等離子體裂解煤固體產(chǎn)物制備水煤漿的流變學研究.pdf

1、氫等離子體裂解煤制乙炔工藝中，煤粉進入等離子體后瞬間發(fā)生裂解，除了生成氣態(tài)低鏈烴類如乙炔、乙烯、甲烷等氣體產(chǎn)物以外，還會在反應(yīng)器內(nèi)表面產(chǎn)生一些結(jié)焦物，另外剩余大量的裂解殘渣從反應(yīng)設(shè)備中排出，此“裂解殘渣”即為本文研究對象“固體產(chǎn)物”，其產(chǎn)生量大，約占到原料煤粉量的60％以上，有效利用該固體產(chǎn)物對提高等離子體裂解煤制乙炔的技術(shù)經(jīng)濟水平具有重要意義。本論文根據(jù)固體產(chǎn)物含碳量高、粒徑小、含硫低等特點，將其配制成水煤漿，對不同條件下所表現(xiàn)出的流

2、變學性能進行了系統(tǒng)研究，主要分為無添加劑固體產(chǎn)物制備水煤漿本征流變性能分析，以及添加劑對于固體產(chǎn)物制備水煤漿流變性能影響情況研究。
　　本文首先對等離子體裂解煤制乙炔工藝所得到的固體產(chǎn)物的理化性質(zhì)進行了分析，粒徑分布測試結(jié)果顯示69.430μm以下范圍的顆粒占總量的90％，其他相關(guān)工業(yè)分析與元素分析、堆積密度、安息角、親水性接觸角以及比表面積等物料信息顯示固體產(chǎn)物具有高灰分、高固定碳含量，低硫含量等特點。
　　考察了無添加劑

3、固體產(chǎn)物制備水煤漿本征流變性能，結(jié)果顯示(1)所得體系隨著制漿條件的不同會出現(xiàn)牛頓型、剪切變稀型等不同種類的流體形式;(2)表觀粘度隨著固體產(chǎn)物顆粒粒徑的降低而升高;(3)堿性條件可以得到更好流動性能，更適于工業(yè)存儲與運輸;(4)體系粘-溫關(guān)系并不適用于傳統(tǒng)的Arrhenius方程，本文提出了改進的立方型粘-溫方程，使固體產(chǎn)物制備的水煤漿流變性能隨溫度的變化規(guī)律得到了更好的描述;(5)未使用添加劑體系表現(xiàn)出了較差的穩(wěn)定性，55wt％固含

4、量的水煤漿樣品進行靜置實驗12天后，上層清液比達到了2％左右。
　　對比使用了3種離子型分散劑（萘磺酸鈉甲醛縮聚物、木質(zhì)素磺酸鈉、馬來酸酐-丙烯酸鈉共聚物）和1種非離子型分散劑（月桂醇聚氧乙烯醚）作為添加劑，考察了添加劑對于固體產(chǎn)物制備水煤漿流變性能的影響，得到了不同于一般褐煤水煤漿的流變性變化:(1)50％固含量的實驗結(jié)果顯示，當體系沒有添加劑存在時，粘度隨著剪切速率的增加而降低，加入不同添加劑時，體系流變性質(zhì)變?yōu)閾碛蟹逯嫡扯鹊?/p>

5、特殊狀態(tài)，而添加劑降低體系粘度的效果在固含量上升至55％時就消失了，甚至出現(xiàn)了反效果;(2)使用1＃添加劑的水煤漿，隨著固含量的提升，相同剪切速率下粘度也逐漸增大，當固含量超過55％后，粘度上升速率非?？?(3)體系粘度不會隨著添加劑用量的提升不斷降低或達到某一穩(wěn)定值，而是降低到一定程度后反而會粘度增加;(4)不同添加劑體系水煤漿的粘-溫關(guān)系大體相似，均為隨溫度升高，體系粘度下降，但下降幅度與速率不同，個別添加劑體系適用簡化的二次型粘-