響應(yīng)面優(yōu)化神府煤制備水煤漿研究.pdf

1、神府煤屬于低灰、低硫、高內(nèi)水的低階煤，難以制備高濃度、低粘度的水煤漿。本文以神府煤為原料，進(jìn)行了分散劑的篩選、復(fù)配以及粒度復(fù)配，并使用響應(yīng)面優(yōu)化法對分散劑復(fù)配比、用量及粒度復(fù)配等因素進(jìn)行了分析、優(yōu)化。研究結(jié)果對于提高神府煤制漿濃度有一定的指導(dǎo)意義。主要研究結(jié)果如下：
　　（1）選取了13種分散劑，通過制漿，進(jìn)行了分散劑的篩選、復(fù)配研究。結(jié)果表明，脂肪族高效水煤漿分散劑與木質(zhì)素磺酸鈉水煤漿分散劑復(fù)配時，神府煤成漿性好，且復(fù)配比例為4

2、:1。
　?。?）采用四種不同粒徑的神府煤粉：用中粒級樣 CS(d50=33μm)、超細(xì)樣UFS-A(d50=8μm)、超細(xì)樣UFS-B(d50=6.5μm)、超細(xì)樣UFS-C(d50=4.5μm)進(jìn)行單一制漿實(shí)驗(yàn)；用CS分別與UFS-A、UFS-B、UFS-C復(fù)配制漿實(shí)驗(yàn)；采用Alfred模型計(jì)算單一樣品、復(fù)配樣品的理想粒度分布。結(jié)果表明，通過樣品間的合理復(fù)配，部分樣品的實(shí)際粒度分布接近于理想粒度分布，隨著超細(xì)樣含量的增加，實(shí)際

3、粒度分布不斷接近于理想粒度分布，可以有效提高神府煤的制漿濃度；當(dāng)樣品(CS):(UFS-A、B、C)=8:2或6:4時，提濃效果最明顯；并且隨著超細(xì)樣品比例的增加，漿體依次表現(xiàn)為假塑型、Bingham型和脹流型三種流體。
　?。?）使用Design-expert軟件中的Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案來進(jìn)一步探討影響神府煤成漿的各因素。方案一：以細(xì)樣FS(d50=12.5μm)百分含量、超細(xì)樣品UFS-B百分

4、含量、復(fù)配分散劑用量（煤基百分含量）為三因素，在定濃（62％）條件下，使用響應(yīng)面（RSM）法分析三因素對粘度及穩(wěn)定性的影響；方案二：以超細(xì)樣品UFS-A百分含量、超細(xì)樣品UFS-B、UFS-C百分含量比、分散劑復(fù)配比為三因素，在定粘（1100 mPa·s）條件下，分析三因素對濃度影響；并建立相應(yīng)的預(yù)測模型以及探討最優(yōu)配方。結(jié)果表明，方案一中，以定濃粘度為響應(yīng)值的二次回歸方程模型可用于對粘度的理論預(yù)測，并得到了定濃粘度的最優(yōu)配方：FS百分

5、含量為55%， UFS-B百分含量為35%，復(fù)配分散劑用量為1.04%，在定濃（62%）條件下使水煤漿粘度從1975 mPa·s降到1067 mPa·s；方案二中，以定粘濃度為響應(yīng)值的二次回歸方程模型可用于對濃度的理論預(yù)測，并得到了定粘濃度的最優(yōu)配方：超細(xì)樣品UFS-A百分含量為70%，超細(xì)樣品UFS-B、UFS-C百分含量比為1.44，分散劑復(fù)配比為0.33，在定粘（1100 mPa·s）條件下使水煤漿濃度從58.12%增加到60.2

6、9%。通過比較，方案一改善神府煤成漿效果較明顯。
　?。?）依據(jù)方案一，在定濃粘度最優(yōu)配方的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展制漿樣品粒度范圍，分別使用樣品A(75μm～125μm)，樣品B(125μm～200μm)為粗粒級樣品。用最優(yōu)復(fù)配樣品配方[FS(55%)、UFS-B(35%)、UFS-C(10%)]復(fù)配的細(xì)樣進(jìn)行提濃制漿研究。結(jié)果表明，當(dāng)粗樣A：復(fù)配細(xì)樣的比例為2:8時，可制得濃度為68%的水煤漿；當(dāng)粗樣B：復(fù)配細(xì)樣為4:6時，可制得最高濃度