水煤漿技術(shù)思考題doc

1、水煤漿技術(shù)思考題（06214）1 中國發(fā)展水煤漿燃料有何意義？p4（1） 代油利用；（2）節(jié)能環(huán)保；(3)管路運輸，節(jié)藥運力2 水煤漿的質(zhì)量要求（指標(biāo)）有哪些？（1）水煤漿中煤炭的細(xì)度；(2)水煤漿的濃度；(3)水煤漿的流變特性；(4)水煤漿在貯運中的穩(wěn)定性3簡述水煤漿制備技術(shù)所包含的主要技術(shù)內(nèi)容。(簡述水煤漿制漿技術(shù)概要。)p6(1)煤炭成漿性規(guī)律；(2)級配技術(shù)；(3)制漿工藝與設(shè)備；(4)添加劑技術(shù)4煤種對制漿難易程度有何影響？p12 煤炭性質(zhì)對成漿性的影響是多方面的，而且諸因子間又密切相關(guān)。煤種不同，制漿的難易程度有很大的差異。通常來說，最顯著的影響因素包括：水分(mad)、可磨性指數(shù)

2、(hgi)、氧(o)，此外，還有水煤漿粒度分布(級配)、添加劑的類型和用量、水質(zhì)、制備條件、溫度等。煤階越低，內(nèi)在水分越高，煤中o和c比值越高，親水官能團(tuán)越多，孔隙愈發(fā)達(dá)，可磨性指數(shù)hgi值越小，煤中所合可溶性高價金屬離子越多，煤的制漿難度越大。因此，孤立研究其中各個因子的影響是不夠的，也很難就此對煤炭的成漿件作出綜合評價。5 (簡述煤炭成漿性模型的表示方法)，煤炭成漿性指標(biāo)如何表示？它與可制漿濃度c間有何關(guān)系？ 根據(jù)影響煤炭成漿性的八個主要因子(分析基水分mad，干基灰分ad，可燃基揮發(fā)分vdcf，可磨性指數(shù)hgi，分析基碳c、氫h、氧o、氮n含量)與制漿濃度的關(guān)系，通過多元非線性逐步回歸分

3、析方法，確定出最優(yōu)的回歸方程。即 c=68+0.06×hgi-0.6×mad (%) 或c=68+0.06hgi-0.268mad-0.03o2 (%)煤炭成漿性判別指標(biāo)d為： d=7.50.5mad0.05hgi d=7.5-0.051hgi+0.223mad+0.0257o2煙煤成漿性難易指標(biāo)d分為四個等級： 易：<4；中等：4-7；難：7-10；很難：>10煤炭成漿性判別指標(biāo)d與制漿濃度c間的關(guān)系： c=77-1.2d6什么叫?？妆?？p36為什么水煤漿要隔層充填？p41?？妆萣=顆粒直徑/孔隙直徑多種離散粒徑顆?；旌隙逊e時，在小顆粒粒徑小于大顆粒間的孔隙，

4、或者說大顆粒與小顆粒的粒徑比大于b值的條件下，小顆粒就有可能充填到大顆粒堆積形成的孔隙中去，這有利于提高粒群的堆積效率，但是小顆粒也有可能在鉆入大顆粒中，將本來呈緊密堆積的大顆粒間的間隙撐開，使顆粒間的孔隙加大，出現(xiàn)不利方面。要使小顆粒能完全充填在大顆?？紫吨?，所需要的粒孔比應(yīng)高達(dá)5。所以要隔層充填，是因為相鄰的兩層間上層的最小粒度與下層的最大粒度相差無幾，無法保證下層粒級都能充填到上層的孔隙中去。此外，采用隔層充填，可使兩層的粒度比(b的平方)能滿足在?？妆冗_(dá)到5以后，小顆粒能完全充填在大顆?？紫吨腥サ囊?。7根據(jù)隔層理論，顆粒體系堆積效率最高的最優(yōu)模型參數(shù)n如何表示？與哪些因素有關(guān)？p42

5、按照“隔層堆積理論”，對于gaudinschuhmann及alfred粒度分布可以用解析方法求出顆粒體系堆積效率最高的最優(yōu)模型參數(shù)n。設(shè)某個第i粒級的粒度上限為d，則粒度下限為db。它的下隔層即第i+2層的粒度上限為db2，粒度下限為db3。取為窄粒級堆積的孔隙率，為顆粒的密度，則對于gaudinschuhmann粒度分布有；第i個粗粒級中孔隙的體積第i+2個細(xì)粒級中顆粒的體積令（3.10）與（3.11）式相等，即得出最優(yōu)解：即， 最優(yōu)的n值與實際所發(fā)生的?？妆萣及窄級別堆積的孔隙率有關(guān)，最優(yōu)的n值隨b及c值的增加而減小。由于細(xì)顆粒堆積時較粗粒的b及值偏大，所以細(xì)度不同的顆粒體系應(yīng)有不同的最佳

6、n值。在研究水煤漿的堆積效率時，應(yīng)選取什么數(shù)值的b及值，是一個值得研究的問題。對水煤漿而言，顆粒之間不應(yīng)該形成緊密接觸，因為它是要流動的。通常按照由正四面體演變而來的堆積模式比較合理，如圖所示。在各顆粒間都保持有定的間距，上下兩層間相對運動時，顆粒也只是擦邊而過。對這種堆積方式可以算出值為0.52，b值為3。在這種情況下，最優(yōu)n值為0.3。也可以看成是正六面體堆積經(jīng)運動變形，運動變形使得顆粒體系更為松散，仍取值為0.52，但b值仍按正六面體未變形前的244取值。則最優(yōu)n值為0.37。8試論述磨介在球磨機(jī)中的運動理論.p57 磨介在球磨機(jī)中的運動規(guī)律，綜合起來有三種觀點：純二相運動理論、三相混合

7、運動理論和腎形蠕動區(qū)運動理論。純二相運動理論認(rèn)為當(dāng)簡體速度較低時，磨介層整體隨筒體旋轉(zhuǎn)，沿圓軌跡向上偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)至一定角度(高度)后，當(dāng)磨介層的重力力矩與筒壁與磨介層間摩擦力矩達(dá)到平衡時，磨介層整體不再繼續(xù)向上偏轉(zhuǎn)。此時磨介在重力作用下沿磨介層表面向下滑落，此種狀態(tài)稱“瀉落式”。當(dāng)筒體速度較高時，磨介隨筒體旋轉(zhuǎn)的速度亦較高，磨介具有較大的離心力，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角度達(dá)到瀉落角時，離心力足以克服重力的向心分力，磨介仍可貼在筒壁不瀉落，而繼續(xù)上升，直至重力的向心分力大于離心力后才脫離筒體，在慣性作用下以一定的初速拋離筒壁或磨介層，回落至簡體下部后，又開始下一次循環(huán)，此種狀態(tài)稱“拋落式”。三相混合運動理論認(rèn)為，

8、在某一轉(zhuǎn)速下，各層磨介的運動軌跡不一樣。外層磨介可能屬于二相純拋落式，內(nèi)層磨介可能屬二相純?yōu)a落式，中間層可能有三種運動狀態(tài)，即磨介沿圓軌跡上升，至一定高度后拋落下降，落在內(nèi)層磨介層的斜面上，然后瀉落。總的看來，筒體內(nèi)磨介存在圓軌跡、拋落與瀉落三種運動形態(tài)，故稱為三相混合運動。腎形蠕動區(qū)運動理論認(rèn)為，球磨機(jī)中磨介在介質(zhì)層中心區(qū)域存在一個腎形內(nèi)核。從宏觀上看，此腎形內(nèi)核相對運動甚微，但其中包絡(luò)的磨介作緩慢蠕動。此蠕動區(qū)基本上不起磨礦作用，但對能耗、鋼耗仍有影響。我們從分析該腎形核的受力及運動狀況出發(fā)，研究了球磨機(jī)中磨介的運動規(guī)律。9試論述磨介運動的三個階段。p59在球磨機(jī)中，磨介在筒體內(nèi)隨簡體旋轉(zhuǎn)

9、作循環(huán)運動。在正常情況下，可將各層磨介的運動分為三個階段： (1)在外層磨介(或筒壁)摩擦力的帶動下，磨介以外層磨介(或筒壁)相同的角速度在空間向上旋轉(zhuǎn)，被提升。此時，層內(nèi)磨介彼此緊密接觸，從外形上看好象是整體向上偏轉(zhuǎn)，實際上，其中每一個磨介都在該層內(nèi)從下沿圓軌跡隨筒體一起向上運動。上升至一定高度后，磨介所受重力的切向分力與摩擦力達(dá)到平衡，該磨介不能再以外層磨介(或筒壁)相同的速度隨筒體一起偏轉(zhuǎn)，以上屬于第一階段。 (2)完成第階段后，磨介由于運動的慣性仍將繼續(xù)沿筒壁上升，只不過在空間向上旋轉(zhuǎn)的速度小于外層磨介(或筒壁)。也就是說，此后它在外層磨介(或筒壁)上產(chǎn)生滑行?；锌墒鼓ソ槔^續(xù)上升，偏

10、轉(zhuǎn)角進(jìn)一步增大?；袑儆诘诙A段。 (3)磨介在第一階段隨外層磨介(或筒壁)亡升，在第二階段沿外層磨介(或筒壁)繼續(xù)向上滑行到達(dá)一定高度后，或者由于喪失動能而瀉落或者因所受重力與離心力合力的法向分力轉(zhuǎn)為向內(nèi)而拋落。這個階段屬于第三階段。瀉落或拋落后，它回到筒體底部，又開始下一輪循環(huán)。10試分析第一階段磨介層的偏轉(zhuǎn)角的計算方法及影響因素。p60在圖中取半徑為r處的任意一層磨介acb進(jìn)行受力分析。這層磨介所對應(yīng)的圓心角aob為如圖4.2。在沿筒壁上升時是緊密地擠在一起的，可視為質(zhì)點系，質(zhì)心在中心線oc上的半徑r處。 該層磨介既受到相鄰?fù)鈱幽ソ?或筒壁)摩擦力的拖動，又受到相鄰內(nèi)層磨介摩擦力的阻尼，

11、摩擦力在筒體旋轉(zhuǎn)切線方向的凈效應(yīng)是由該層磨介自身質(zhì)量引起的重力與離心力的法向壓力所產(chǎn)生的摩擦力。在這個摩擦力的作用下，整個磨介層將向上旋轉(zhuǎn)，它的中心線oc沿旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為doc。離心力的大小是恒定的，重力的兩個分力的大小則隨偏轉(zhuǎn)角而變因而摩擦力的大小也隨之而變，在偏轉(zhuǎn)角為時，它們分別為：重力的切向分力切向摩擦力在重力的切向分力fx與摩擦力ff達(dá)到平衡時，其偏轉(zhuǎn)角可按下式求得：將gmg，cmr2代入上式可得或整理后可得所以式中：為球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速率。 將上式代入前式。則解此方程可求得半徑為r處磨介層整體偏轉(zhuǎn)角由式可以看出。偏轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速率和半徑r有關(guān)。半徑r越大、轉(zhuǎn)速率越高，磨介層的偏轉(zhuǎn)角也越

12、大。11簡述球磨機(jī)功率消耗的組成。p65球磨機(jī)功耗由兩部分組成，第一部分是用以克服筒體旋轉(zhuǎn)時筒體所承托的磨介重力因磨介層偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的逆轉(zhuǎn)短所需要的功率，它包括圓運動軌跡及瀉落運動軌跡上兩部分磨介所產(chǎn)生的逆轉(zhuǎn)短；第二部分是筒體旋轉(zhuǎn)時使所拋射的磨介獲得動能和位能所需要的功率。承托在筒體上的磨介與犯射在空間的磨介重量之和，應(yīng)恰等于該層磨介的總量。根據(jù)各層所處的位置，分析它們的運動狀態(tài)，并根據(jù)它們的運動屬性，按回運動一瀉落、圓運動一拋落及圓運動一拋落一瀉落三相混合運動三種模式，計算各層上述兩部分的功耗，然后將各分層功耗累加，即為整機(jī)功耗。12簡述水煤漿制備時球磨機(jī)的裝球率對磨礦的影響。p82-84 球磨

13、機(jī)的裝球率是指裝入球磨機(jī)中磨介的空間體積占球磨機(jī)筒體有效容積的百分?jǐn)?shù)，是球磨機(jī)運行工況中的一個重要參數(shù)。它直接影響到磨機(jī)功耗及磨介在球磨機(jī)中的運動形態(tài)，因而影響到磨礦效果。裝球率為50時球磨機(jī)功耗最大，磨介運動獲得的能量也最大，有利于提高磨機(jī)的處理量。但是對溢流型球磨機(jī)為防止磨介從溢流口排出，裝球率不應(yīng)高于40。選礦用的裝球率通常取為40一50%。制漿用球磨機(jī)與選礦用球磨機(jī)一樣，對于格子型球磨機(jī)裝球率應(yīng)選擇在4550之間，對溢流型球磨機(jī)應(yīng)選擇在40左右。裝球率對磨礦效果的影響如圖所示。13論述水煤漿制備時球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速率對磨礦的影響球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速率是指球磨機(jī)實際工作轉(zhuǎn)速為球磨機(jī)理論計算的臨界轉(zhuǎn)速的

14、百分?jǐn)?shù)。它也是球磨機(jī)運行工況中的一個重要參數(shù)，直接影響到磨機(jī)功耗及磨介在球磨機(jī)中的運動形態(tài)，因而影響到磨礦效果。球磨機(jī)理論臨界轉(zhuǎn)速nc，是在理想條件下在球磨機(jī)中所受離心力與重力相等時磨介開始發(fā)生離心化現(xiàn)象而不能被拋落時所需要的轉(zhuǎn)速，即隨著轉(zhuǎn)速率提高，磨機(jī)功耗逐漸增大，磨介運動方式中拋落成分增加，瀉落成分減少。工業(yè)生產(chǎn)小球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速率通常取為6578%。水煤漿磨礦與常規(guī)磨礦所不同的是希望能得到較寬的粒度分布，所以應(yīng)相對加強(qiáng)瀉落運動的研磨作用。對于要求以瀉落方式為主的球磨機(jī)，其轉(zhuǎn)速率為n/nc=0.68-0.06r或n/nc=0.68-0.0984d轉(zhuǎn)速率對磨礦效果影響的關(guān)系曲線如圖所示。隨著轉(zhuǎn)速

15、率提高，相對能耗明顯增加，產(chǎn)品粒度變粗，比表面積減少。這些現(xiàn)象都與在不同轉(zhuǎn)速率條件下瀉落運動的研磨作用強(qiáng)弱有關(guān)。從堆積效率看，最佳轉(zhuǎn)速率為70。14磨礦濃度對制漿有何影響？水煤漿制備工藝中一直存在著中濃度(礦漿中固體含量的重量百分?jǐn)?shù)在50左右)磨礦與高濃度磨礦之爭。一般認(rèn)為，中濃度磨礦時磨機(jī)有較大的處理能力，因而磨礦的功耗低，但需要增加能耗高的煤槳過濾及濾餅?zāi)蠡飙h(huán)節(jié)；高濃度磨礦能耗高，有利于磨礦產(chǎn)生的煤粒新生表面及時與添加劑接觸，制漿效果好，但磨機(jī)工況不易掌握。制漿濃度對磨礦效果影響的關(guān)系曲線如圖所示。研究表明，隨著磨礦濃度的提高，產(chǎn)品的粒度變租，產(chǎn)品粒度分布的堆積效率有明顯提高，能耗雖然也增

16、高，但在磨礦濃度不超過70%(這個濃度已滿足水煤漿質(zhì)量的需要)的條件下，與中濃度磨礦工藝相比，磨礦功耗只增加了10左右。在已掌握高濃度磨礦技術(shù)的條件下，選用高濃度磨礦工藝制漿是合理的。15試論述制漿時磨介的選擇與配球的基本方法。p92-95磨介的品種與不同大小磨介的裝入比例(簡稱配球)對磨礦效果也有明顯的影響。水煤漿制備中的磨介一般選用鋼材，最常用的是鋼球也有用鋼棒及鋼段(短圓柱體)的。采用鋼棒時稱棒磨。棒磨機(jī)的待點是磨礦作用帶有選擇性，在棒與棒之間和棒與筒壁之間的被磨物料中，較粗顆粒受到破碎較多，細(xì)物料受到的破碎機(jī)會則較少，如圖49所示，因而產(chǎn)品的粒度比較均勻，粒度分布較窄，不符合達(dá)到較高堆

17、積效率的要求。所以單獨采用棒磨機(jī)制漿是不可取的。但是，若采用兩磨機(jī)雙峰級配的制漿工藝，則可選用俸磨機(jī)粗磨，以便得到較均勻約粗粒產(chǎn)品，為雙峰級配創(chuàng)造更有利的條件。球磨機(jī)的合理配球問題，一般是根據(jù)給礦和球磨機(jī)的工作條件，先計算所需的最大球徑，其他球徑的裝入比例由經(jīng)驗表格中選取。16簡述振動磨機(jī)的磨礦作用及受力分析。振動磨機(jī)的工作單元是一個筒體。筒內(nèi)裝有球形、圓柱形或棒狀磨介及被磨物料。筒體支承在彈性機(jī)座上由激振裝置帶動，在垂直于筒體軸線的平面上作圓形或近似于圓振動。在筒體振動作用下，筒內(nèi)磨介產(chǎn)生下列兩種磨礦作用。(1)受磨擦力的帶動，磨介沿筒體相同的回旋方向劇烈地自轉(zhuǎn)，磨介間產(chǎn)生強(qiáng)烈的研磨作用。(

18、2)筒內(nèi)每個磨介和其中的顆粒都將與筒體一樣隨筒體在空間作旋轉(zhuǎn)運動，旋轉(zhuǎn)的角速度及半徑可近似地與筒體相同。當(dāng)離心力克服重力后，磨介沿著旋轉(zhuǎn)的切線方向向空間作拋射運動，結(jié)果，在磨介之間，磨介與筒壁間以及磨介與物料間產(chǎn)生的劇烈的碰撞擊碎作用。磨介作旋轉(zhuǎn)振動運動的受力分析，如圖所示。17試論述水煤漿制漿工藝的主要環(huán)節(jié)及其作用。p121水煤漿制備工藝通常包括選煤(脫灰、脫琉)、破碎、磨礦、加入添加劑、捏混、攪拌與剪切，以及為剔除最終產(chǎn)品中的超粒與雜物的濾漿等環(huán)節(jié)。制備工藝取決于原料煤的性質(zhì)與用戶對水煤漿質(zhì)量的要求。(1)選 煤 當(dāng)原料煤的質(zhì)量滿足不了用戶對水煤漿灰分、硫分與熱值的要求時，制漿工藝中應(yīng)設(shè)有

19、選煤環(huán)節(jié)。除制備超低灰（灰分小于1)精細(xì)水煤漿外，制漿用煤的洗選均采用常規(guī)的選煤方法。大多數(shù)情況下選煤應(yīng)設(shè)在磨礦前，只有當(dāng)煤中礦物雜質(zhì)嵌布很細(xì)，需經(jīng)磨細(xì)方可解離雜質(zhì)選出合格制漿用煤時，才考慮采用磨礦后再選煤的工藝。(2)破碎與磨礦在制漿工藝中，破碎與磨礦是為了將煤炭磨碎至水煤漿產(chǎn)品所要求的細(xì)度，并使粒度分布具有較高的堆積效率。它是制漿廠中能耗最高的環(huán)節(jié)。為了減少磨礦功耗，除特殊情況外(如利用粉煤或煤泥制漿)，磨礦前必須先經(jīng)破碎。磨礦可用干法，亦可用濕法。磨礦回路可以是一段磨礦，也可以是由多臺磨機(jī)構(gòu)成的多段磨礦。原則上各種類型的磨機(jī)，例如雷蒙磨、中速磨、風(fēng)扇磨、球磨、棒磨、振動磨與攪拌磨都可用于

20、制漿。 (3)捏混與攪拌捏混只是在干磨與中濃度濕磨工藝中才采用。它的作用是使干磨所產(chǎn)煤粉或中濃度磨礦產(chǎn)品經(jīng)過濾機(jī)脫水所得濾餅?zāi)芘c水和分散劑均勻混合，并初步形成有一定流動性的漿體，以便于在下一步攪拌工序中進(jìn)一步混勻。攪拌在制漿廠中有多種用途。它不僅僅是為了使煤漿混勻，還具有在攪拌過程中使煤漿經(jīng)受強(qiáng)力剪切，加強(qiáng)藥劑與煤粒表面間作用，改善漿體流變性能的功能。在制漿工藝的不同環(huán)節(jié)，攪拌所起的作用也不完全相同。(4)濾 漿。制漿過程中必然會產(chǎn)生一部分超粒和混入某些雜物，它將給貯運和燃燒帶來困難，所以產(chǎn)品在裝入貯罐前應(yīng)有雜物剔除環(huán)節(jié)，一般用可連續(xù)工作的篩網(wǎng)(條)濾漿器。（5）其它為了保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，制漿

21、過程中還應(yīng)有煤量、水量、各種添加劑量、煤漿流量、料位與液位的在線檢測裝置及煤量、水量與添加劑加入量的定量加入與閉路控制系統(tǒng)。18試論述中濃度水煤漿和高濃度制漿工藝的主要特點及差異。p124所謂中濃度磨礦制漿工藝，是指采用50左右濃度磨礦的制漿工藝。由于中濃度磨礦產(chǎn)品粒度分布的堆積效率不高，所以很少采用單一磨機(jī)中濃度磨礦工藝。圖54為二段中濃度磨礦制漿工藝。該工藝為改善最終產(chǎn)品的粒度分布，先從粗磨產(chǎn)品中分出一部分再進(jìn)行細(xì)磨，然后分別或混合進(jìn)行過濾、脫水。脫水后的濾餅加入分散劑捏混、攪拌調(diào)漿。如果需要進(jìn)一步提高水煤漿的穩(wěn)定性，還需要加入適量的穩(wěn)定劑。加入穩(wěn)定劑后還需要經(jīng)攪拌混勻、剪切，使?jié){體進(jìn)一步

22、熟化。進(jìn)入貯罐前還必須經(jīng)過濾漿，去除雜物。高濃度磨礦制漿工藝如圖53。它的特點是煤炭、分散劑和水一起加入磨機(jī)，磨礦產(chǎn)品就是高濃度水煤漿。如果需要進(jìn)一步提高水煤漿的穩(wěn)定性，還需要加入適量的穩(wěn)定劑。加入穩(wěn)定劑后還需要經(jīng)攪拌混勻、剪切，使?jié){體進(jìn)一步熟化。進(jìn)入貯罐前還必須經(jīng)過濾漿，去除雜物。主要差別：中濃度磨礦時磨機(jī)的能力高，但磨礦產(chǎn)品要經(jīng)過過濾脫除多余水分，濾餅與分散劑需經(jīng)捏混和強(qiáng)力攪拌才能均勻混和成漿，工藝流程不如高濃度磨礦制漿工藝簡單。由于中濃度磨礦本身的產(chǎn)品粒度分布不如高濃度磨礦的寬，雖有兩段磨礦調(diào)整粒度分布的環(huán)節(jié)，如果對兩部分的細(xì)度及配比掌握不當(dāng)，最終產(chǎn)品的粒度分布也未必會合理。19水煤漿分

23、散劑有何作用，其作用機(jī)理主要包括那幾個方面。p142 水煤漿分散劑是一種可促進(jìn)分散相(如水煤漿中的煤粒)在分散介質(zhì)(如水煤漿中的水)中均勻分散的化學(xué)藥劑。其主要作用和目的是防止分散相沉淀，提高膠體體系的穩(wěn)定性，改進(jìn)水煤漿的穩(wěn)定性。分散劑吸附到煤粒表面后，在煤粒表面形成很薄一層添加劑分子和水化膜，并且可以大大地降低它與水之間的界面張力。與此同時，水煤漿制備中分散劑還起到降粘作用。分散劑的作用機(jī)理可從三個方面得到解釋：即潤濕分散作用、靜電斥力分散作用及空間位阻與墑斥力分散作用。這三種作用并不相互排斥，而是相互補(bǔ)充。20試解釋水煤漿分散劑的空間位阻分散作用機(jī)理。154所謂空間位阻分散作用，是指使煤粒

24、表面吸附一層物質(zhì)如添加劑分子等，這樣就在顆粒間增加了一層障礙，當(dāng)顆粒相互接近時，可機(jī)械地阻擋聚結(jié)。制漿用分散劑都是一些表面活性劑，表面活性劑是兩親分子，一端是由碳?xì)浠衔飿?gòu)成的非極性的親油基，另一端是親水的極性基。非極性的疏水端極易與碳?xì)浠衔锏拿禾勘砻娼Y(jié)合，吸附在煤粒表面下，將另一端親水基朝外伸入水中。極性基的強(qiáng)親水性使煤粒的疏水表面轉(zhuǎn)化為親水，表面轉(zhuǎn)化為親水后，可形成一層水化膜。如果是離子型分散劑，同時還可提高表面的電性，使周圍可聚集更多的離子，這些離子和水分子結(jié)合也形成水化膜。水化膜中的水與體系中的“自由水”不同，它因受到表面電場的吸引而且定向排列。當(dāng)顆粒相互靠近時，水化膜受擠壓變形，引

25、力則力圖恢復(fù)原來的定向，這樣就使水化膜表現(xiàn)出有一定彈性。所以水化膜也是一種空間位阻。21簡述水煤漿分散劑的主要類型和特點。p156水煤漿分散劑都是一些表面活性利。如前所述它是一種兩親分子，由疏水基和親水基兩部分構(gòu)成。溶于水后親水基受到水分子吸引，而疏水基受到水分子的排斥。結(jié)果疏水基就被排向水面定向排列，將疏水端伸向氣相，親水端伸入水中。如果水中有煤炭這類表面疏水物質(zhì)它也會在煤炭表面定向排列，對煤粒起到很好的分散作用。這種特性使它能顯著地降低溶液的表面張力，提高煤粒表面的潤濕性。表面活性劑溶于水后，按離解與不離解可分為離子型與非離子型兩大類。離子型又可按電荷的屬性分為陰離子型與陽離子型及兩性型三

26、類；所謂兩性型是指當(dāng)溶液偏堿性時顯示出陰離子特性，偏酸性時又能顯示出陽離子特性。表面活性劑中的疏水基都是烴類，多為烷烴與芳烴。親水基有羥基(oh)、羧基(cooh)、磺酸基(so3)、磷酸基(po3)、銨基(nh4)、氧乙烯基(och2ch2)等品種繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)按它的用途和被作用的對象不同進(jìn)行選擇。水煤漿添加劑的疏水基多選擇與煤結(jié)構(gòu)相近的芳烴，這樣可以更好地在煤炭表面吸附。陰離子型的親水基多為磺酸基和羧基，如萘磺酸鹽、磺化腐植酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽等。非離子型的疏水基為烷基、烷基苯或烷基苯酚等。醚鍵為親水基團(tuán)，親水基是聚氧乙烯基或附加有磺酸基等。22簡述水煤漿穩(wěn)定劑的主要類型和特點。p157

27、水煤漿的穩(wěn)定性是指煤漿在儲存與輸送期間保持性態(tài)均勻的特性。由于水煤漿是一種高濃度固液兩相粗分散體系，無論是dl理論中涉及的來自分子熱運動的布朗運動作用力、顆粒間的范德華引力，還是顆粒問的靜電吸引力，都不足以阻止水煤漿中顆粒的沉淀。真正能起到阻止顆粒沉淀、提高水煤漿穩(wěn)定性的，是由穩(wěn)定劑作用形成的空間結(jié)構(gòu)對顆粒沉淀產(chǎn)生的機(jī)械阻力。對高濃度水煤漿，使用電解質(zhì)降低顆粒表面的電位，或者使用高分子絮凝劑，它使水煤漿中的顆粒相互交聯(lián)，形成空間結(jié)構(gòu)，從而有效地阻止顆粒沉淀，防止固液間的分離。所以，水煤漿的穩(wěn)定劑應(yīng)具有使煤漿中己分散的顆粒能與周圍其它顆粒及水結(jié)合成為一種較弱但又有一定強(qiáng)度的三維空間結(jié)構(gòu)的作用。穩(wěn)

28、定劑應(yīng)在加入分散劑經(jīng)捏混攪拌成漿后再另行加入。能起這種作用的穩(wěn)定劑有無機(jī)鹽、高分子有機(jī)化合物，如常見的聚丙烯酰胺絮凝劑、羧甲基纖維素(cmc)以及一些微細(xì)膠體粒子(如有機(jī)膨潤土)等。23水煤漿的流變性對穩(wěn)定性有何影響？187,188水煤漿的穩(wěn)定性是指煤漿在貯存與輸送期間保持性態(tài)均勻的持性。水煤漿之所以難以保持性態(tài)均勻，最根本的原因是它本身就不是一種均質(zhì)流體，而是固液兩相混合物。穩(wěn)定性的破壞來源于其中固體顆粒的沉淀。水煤漿的穩(wěn)定性雖然與煤炭的性質(zhì)、顆粒的粒度分布、添加劑、水煤漿的濃度以及水煤漿的流變性等諸多因素有關(guān)，但作者認(rèn)為這些因素對穩(wěn)定性的影響最終還將會表現(xiàn)在水煤漿的流變性上，因為在水煤漿中

29、阻止顆粒沉淀的機(jī)械力，也正來源于水煤漿中阻止流體變形和流動的同一類作用力。所以水煤漿的穩(wěn)定性除決定其中顆粒自身的性質(zhì)如粒度、密度、形狀外，主要取決于水煤漿的流變性。水煤漿的流變性對穩(wěn)定性影響，目前主要從它的觸變性及屈服應(yīng)力兩個方面來分析。簡單定性地說，水煤漿的粘度越高，屈服應(yīng)力愈大，觸變性越強(qiáng)，穩(wěn)定性會愈好。水煤漿濃度增高能使穩(wěn)定性提高的特點也往往可以通過流變性反映出來。24剪切對水煤漿流變性有何影響？193，195-199水煤漿在攪拌、泵送與管道輸送過程中都要受到不同程度的剪切作用，由于水煤漿是一種非牛頓流體，其流變性與所受到的剪切作用和剪切經(jīng)歷有密切的關(guān)系。在剪切作用下，水煤漿流變性的改變

30、對它的流動性與穩(wěn)定性都有影響，所以水煤漿的抗剪切性是水煤漿質(zhì)量的一個重要方面。影響：(1)水煤漿經(jīng)受剪切作用后流變待性變化的多樣性，是由于各人試驗所用水煤漿本身的特性不同以及經(jīng)受的剪切的形式及強(qiáng)度不同而引起的。(2)適當(dāng)溫和的剪切有利于加速添加劑與煤粒間的相互作用，只要添加劑配方選擇適當(dāng)，這種剪切作用終歸可以改善水煤漿的流變性與穩(wěn)定性。(3)原屬廠假塑性或屈服假塑性的水煤漿，經(jīng)適當(dāng)溫和的剪切作用后，粘度將會降低。原屬于脹塑性或屈服脹塑性的水煤漿，經(jīng)適當(dāng)溫和的剪切作用后，粘度將會升高。這種現(xiàn)象的作用機(jī)理與形成它們那種流變特性的機(jī)理相同。(5)剪切作用破壞了添加劑在煤粒表面的吸附，這些添加劑雖然還

31、存在水中，但它們不再對煤粒起分散降粘作用，它們并沒有被消耗，煤漿經(jīng)溫和攪拌又可重新發(fā)揮作用。所以有時剪切變粘的煤漿，經(jīng)緩慢攪拌后可部分恢復(fù)。(6)強(qiáng)剪切作用或經(jīng)受較長時間的剪切，煤漿的流動性會顯著變壞甚至完全不能流動，這是因為剪切作用使煤漿中顆粒之間碰撞的機(jī)率及碰撞強(qiáng)度大大增強(qiáng)。由dlvo理論可知，當(dāng)顆粒在外力作用下相互靠攏并獲得較高的動能時，它可以克服阻礙顆粒接近的能峰而進(jìn)入吸引區(qū)，在吸引力作用下使顆粒緊密相連構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)物。這樣形成的空間結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要比由穩(wěn)定劑構(gòu)成的結(jié)構(gòu)物要牢固得多，因而具有很大的屈服應(yīng)力，使煤漿的流動性會顯著變壞甚至完全不能流動。(7)適當(dāng)強(qiáng)度的剪切作用可提高水煤漿的屈服

32、應(yīng)力，加速煤漿的熟化，從而改善水煤漿的穩(wěn)定性。(8)水煤漿在車、船運輸途中因振動、顛波產(chǎn)生的剪切作用可削弱水煤漿中空間結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度，減小屈服應(yīng)力，加速顆粒的沉淀。25簡述水煤漿的攪拌作用及攪拌方式。p201攪拌是水煤漿制備過程中不可缺少的工藝環(huán)節(jié)，它用于使?jié){體分散、混合(混勻，調(diào)和)、懸浮(防止沉淀分層)、剪切，或者使添加劑與顆粒充分接觸，以加速水煤漿的熟化。攪拌的主要作用是使?jié){體混合與剪切，這些作用是依靠攪拌桶內(nèi)流體的運動來完成的。攪拌裝置只是給流體傳遞能量，并使桶內(nèi)流體產(chǎn)生渦旋、湍流和對流循環(huán)。正是依靠流體的這些運動，物料得以分散、混勻和經(jīng)受剪切。湍流是由各種大小不同的渦旋構(gòu)成的，渦旋中速度分布不均會引起剪切。不均勻的流體在剪切作用下一次又一次地受到拉碎、撕裂而成為更小的微團(tuán)，進(jìn)而更為分散和混勻。對流循環(huán)也有擴(kuò)散作用并且不斷地將流體帶入高剪切區(qū)和湍流區(qū)，使捅內(nèi)整個流體得以均勻混合。按攪拌方式不同，可分為射流攪拌，氣流攪拌及機(jī)械攪拌等幾多種。射流攪拌是通過泵的外部循環(huán)將貯罐內(nèi)的煤漿逐漸調(diào)勻。氣流攪拌是依靠壓縮空氣的動力鼓動周圍的煤漿，壓縮空氣進(jìn)入流體后，空氣膨脹產(chǎn)生鼓泡，隨著鼓泡的運動帶動煤漿翻滾，從而達(dá)到清除沉淀和使煤漿調(diào)勻的目的。機(jī)械攪拌方式是通過葉輪的旋轉(zhuǎn)，使流體會產(chǎn)