水煤浆中超微细颗粒粒度的测定

文章编号沮009-019320015-007005水煤浆中超微细颗粒粒度的测定敖先权12曾祥钦21四川大学化工学院四川成都6100642贵州工业大学化工系贵州贵阳550003)摘要提岀了水煤浆中超微细颗粒粒度的比重计检测方法简述其原理、操作步骤及结果计算等。关键词水煤浆超微细颗粒颥粒粒度北重计法中图分类号:TQ531.1文献标识码30前言粒度分布是粒状物的生产处理和使用中非常重要的数据。可用来确定产品的质量和等级也可为制定科研和生产方案提供依据。水煤浆(CWM是一种含煤约70%添加剂1%其余为水的新型煤基洁净燃料其研究及应用正受到普遍重视和推广。水煤浆的粒度分布决定着煤粉的堆积效率对最大制浆浓度及水煤浆的流变特性都有主要影响。不同的煤种及添加剂配方须采用不同的粒度组成。因此掌握好水煤浆的粒度分布是制备水煤浆的关键技术之一。水煤浆的粒度分布较宽上限可达500微米下限比微米级还细很难用一种方法有效进行粒度分析。目前测定水煤浆粒度组成的方法主要采用激光粒度分析法和筛分一 Andreason沉积分析两种方法。前者是一种直接快速的測定方法但其设备较昂贵后一种是筛分析与重力沉降法中的吸管法相结合的方法其方法是将一定量的煤浆用200网鼠75μm舶筛子进行湿法筛分,然后將筛上部分烘干再进行干法筛分。筛下部分用 Andreason移液管进行沉积分析最后综合实验结果得到煤浆的粒度组成。这种方法较费时约需5小时1151.比重计法是重力沉降法中的一种其分析结果对粒度分组较细操作简单成本较低分析速度较快实用于水煤浆的研究及生产要求。本文以制浆用煤磨粉对小于200网目的煤粒作粒度分析在没有激光粒度分析仪的情况下为水煤浆的粒度分析提出了一种相对快速简便的检测方法。1比重计法原理1.1比重计法基本原理比重计法是采用均匀悬浮体进行沉降分析被测悬浮液中的颗粒常可视为连续分布。经过一定沉降时间t后上层有一层澄清介质其厚度相当于最小粒径Dm的深度h-n由hm向下浓度呈逐渐增加的分布。在某一定深度h以上的范围内凡粒径大于与此h相对应的D的颗粒都不复存在。设在时间t深度h测量出悬浮液的颗粒重量浓度或与之成正比的任何性质如密度概以aht廉示对原均匀悬浮液以C表示。因此对应于粒径Dht)的重量累积分数为aD)=」myFDdD= c ah式中FD是归一到1的重量分布函数,C是在h处的单体和戶业岳命的量为Co的颗粒中因D>D(h颗粒沉降离去后剩下的颗粒重。由于悬浮液和浓度C呈成正比即CNMHG9与悬浮液的颗粒p-∝aht)所以可以测量沉降过程中悬浮液密度的变化代替求其重量浓度C的变化(1武变为收稿日期2001-06-19第5期敖先权曾祥钦水煤浆中超微细颗粒粒度的测定71&D)=c=p-ers pke-er)(2)式中po是沉降开始时均匀悬浮体的密度但其实际测定困难。假定粉末颗粒与液体构成悬浮液时体积的加和性就可以采用需知颗粒密度p而无须p的上列第二个表达式。由测出的ρ-h活可算出重量累积分布巫D)~D对D求微商可获得各D的分布函数RDⅫ粒度分布。12粒径计算原理粒径计算是以 Stokes定律为基础球形粒子在分散介质中一方面受到重力的作用作加速运动而下沉另一方面受到介质的阻力当此二力相等时粒子将作匀速下沉。则4r(P2-!=6rr(P2-)g9√ap-此即 Stokes公式。式中R为粒子半径們为介质粘度,为沉降速度g为重力加速度若h表示t时间内粒子沉降的距离则√xp-9l2.121Ps-pfD=4.242。m(3)Ps-Pf式中D为粒子的直径。若粒子不是球形由上式求得之R为等效半径D(h称为标称粒径21.2粒度的测定2.1悬液制备1斌样诹制浆用煤样将煤样磨成细粉用200网目的标准筛进行湿法筛分。取筛下部分进行烘干,测定其密度p,20℃时n=1.6667g/cm32减试剂用0.01gL-1Twee80溶液作分散剂避免悬液中颗粒凝聚让其充分分散)除去CO2的蒸馏水作液体介质。20℃时加入分散剂后其粘度为n=1.002×10-3Pas密度为=0.99825g/cm3〔3测试器皿北重计、量筒搅拌棒、烧杯滴液管、温度计、秒表、恒温装置、测高仪。2.2测试结果将上述烘干煤粉准确称取45克分别分次加入分散剂50m1用带橡皮头的玻璃棒搅拌制成稀悬浮液,盛入1000ml量筒加水至1000ml放入恒温槽恒温至20α温度的改变将引起介质粘度变化及介质对流增加分析误差因此检测过程中应尽量保持恒温)然后用带孔金属片搅拌棒上下搅动悬液30次切勿使悬液产生涡流现象。搅拌停止时为沉降起始时间立即按下秒表迅速放入比重计在308时读第一个数以后的读数时间皆为前一时间的2倍即42、1、125″直至大部分液体变瀛约需2小时)相邻二读数值变化很小为止。记录各沉降时刻比重计读数液面到比重计泡中心的距离作为粒子沉降高度列于表1由于比重计读数变化较小在悬液中会受到液面的影响可用测高仪来观察比重计下降高度的变化可得较为准确的结果表1比重计法测定数堆序号沉降时间沉降高度比重计读数YHe中国煤化分数dg/cm2)CNMHG%)1.015750.12161.015231.01468表接下页72贵州工业大学学报(自然科学版)2001年1.013571.0125679.580.12541.0110271.030.1271.010573360.13071.009390.1321.007451.326720.13491.0067947.650.13691.0060013440.13911.0051538.5419200.14121.0034628.641426880.14311.0029838400.14541.0026224.5153760.14601.00194876800.14751.00095715.2823结果处理(1)2武计算出粒径Ⅸ(h,t粒子重量负累积分数∝D)根据 Stokes公式3)求出各沉降时刻相应的颗粒直径Dh)列于表2)作积分分布曲线和微分分布曲线。根据表1的数据用粒径D作横坐标重量负累积分数《D胙作纵坐标进行曲线拟合得到的曲线即为重量累积分布曲线即积分分布曲线见图1)根据曲线可求得一粒径范囤内的百分含量。●比重计法负累积,%000■激光粒度负累积,%D(μm)图1累积分布曲线图将得到的积分分布曲线亟D)-D图1对D求微商得到各D的分布函数FD)即微分分布曲线见图2)表示各粒径的粒度分布。两粒径间曲线下面积与曲线下总面积之比表示两粒径之间的粒子所占的相对含量。曲线峰值所处之D值是样品中含量最多的粒子直径值。2.4结果比较为了验证实验结果的可靠性我们将其与激光粒度分析凵中国煤化工。用 Malvern instruents激光粒度分析仪对同一样品进行粒度测定将其结果CNMH本实验结果进行对比激光粒度测定法与比重计法的绝对误差见表2第5栏。可以着山网平力)所得时网崇曲线较吻合比重计法有较好的可信度有一定适用价值。第5期敖先权曾祥钦水煤浆中超微细颗粒粒度的测定73测定结果0D(um)图2粒度分布曲线图表2激光粒度分析与比重计法的结果对比粒级/m本级%比重计法负累积%激光粒度负累积%绝对误差%91.361.855.6350-438.552.7465.1330-2610.6962.0158.004.0151.320.822-194.3947.6546.3543.2641.252.0116-1392.7413-112.6229.6426.430.4510-83.7624.5125.065.4720.7522.08-1.3315.283结论通过实验证明利用比重计法测定煤粒粒度分布是直观和方便的。与吸管法相比该方法在测定过程中避免了频紊的取样、烘干及称量操作加快了检测速度约需3小时。数据处理可实行电算化结合筛分析法结果利用数据处理软件可对水煤浆进行全粒级粒度拟合。该方法是一种比较快速、准确、廉价的检测法也实用于其它类似粉状固体粒度检测中国煤化工CNMHG参考文献[1]张荣曾水煤浆制备技术M]北京北京科学出版社199[2]高祜蒿颗粒粒度与比表面测量原理M]上海:上海科学技术文献出版社A989[3]北京大学化学系胶体化学教研室胶体与界面化学实验M]北京北京大学出版社1993[4]姚允斌簿胶体与表面化学导说M]天津南开大学出版社19874贵州工业大学学报(自然科学版)2001年[5]刘丽俭簿快速测定工业水煤浆粒度组成的方汰J煤炭加工与综合利用200(4)15-17Ultra-fine Particle Size Measurement of Coal WaterSlurry by Hydrometer Methodao Xian-ZENG Xianngineering Sichuan University Chengdu 610064, China i 2. Department ofChemical Engineering gut Guiyang 550003 China)Abstract This paper offers a hydrometer method for determining size distribution of ultra-fine particlein coal water slurry and discusses its mechanism operation procedures and date calculation. It is considered to be a quick accurate and cheap testing methodKey words coal water slurry jultra-fine particle particle size hydrometer method上接59页)3殿计思路以简要明快功能齐全为基调除具有良好的交互性外还应考虑具有直观性使用简便等特点学习者不需学习就可使用该软件。4顶面的创意是课件制作中的灵魂它难度较高需要创作人员有较高的审美意识及美术功底没设计的页面即要美观又能充分突出主题〔5影像视频流是课件中不可缺少的一部分也是课件制作中的难点影像制作除掌握摄录编基础知识外还应掌握影像的采集、编辑影像特技的制作。由于影像占用的空间较大影像所选择的格式也是需要考虑的问题影像量大时可考虑使用MPEG4格式它有极高的压缩比。(6勵画狂影像无法表达时动画显得尤为重要可使页面显得活泼生动因此有必要掌握 gif, flash,3D动画的制作7〕作过程中要充分发挥集体合作的精神高质量的软件绝非一人能在短时间内完成制作群的概念就是提倡集体合作精神。这能充分发挥每个人的特长使整体制作水平能达到一个相当的境界一个优秀的多媒体软件就此产生了。参考文献[1]钟玉琢多媒体计算机技术M]北京清华大学出版社19982]张玉祥. Authorware多媒体实用开发技术M]昆明云南科技出版社1999[3]电脑报社编99电脑应用精华本N]电脑报社199Talk about Multimedia Software MakinZHAN Hui-jing GUo Xian-li(1. Guizhou Communication Vocational Technical College,Guiyang 550008, China 2. Guiyang ChineseMedical College Guiyang 550001 China)Abstract With the development of multimedia technology中国煤化工icatecome a topical subject This paper talks about multimediaCNMHGll as how to makea good multimedia course softwareKey words :multimedia courge software interaction ifilm ipicture television frequency current