煤尘湿润剂复配性能研究.pdf

2011年6月
矿业全与保
第38卷第3期
媒尘湿润剂复配性能研究
胡夫,王杰,黄维刚,刘楠琴,陈丽
(中煤科工集团重庆研究院粉尘研究所,重庆400037)
摘要:采用沉降法对煤尘湿润剂的湿润性能进行了研究,单体实验表明湿润剂SRJ-1性能最好
在其质量分数为0.20%时,西曲煤尘和阳泉煤尘完全沉降所需时间仅为24.9s与29.0s。以湿润剂
J-1、SRJ-3为原料进行复配实验,复配剂的表面张力值在原有基础上进一步降低,在其质量分数低
于0.17%条件下,复配剂的湿润性能明显优于单体湿润剂
关键词:煤矿防尘;湿润剂;沉降时间;复配;表面张力
中图分类号:TYD714+.4
文献标志码:A
文章编号:1008-4495(2011)03-0013-04
在煤矿开采、掘进、运输等生产过程中会产生大
1.2实验试剂
量粉尘,严重影响煤矿的安全生产和职工身体健康。
实验选取6种单体湿润剂,见表2。
传统的降尘方法主要有喷雾降尘、煤层注水等,对于
表2实验采用的湿润剂种类
亲水性较好的煤尘的降尘效果尚可,但对于亲水性
试剂编号活性成分/%
备注
差的煤尘,如山西阳泉煤、西曲煤等,降尘效果往往
SRJ-1
工业级,阴离子表面活性剂,黄色膏
不甚理想。为提高降尘效率,通过在防尘水中添加
状液体
湿润剂,可有效降低水的表面张力,提高煤尘的亲水
SRI -2
工业级,阴离子表面活性剂,无色油
性,从而降低粉尘带来的危害4。湿润剂降尘技
状液体
术自20世纪90年代逐渐开始使用,其作为一种有
工业级,两性离子表面活性剂,微黄
效的防降尘手段,越来越受到人们的关注,但在湿润
透明黏稠液体
剂复配及成本控制等方面的研究还不够深入,极大
工业级,非离子表面活性剂,乳自色
膏状周体
地限制了湿润剂在煤矿现场的推广应用。因此,笔
工业级,阴离子表面活性剂,淡黄色
者选取几种常规的湿润剂,在考察其基本湿润性能
黏稠液状物
的基础上进行了复配试验,以期达到进一步提高湿
工业级,阴离子表面活性剂,白色糊
润性能,降低使用成本的目的。
状液体
1实验样品及方法
实验仪器
1.1煤尘样品的制备
实验中主要使用的仪器有:AI204电子分析天
实验中选取3种煤样,经粉碎、研磨,用200目
平(0.01~210g)、 Jzhy I-180型表面张力仪(0
标准筛筛去粗尘后作为实验样品。煤样工业分析结
180mN/m)、HI-3磁力搅拌器。
果见表1
1.4实验方法
实验中湿润剂性能的测定主要采用沉降法,即
表1实验煤样工业分析结果
%
以测量煤尘沉降时间为主,采用MT506-1996《矿
类别
ad
用降尘剂性能测定方法》中的沉降法进行测量。每
西曲8“煤
0.45
17.16
75,14
阳泉3*煤
0.66
8.94
10.2
次实验称取煤粉样品1.0g,待煤粉全部沉入湿润剂
贵州金沙煤2.2637.6010.5650.73
溶液时记录所需的时间,即为煤尘沉降时间。实验
所需的沉降时间最短,则湿润性能最好。
2实验结果与讨论
收稿日期:2010-11-02;2011-03-03修订
作者简介:胡夫(1980-),男,重庆人,硕士,主要从事2.1单因素实验
安全工程、粉尘防治等领域的科研工作。
根据实际需要,将湿润剂质量分数分别设定为
2011年6月
矿业安全与塚係
第38卷第3期
0.05%,0.10%,0.20%,0.30%,0.50%,1.00%共
由图1-2可以看出,随着湿润剂质量分数的增
6组。以贵州金沙煤为湿润对象,通过沉降法测量出
大,其湿润性能逐步提高,但提高的趋势逐渐平缓。
湿润时间,煤尘在各湿润剂的作用下所需沉降时间
虽然西曲煤与阳泉煤同为疏水性煤种,但整体上阳
如表3所示。
泉煤更难于被湿润。对于西曲煤尘,SRJ-3湿润性
表3湿润剂不同质量分数作用下煤尘沉降时间s
能明显好于SRJ-2;而对于阳泉煤尘,SRJ-3与
质量分数/
SRJ-2湿润性能差别不大,在质量分数0.05%时
SRJ-1 SRJ-2 SRJ-3 SRJ-4 SR]-5 SRJ-6
%
SRJ-2湿润性能甚至更好。然而,对比2种煤尘,
0.0561.018.031.02960.02367.08460.0
SRJ-1的湿润性能始终是最好的。对于西曲煤尘,
0.1029.016.522.0227.5720.01320.0
SRJ-1质量分数在0.20%时出现性能拐点,煤尘完全
沉降只需24.9s;对于阳泉煤尘,SRJ-1质量分数在
0.307.08.014.042.0193,0154.0
0.25%时出现性能拐点,煤尘完全沉降只需29.0s。
10.0
此外,3种煤样在清水中的沉降时间也存在明
3.
3.0
5.5
137.048.0
显差别:贵州金沙煤在清水中5d即可基本沉降,而
由表3可以看出,SRJ~1、SRJI-2、SRJ-3三种
山西西曲煤与阳泉煤在清水中分别放置100d以上
湿润剂改善水润湿煤尘的能力较为明显,在质量分仍无明显沉降迹象。结合表1可以看出,金沙煤的
数为0.10%~0.30%时,煤尘完全沉降时间均低于
固定碳FC。分别低于西曲煤和阳泉煤24.41%和
30s,且随着质量分数增大,湿润性能进一步提高,沉
29.97%,而灰分A却高出二者近30%,这也间接反
降时间甚至可缩短到10s之内。而SRI-4、SRJ-5、
映出煤样中有机成分含量差异,是西曲煤与阳泉煤
SRJ-6在同质量分数条件下,其湿润性能均远低于
更难于被湿润的原因所在。由此可判定,金沙煤样
SRJ-1、SRJ-2、SRJ-3,因此,后续实验中主要以
的亲水性好于西曲煤与阳杲煤。
SRJ-1、SRJI-2、SRJ-3为原料展开研究。
总体来看,湿润剂溶液中湿润性能大小因煤质
根据表3的实验结果,使用SRJ-1、SRJ-2
而异,对于亲水性煤尘,如金沙煤,SRJ-2综合性能
SRJ-3三种湿润剂对西曲煤样和阳泉煤样分别进
更好,而对于疏水性煤尘,如西曲煤与阳泉煤,SR
行沉降实验,湿润性能对比如图1-2所示
综合性能更佳。综合考虑使用成本及煤质差别,
3种湿润剂较为理想的质量分数为0.10%~0.30%。
2.2复配实验
--SRJ-1
00.0
2.2.1SRJ-2与SRJ-3交叉复配
-F-SRJ-3
复配实验的目的是通过多种原料按照一定的比
例进行混合,使其原有性能得到提升或达到降低使
古60.0
用成本的目的。根据单体湿润剂实验结果,选择湿
40.0
润性能较好的SRJ-2与SRJI-3,其质量分数分别
20.0
设定为0.10%,0.20%,0.30%进行交又复配,实验