【摘要】：我國是世界產煤大國,但煤炭資源的綜合利用率卻不高,與此同時燃煤引起的環(huán)境污染問題日漸嚴重。因此,如何高效、環(huán)保地利用煤炭資源已經引起了廣大專家學者的關注。水煤漿燃燒率高,運輸方便,作為一種新型的清潔代油燃燒受到了業(yè)內人士的高度重視。分散劑是制備高濃低黏水煤漿不可或缺的一種重要添加劑,是影響水煤漿性能和價格的關鍵因素。淀粉在自然界中儲量非常豐富,其價格低廉、環(huán)�？稍偕奶攸c使其逐漸成為水煤漿分散劑領域一個極具潛力的研究方向。淀粉基水煤漿分散劑由天然高分子淀粉經改性制得,具有來源廣泛、綠色環(huán)保、制漿穩(wěn)定性高等優(yōu)點。然而,已有的研究僅局限于對淀粉進行接枝共聚及部分初級改性,淀粉接枝共聚物雖然擁有良好的分散效果,但其接枝單體價格較高,從而增加了制漿成本。本論文從玉米淀粉的化學性質及分散劑作用機理出發(fā),以三磺酸鈉銨(N(SO3Na) 3)為磺化劑,次氯酸鈉為氧化劑,制備了磺化-氧化淀粉水煤漿分散劑(SOS)。通過紅外光譜(FT-IR)、核磁共振氫譜(1H-NMR)、凝膠滲透色譜(GPC)、X-射線衍射對其分子結構、相對分子質量及分布進行了表征和分析。將其應用于彬長煤制漿,以水煤漿表觀黏度作為參照,確定其最佳磺酸基取代度為0.3,最佳羧基含量為0.41%。SOS分散劑的最佳添加量為0.9%,最大制漿濃度可達到67%,表觀黏度為927.6mPa·s;放置7天析水率為2.7%。而萘系分散劑的最大制漿濃度僅為66%,7天析水率為4.1%。采用氧化、酸解兩種方式對淀粉進行降解預處理,以H2O2-Fe2+為引發(fā)劑,丙烯酸、苯乙烯磺酸鈉為單體,通過自由基聚合反應制備了氧化淀粉接枝共聚物水煤漿分散劑(OSSA)和酸解淀粉接枝共聚物水煤漿分散劑(HSSA)。通過理化性質、FT-IR、1H-NMR、GPC等對其結構及相對分子質量與分布進行了表征與分析。將兩種分散劑應用于彬長煤制漿,考察對比了兩種不同降解方式對水煤漿表觀黏度、流變性、穩(wěn)定性、吸附量的影響,并與萘系分散劑進行了對比。結果表明,OSSA對彬長煤具有相對較好的降黏、穩(wěn)定效果；OSSA的最佳添加量為0.4%，最大成漿濃度可達到67%,表觀黏度為906mPa·s;漿體具明顯的剪切變稀流動特性；OSSA的吸附模型為單層吸附,飽和吸附量為4.35mg/g;漿體的穩(wěn)定性高。以芐基氯為疏水化試劑,異丙醇和水的混合溶液為溶劑,羥乙基淀粉及氧化淀粉為主鏈,分別合成了芐基氧化淀粉(BOS)及芐基羥乙基淀粉(BHS)水煤漿分散劑。通過FT-IR、1H-NMR對其結構進行了表征和分析,通過熱重分析儀(TA)對產物的熱力學性能進行了測試。將兩種分散劑應用于神華煤制漿,考察分散劑最佳用量及最大成漿濃度,并對漿體流變性、穩(wěn)定性,分散機理等進行了研究。結果表明,相較于BHS,BOS的應用性能較佳；BOS的最佳添加量為0.5%,最大成漿濃度為65%,表觀黏度為754 mPa·s;放置7天后析水率為3.35%。
【學位授予單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ536
【圖文】：

＾邐２００４邐２００６邐２００８邐２０１０邐２０１２逡逑Ｙｅａｒ逡逑圖１－１我國２００４年至２０１２年煤炭生產、消費占能源產量的百分比逡逑Ｋｇ．邋１－１邋Ｆｒｏｍ邋２００４邋化邋２０１２邋Ｃｈｉｎｅｓｅ邋ｃｏａｌ邋ａｃｃｏｕｎｔｓ邋ｆｏｒ邋ｅｎｅｒ；ｇｙ邋ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ逡逑中國８５％的煤炭是通過直接燃燒使用的Ｗ。然而煤炭中含有硫、踞、l#、氯和神等逡逑有害成分，氋耗低效燃燒煤炭導致污染物的排放尨逐年增加，嚴重污染大氣，危害動、逡逑植物生長及人類健康。煤炭燃燒時硫分大部分ＷＳ化的形式排入大氣，Ｓ0２是形成＂酸逡逑雨＂危害的元兇，目前，我國已成為世界Ｈ大酸雨區(qū)之一。煤炭燃燒排放的氮氧化物主逡逑要有ＮＯ和Ｎ０２．其不但會對人類的呼吸系統(tǒng)造成損傷，還會加重酸雨對環(huán)境的危害Ｗ。逡逑煤是含碳量最高的化石燃料，燃燒時排放的Ｃ0２也最多。如圖１－２所示，我國作為燃煤逡逑大國

邐＼逡逑赫~>逡逑零逡逑＾邋．邋．邋？，逡逑圖１－２邋２０口年世界Ｃ0２排放量分布圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｇｌｏｂａｌ邋Ｃ0２邋ｅｍｉｓｓｉｏ打邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｉｎ邋２０１２逡逑為減輕煤塊車輛運輸及原煤直接燃燒造成的環(huán)境污染問題，潔凈煤技術的研究及應逡逑用受到了各國的廣泛重視。水煤漿（簡稱ＣＷＳ）技術是一種清潔、經濟、高效的燃煤技逡逑術，其制備方法簡單，可通過管道等方式進行輸送，不但可Ｗ降低運輸過程中的損失又逡逑可減輕對環(huán)境造成的污染。水煤漿是一種粗分散體系，由７０％的煤、２９％的水及１％逡逑的添加劑組成，經機械攬拌后形成的具有流動性的燃料。水煤漿分散體系是目前最為理逡逑想的能源燃料，在利用過程中能量轉化率很大，燃燒后產物污染性小。在水煤漿中加入逡逑分散劑，使得傳統(tǒng)固體大塊煤炭轉化成流動態(tài)液體，增大了接觸面積，促進了煤炭的充逡逑分燃燒。自２０世紀８０年代至今，在我國科研人員的不懈探索下，我國的水煤漿技術取逡逑得了巨大的進展ｆ７３。逡逑１．２水煤漿技術逡逑１．２．１水煤漿的性能要求逡逑水煤漿Ｗ液體形式存在

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本文編號：2738600