(fā)布了《箱式無負(fù)壓供水設(shè)備)cJm2正常用水;當(dāng)市政自來水管網(wǎng)突發(fā)停水事故時(shí),壓力變送器把信號(hào)200和《穩(wěn)壓補(bǔ)償式無負(fù)壓供水設(shè)備》cJT303-200兩個(gè))城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),于200年6月1日起實(shí)施。在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中,都提出了無負(fù)傳送給智能控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)把信號(hào)反饋給變頻器水泵停止運(yùn)行,壓供水設(shè)備應(yīng)具有以下智能功能:(1)水泵的變頻和輪換運(yùn)行功能;以某小區(qū)配置的無負(fù)壓(疊壓)二次供水系統(tǒng)為案例進(jìn)行介紹該2)無負(fù)壓功能:(3)根據(jù)用戶不同時(shí)段的需要智能調(diào)節(jié)流量和壓力的保護(hù)水泵機(jī)組。系統(tǒng)工作原理如圖1所示小區(qū)共有12幢11層高的住宅樓樓層高33米,二次供水系統(tǒng)由上海功能;(4)設(shè)備運(yùn)行中的智能保護(hù)功能;(5)遠(yuǎn)程監(jiān)測和監(jiān)控功能。由此可見,智能化控制系統(tǒng)是無負(fù)壓二次供水設(shè)備的神經(jīng)中樞,它直接某泵業(yè)集團(tuán)提供給水加壓設(shè)備采用SNWC494653型(流量4m影響著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及整個(gè)設(shè)備的所有功能能否實(shí)現(xiàn)⑧揚(yáng)程65m,3臺(tái)水泵),智能控制系統(tǒng)采用SNK-WBP-2-75型。根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì),該小區(qū)設(shè)計(jì)供水壓力為05MPa,首先,在智能控制柜設(shè)置用責(zé)任編輯:湯靜]戶參數(shù)為05MPa正常時(shí)段市政自來水管網(wǎng)壓力為023MPa智能控上接第11頁)少成漿性能越好張勛等通過粒度配比和分散劑復(fù)配等實(shí)驗(yàn)研究其成漿工藝條【參考文獻(xiàn)】件,得出神府煤濃度為62%的較高濃度水煤漿。[]周明松邱學(xué)青王衛(wèi)星水煤漿分散劑的研究進(jìn)展U化工進(jìn)展200423(8846-8513小結(jié)與展望2]羅秋良非離子型水煤漿添加劑的研究進(jìn)展選煤技術(shù),19960394我國水煤漿技術(shù)在制漿工藝方面研究得比較多,技術(shù)基本成熟,3 Marek Pawlik. Polymeric dispersants for coal-water slurries[J Colloids and Surfaces但對(duì)添加劑尤其是分散劑研究得較少與國外的水煤漿分散劑技術(shù)(41Ack6 Dincer H Ozer M, et aL The effects of dispersants(PSS-NSF)used in coal相比尚存在著一定的差距。因?yàn)榉稚┎粌H決定著水煤漿的質(zhì)量,還 water slurries on the grind-sbility of eoals of different structures J Fue2009478k影響著水煤漿成本,其費(fèi)用是制漿成本中的重要因素。目前國內(nèi)外使8osos用的以石油為原料的化學(xué)合成添加劑性能價(jià)格比缺乏競爭優(yōu)勢制約[5]潘驍鄧楊玉立劉會(huì)臣新型聚羧酸系水煤漿分散劑合成條件研究①爆炭工著水煤漿的發(fā)展。所以,研究開發(fā)再生資源為原料的水煤漿分散劑具程2012101-104有現(xiàn)實(shí)意義6張勛蔡會(huì)武,薛曉宏神府煤制備高濃度水煤漿的研究口煤炭轉(zhuǎn)化2012,35由于水煤漿添加劑的普遍適用性有限有限種類的添加劑不可能(2446適用于所有煤種,所以開展水煤漿分散劑的復(fù)配和分散劑的適用面也將是一個(gè)非常重要的研究課題。s[賚任編輯:楊揚(yáng)]ience& Technology Vision科技視界|55