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表面活性劑對煤塵潤濕效果的定量化研究
來源：王延秋 瀏覽 2219 次 發布時間:2022-10-13
煤炭生產中易產生煤塵，具有巨大的危害性。煤塵不僅會導致塵肺病還會引起煤塵爆炸事故。由于煤的表面含有疏水基團以及水的表面張力較大，煤礦中常用的降塵技術會存在降塵效果不好的問題。
對此，不少學者以改善煤塵的潤濕效果為研究目標開展了大量研究，并建立了煤塵潤濕效果的定量化模型，但此類煤塵潤濕效果的定量化模型只能表明煤質對煤塵的潤濕效果的影響。
因此，為了改善煤塵潤濕效果，本文采用實驗和數據分析的方法，定量化的研究了表面活性劑和煤質對煤塵潤濕性的影響。本文通過對18種表面活性劑和3種粒徑的煤塵樣品進行沉降實驗，篩選出4種表面活性劑，并進行了陰離子型與陰離子型表面活性劑復配實驗、陰離子型與兩性離子型表面活性劑復配實驗和陰離子型與非離子型表面活性劑復配實驗。
根據實驗結果，分析了表面活性劑復配對煤塵潤濕效果的影響，得到了不同粒徑煤塵樣品下具有最優煤塵沉降效果的潤濕劑組分。
結果表明:陰離子型表面活性劑單體溶液對煤塵的潤濕效果優于非離子型和兩性離子型表面活性劑單體溶液。其中快滲T單體溶液對煤塵潤濕效果最佳。添加陰離子型表面活性劑更容易改善低濃度快滲T溶液對煤塵的潤濕效果。添加兩性離子型表面活性劑很難改善快滲T溶液對煤塵的潤濕效果。添加非離子型表面活性劑更容易改善快滲T溶液對小粒徑煤塵的潤濕效果。
本文還進行了表面張力實驗、沉降實驗及接觸角實驗，選定了煤塵潤濕效果的定量化參數，采用多元回歸分析法建立了沉降時間多元回歸模型、沉降速度多元回歸模型、接觸角多元回歸模型、沉降時間與速度路徑模型、表面張力與接觸角路徑模型以及沉降時間、沉降速度與接觸角的路徑模型，對比分析了多元回歸模型與路徑模型的優劣。通過多元回歸模型和路徑模型進行分析得到:接觸角的數值與煤塵的粒徑大小無關，表面活性劑的分子量數值越小煤塵的潤濕效果越好。