润湿型化学抑尘剂的试验研究
煤尘抑尘剂的润湿性能研究
扫码阅读下载郭王勇，鞠振福，靳昕，等.煤尘抑尘剂的润湿性能研究［J ］.矿业安全与环保,2021,48(2) ： 66-70.GUO Wangyong, JU Zhenfu , JIN Xin, et al. Study on the wettability of coal dust suppressants ［ J ］. Mining Safety &Environmental Protection ，2021，48(2) ：66-70.DOI ： 10. 19835/j. issn. 1008-4495. 2021. 02. 013煤尘抑尘剂的润湿性能研究郭王勇S 鞠振福1，靳 昕1，吴刘锁-卢玉英2,阳靖峰2，李 鹏1，徐泽强-张建成1(1.北京南瑞怡和环保科技有限公司，北京100091 ； 2.上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，上海200241)摘要:选取3种煤粉作为研究对象，分别对7种不同抑尘剂的润湿性能进行了测试。
基于煤粉成 分、粒径分析结果，结合抑尘剂电动电位、表面张力性能，通过抑尘剂在煤粉表面的接触角和正向渗透实验研究了抑尘剂对煤粉润湿性的影响。
结果表明，抑尘剂在煤粉表面的接触角与煤粉的灰分成反比;抑尘剂溶液的表面张力、液一固之间的界面张力共同影响抑尘剂在煤粉表面的润湿能力；抑尘剂对不同粒 径煤粉的渗透性能提升有较大差异，电动电位较小的抑尘剂能够有效改善较小粒径煤尘的表面润湿性。
关键词：化学抑尘；煤尘治理；润湿性能；接触角；正向渗透实验中图分类号:TD714文献标志码：A文章编号：1008-4495 (2021)02-0066-05Study on the wettability of coal dust suppressantsGUO Wangyong 1 , JU Zhenfu 1 , JIN Xin 1 , WU Liusuo 1 , LU Yuying 2 , YANG Jingfeng 2 , LI Peng 1 , XU Zeqiang 1 , ZHANG Jiancheng 1(1. Beijing Nari Yihe Environmental Technology Co. , Ltd. , Bejing 100091, China ；2. Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology and Application Co. , Ltd. , Shanghai 200241, China )Abstract : Three kinds of coal fines were selected as the research objects , and the wettability of seven different dustsuppressants was tested respectively. Based on the component of coal fines and particle size analysis result,combined with theelectric potential and surface tension properties of dust suppressants , the effect of dust suppressant on wettability of coal fineswas studied by the contact angle and forward osmosis experiment on the surface of coal fines. The results show that the contactangle of dust suppressants on the surface is inversely proportional to the ash content of coal fines ； the surface tension of dust suppressant solution and the interfacial tension between liquid and solid jointly affect the wetting ability of dust suppressant on the surface of coal fines ； dust suppressants have great differences in improving the permeability of coal fines with different particle sizes. Dust suppressants with smaller electric potential can effectively improve the surface wettability of coal dust withsmaller particle sizes.Keywords :chemical dust suppression ； coal dust treatment ； wettability ； contact angle ； forward osmosis experiment近年来，由于国家对环保的大力支持，我国在煤尘治理方面进行了较广泛的研究，煤炭开采运输过程中的抑尘技术逐渐引起了人们的重视［1-3］。
煤矿喷雾降尘用新型润湿剂优选复配基础试剂的实验
第３期 收稿日期：２０１８－１１－０７作者简介：常宸玮（１９９５—），男，在读本科生。
煤矿喷雾降尘用新型润湿剂优选复配基础试剂的实验常宸玮，赵 媛，刘 畅，赵明越（滨州学院化工与安全学院，山东滨州 ２５６６０３）摘要：井下粉尘主要来自采掘工作面，煤矿防尘用水表面张力大、润湿性能差、导致喷雾降尘率较低，达不到降尘要求。
为提高清水喷雾降尘效率及润湿剂的使用效率，利用理论分析、实验研究的方法，通过对新型润湿剂复配基础试剂的实验，探寻适用于田陈煤矿采掘工作面的润湿剂优选试剂。
关键词：粉尘；采掘面；理化性质；润湿剂中图分类号：Ｘ７５２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１９）０３－０１６５－０９１ 润湿剂除尘机理１．１ 湿润剂简介及除尘机理液体之所以能够润湿固体，是因为固体表面能对液体产生了吸引力，与被润湿的表面接触，亲油链段吸附在固体表面，亲水基向外伸向水中。
把水和基材的接触，变成了水和润湿剂的亲水基团接触，形成了以润湿剂为中间层的夹层结构。
使水相更容易铺展，从而达到润湿的目的。
在喷雾降尘过程中，雾滴与雾滴、雾滴与粉尘颗粒以及粉尘颗粒之间都会发生碰撞，在这三种情况下，仅有雾滴与粉尘颗粒之间的碰撞才可能有降尘效果［１］。
换言之，只有当液滴表面张力足够小时，尘粒才能被吞没在液滴中。
粉尘与雾滴的吸附过程如图１所示。
图１ 粉尘与雾滴的吸附过程示意图Ｆｉｇ．１ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｄｕｓｔａｎｄｄｒｏｐｌｅｔｓ 研究表明，润湿剂是一种表面活性剂，由亲水基与疏水基组成，在防尘用水中添加润湿剂后，尘粒与液滴相互碰撞，当碰撞发生后并且其吸引力大于排斥力时，尘粒才能粘附于液滴的表面，如果液滴的表面张力很小，尘粒进而被吞没在液滴中。
因此，在井下防尘用水中加入润湿剂后，可以降低水的表面张力，改善其润湿性，从而使尘粒更容易被液滴捕获，提高降尘效率［２］。
１．２ 添加润湿剂后提高喷雾降尘效果的机理分析在原有降尘喷雾系统中加入润湿剂，能够显著提高降尘系统的降尘效果。
《润湿性煤尘抑制剂的筛选及润湿特性研究》
《润湿性煤尘抑制剂的筛选及润湿特性研究》篇一一、引言随着工业的快速发展，煤炭的开采和利用已经成为重要的能源来源。
然而，在煤炭的开采、运输和储存过程中，产生的煤尘问题给环境和人类健康带来了极大的威胁。
煤尘不仅容易引发爆炸事故，还可能引发呼吸道疾病等健康问题。
因此，开发有效的煤尘抑制剂成为了一个迫切的需求。
本文旨在筛选出具有良好润湿性的煤尘抑制剂，并对其润湿特性进行研究。
二、实验部分（一）材料与方法1. 材料准备：实验选用不同种类的煤尘作为实验对象，包括原煤、褐煤、无烟煤等。
同时，筛选了多种可能的煤尘抑制剂，如表面活性剂、天然植物提取物等。
2. 实验方法：首先对各种煤尘进行基础性质分析，如粒径分布、比表面积等。
然后，将煤尘与不同种类的抑制剂进行混合，通过实验观察和性能测试，筛选出具有良好润湿性的煤尘抑制剂。
最后，对筛选出的抑制剂进行润湿特性研究。
（二）实验过程1. 基础性质分析：对各种煤尘进行粒径分布、比表面积等基础性质分析，了解其基本特性。
2. 筛选实验：将煤尘与不同种类的抑制剂进行混合，观察其润湿效果。
通过实验观察和性能测试，筛选出具有良好润湿性的煤尘抑制剂。
3. 润湿特性研究：对筛选出的抑制剂进行进一步的润湿特性研究，包括接触角、润湿速度等指标的测定和分析。
三、结果与讨论（一）实验结果通过实验观察和性能测试，我们筛选出了几种具有良好润湿性的煤尘抑制剂。
其中，一种名为XX抑制剂的天然植物提取物表现尤为出色。
该抑制剂在混合后能够迅速与煤尘结合，显著提高煤尘的润湿性。
同时，我们还对XX抑制剂的润湿特性进行了详细的研究，得到了以下实验数据（表格详见附录）。
（二）讨论与分析1. 润湿性改善：实验结果表明，XX抑制剂能够显著改善煤尘的润湿性。
这主要得益于其表面活性剂的特性，能够降低煤尘表面的张力，使其更容易被水或其他液体润湿。
2. 安全性与环保性：XX抑制剂为天然植物提取物，具有良好的生物相容性和环保性。
化学抑尘剂在金属矿山的试验研究
ｃ ｅ ｓ ｄ，ｔｅ ｄ ｓ ｆｐ ｒｉｌ ｉｅｄ ｒａ ｅ ｈ ｕ ｔｏ ａ ｃｅｓｚ ｐ＜２ ｍ ｓｂ ｏ ｇ ｔｕ ｄ ｒｃ ｎ ｒ ｌ ｕ ｔｒ ｍｏ ａ ａｅｃ ｎ ｂｅｇ ｅ ｔｙｉ ｒ ｖ ｄ ｔ ０ ｗａ ｒ ｕ ｈ ｎ ｅ ｏ ｔｏ ，ｄ ｓ ｅ ｖ ｌｒ ｔ ａ ｒａ ｌ ｍｐ ｏ ｅ ．
要 ： 煤矿 山粉 尘 主 要 来 源 于开 采 工 艺 等 方 面 ， 用 抑 尘 剂 除 尘 是 矿 山 粉 尘 治 理 的重 要 手 段 。 该 抑 尘 剞 由 吸 非 利
湿剂 、 表面活性剂等组成 。在对 比儿种吸湿剂 、 面活性剂兼 容性过程 中优化。在道路碾 压现场试验过程 中， 表 喷 洒添加了抑尘剂配方溶液 的粉尘含水率 明显高于只喷洒清水的粉尘含水 率， 且保湿时间更 长。在碎矿站试验 中喷 洒 了抑尘剂溶液 ， 空气 中粉尘颗粒 明显减少 ， 粒径 ｄ ２ ｐ ｐ＜ ０ ￣ ｍ的粉尘得到 了控制 ． 除尘率得 以大幅度提高 ， 取得了很
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ： ｅ ｄ ｓ ｆｎ ｎ — ｃ ａ ｎ ｉ ｌ ｏ ｓ ｆｏ ｔ ｎ ｎ ｅ ｈｎ ｌｇ ． Ｉ ｕ ｈ ａ ｅ ｓ ｕ ｉｇ ｄ ｓ ｕ － ｓｒ ｃ Ｔｈ ｕ ｔｏ ｏ ｏ ｌｍｉ ｅ ｍａｎ ｙ ｃ ｍｅ ｒ ｍ ｈｅ ｍｉ ｉ ｇ ｔｃ ｏｏ ｙ ｎ ｓ ｃ ｒ ａ ， ｓｎ ｕ ｔｓ ｐ ｐ ｅ ｓ ｎ ｓ ｉ ｎ ｉ ｏ ｔｎ ａ ｓｔ ｏ ｔｏ ｕ ｔ Ｔ ｅ ｄｕ ｔｓ ｐ ｅ ｓ ｎ ｓａ ｅ ｔｃ ｎ ｉｔ ｆｈ ｇ ｏ ｃ ｐ ｃ ａ ｅ ｔ ｕ ｆｃ ｒｓ ａ ｔ ｓ ａ ｍｐ ｒａ ｔｍｅ ｎ ｏ ｃ ｎ ｒ ｌｄ ｓ ． ｈ ｓ ｕｐ ｒ ｓａ ｔ ｇ ｎ ｏ ｓｓｓ ｏ ｙ ｒ ｓ ｏ ｉ ｇ ｎ ，ｓ ｒａ —
《润湿性煤尘抑制剂的筛选及润湿特性研究》范文
《润湿性煤尘抑制剂的筛选及润湿特性研究》篇一一、引言煤尘是煤矿生产过程中常见的粉尘之一，其润湿性对矿井安全生产和环境保护具有重要影响。
煤尘的润湿性直接影响其与水分的相互作用，对防止粉尘爆炸和抑制粉尘飞扬至关重要。
为了解决煤尘带来的问题，开发出有效的润湿性煤尘抑制剂具有重要意义。
本文旨在研究润湿性煤尘抑制剂的筛选及其润湿特性，为煤矿安全生产提供理论依据和实践指导。
二、文献综述近年来，国内外学者对煤尘润湿性及其影响因素进行了广泛研究。
研究表明，煤尘的润湿性受多种因素影响，如煤的成分、粒度、表面结构等。
同时，润湿性煤尘抑制剂的研发和应用也逐渐成为研究热点。
目前市场上存在的抑制剂种类繁多，但其作用机理和效果存在差异。
因此，筛选出适合煤矿现场应用的润湿性煤尘抑制剂显得尤为重要。
三、实验材料与方法3.1 实验材料本实验选取了多种常见的润湿性煤尘抑制剂，包括X、Y、Z 等抑制剂，并对其进行了筛选。
实验材料包括煤尘、蒸馏水、称量纸等。
3.2 实验方法（1）制备煤尘样品：将采集的煤尘进行干燥、研磨、过筛等处理，得到粒度均匀的煤尘样品。
（2）筛选抑制剂：通过实验测定不同抑制剂对煤尘润湿性的影响，筛选出具有较好效果的抑制剂。
（3）润湿特性研究：采用接触角测量法、表面张力测定法等方法，研究筛选出的抑制剂对煤尘润湿特性的影响。
四、实验结果与分析4.1 筛选结果通过实验测定，X、Y、Z等抑制剂对煤尘润湿性的影响程度存在差异。
其中，X抑制剂表现出较好的效果，能有效提高煤尘的润湿性。
因此，X抑制剂被选为进一步研究的对象。
4.2 润湿特性研究采用接触角测量法测定煤尘及添加X抑制剂后的润湿角，结果表明，添加X抑制剂后，煤尘的润湿角明显减小，说明X抑制剂能有效提高煤尘的润湿性。
同时，通过表面张力测定法测定X 抑制剂的表面张力，发现其具有较低的表面张力，有利于在煤尘表面形成稳定的润湿膜，从而提高煤尘的润湿性。
五、讨论与结论5.1 讨论本实验通过筛选出具有较好效果的X抑制剂，并研究了其对煤尘润湿特性的影响。
《润湿性煤尘抑制剂的筛选及润湿特性研究》
《润湿性煤尘抑制剂的筛选及润湿特性研究》篇一一、引言随着工业的迅猛发展，煤炭的开采与利用在全球能源消费中占据了重要地位。
然而，煤尘的产生和飞扬在采煤作业过程中带来了诸多问题，如工作环境差、对设备造成的腐蚀、危害人体健康等。
为解决这一问题，煤尘抑制剂的应用受到了广泛的关注。
本篇论文主要研究润湿性煤尘抑制剂的筛选及润湿特性分析，以期为煤矿安全及环境保护提供有效措施。
二、润湿性煤尘抑制剂的筛选（一）样品采集与初筛我们通过实验室获取多种不同类型的煤尘抑制剂样品，如不同添加剂组合而成的液体型抑制剂、不同黏性聚合物的粉状抑制剂等。
为保证筛选过程的准确性，首先进行了煤尘抑制作用的初步测试，确定了大致筛选方向和初筛方案。
（二）评价指标建立初筛之后，为了更为精准地筛选出有效抑制煤尘飞扬的抑制剂，我们确立了如下几个评价标准：煤尘湿润性能、表面张力分析、抑制剂与煤尘的结合能力以及抑制剂对设备的腐蚀性等。
（三）筛选过程与结果经过一系列实验与测试，我们成功筛选出几款具有较高润湿性、较低表面张力且对设备腐蚀性小的煤尘抑制剂。
这些抑制剂不仅在实验室内表现出良好的抑制效果，同时也具备较好的实际应用潜力。
三、润湿特性研究（一）实验方法对于筛选出的煤尘抑制剂，我们采用了表面张力测定法、接触角测量法等实验方法对其润湿特性进行了深入研究。
此外，还对煤尘与抑制剂的结合过程进行了观察和分析。
（二）实验结果与分析1. 表面张力分析：通过表面张力测定仪对煤尘抑制剂的表面张力进行测量，我们发现筛选出的几款抑制剂均具有较低的表面张力，有利于更好地润湿煤尘颗粒。
2. 接触角测量：通过接触角测量法对煤尘抑制剂与煤尘颗粒的接触情况进行观察，我们发现几款抑制剂均能迅速与煤尘颗粒接触并形成稳定润湿状态。
3. 结合过程分析：通过光学显微镜观察煤尘与抑制剂的结合过程，我们发现筛选出的几款抑制剂均能在短时间内与煤尘颗粒形成稳定的结合状态，有效抑制了煤尘的飞扬。
四、结论本篇论文通过对多种不同类型煤尘抑制剂的筛选及润湿特性研究，成功筛选出几款具有较好应用潜力的产品。
煤尘微细观润湿特性及抑尘剂研发初探——以平顶山矿区为例
㊀第46卷第3期煤㊀㊀炭㊀㊀学㊀㊀报Vol.46㊀No.3㊀㊀2021年3月JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETYMar.㊀2021㊀煤尘微细观润湿特性及抑尘剂研发初探以平顶山矿区为例张建国1,李红梅2,3,刘依婷2,李喜员1,谢㊀晶2,代志旭1,叶思琪2,李露明3,周伟奇4,赵㊀赟4,郝海春5(1.炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南平顶山㊀467002;2.四川大学水利水电学院,四川成都㊀610065;3.成都大学食品与生物工程学院,四川成都㊀610106;4.成都大学机械工程学院,四川成都㊀610106;5.深圳大学深地科学与绿色能源研究院,广东深圳㊀518060)摘㊀要:煤矿开采逐渐向深部延伸,深部开采条件下煤尘灾害频发,防控难度高,除尘机理与技术仍然是深部开采科学高效除尘基础研究的难点与重点之一㊂以平顶山矿区丁㊁戊㊁己㊁庚4组煤层采集的原煤为研究对象,联合多种煤尘物理化学性质测试(工业分析,XRD ,BET ,SEM ,FT -IR )㊁分子动力学模拟等手段,系统采用基础物性特征分析㊁润湿特性多因素影响探讨㊁分子层面润湿机理探索㊁抑尘剂改性讨论的研究思路,开展了基于煤尘微细观结构特征的除尘机理探索及新型抑尘剂研发初探㊂研究表明:平顶山矿区丁戊己庚4组煤层典型煤尘的润湿性大小顺序为戊>丁>庚>己,煤中有机质质量分数㊁水分质量分数㊁灰分质量分数㊁无机矿物成分质量分数㊁比表面积㊁含氧官能团等指标的显著差异将对煤尘润湿性能产生显著影响,比表面积㊁石英质量分数㊁羟基和醚键数量越多,润湿性越好,固定碳质量分数越高,润湿性越差㊂联合煤的红外光谱分析和分子动力学模拟,根据平顶山矿区煤尘亲水官能团特征,研究了水分子在不同数量羟基和醚键修饰的煤表面吸附过程,进一步揭示了煤尘润湿性能的强关联因素,表面羟基数量正相关于吸附水分子能力,而煤尘醚键数量对于吸附水分子能力存在极大值㊂基于煤尘微细观特征对其润湿性的影响机制,考察了3种非离子表面活性剂对4组煤尘的润湿除尘特性,基于表面活性剂分子结构对煤尘润湿的作用机理,针对平煤矿区煤尘提出了引入芳香环结构实现新型抑尘剂改性的解决思路㊂关键词:除尘技术;润湿性;表面活性剂;接触角;抑尘剂;平顶山矿区;微细观中图分类号:TD714㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:0253-9993(2021)03-0812-14移动阅读收稿日期:2021-01-18㊀㊀修回日期:2021-03-11㊀㊀责任编辑:常明然㊀㊀DOI :10.13225/ki.jccs.YT21.0140㊀㊀基金项目:国家自然科学基金资助项目(52004167);四川省国际科技创新合作项目/港澳台科技创新合作资助项目(2018HH0159);广东省引进创新创业团队资助项目(2019ZT08G315)㊀㊀作者简介:张建国(1965 ),男,河南滑县人,教授级高级工程师,博士㊂E -mail:zhangjg_z@126．com ㊀㊀通讯作者:李红梅(1980 ),女,山西临县人,副教授,博士㊂E -mail:lihongmeihappy@126．com㊀㊀引用格式:张建国,李红梅,刘依婷,等.煤尘微细观润湿特性及抑尘剂研发初探 以平顶山矿区为例[J].煤炭学报,2021,46(3):812-825.ZHANG Jianguo,LI Hongmei,LIU Yiting,et al.Micro-wetting characteristics of coal dust and preliminary study onthe development of dust suppressant in Pingdingshan mining area[J].Journal of China Coal Society,2021,46(3):812-825.Micro-wetting characteristics of coal dust and preliminary study on thedevelopment of dust suppressant in Pingdingshan mining areaZHANG Jianguo 1,LI Hongmei 2,3,LIU Yiting 2,LI Xiyuan 1,XIE Jing 2,DAI Zhixu 1,YE Siqi 2,LI Luming 3,ZHOU Weiqi 4,ZHAO Yun 4,HAO Haichun 5(1.State Key Laboratory of Coking Coal Exploitation and Comprehensive Utilization ,Pingdingshan ㊀467002,China ;2.College of Water Resource and Hydro-power ,Sichuan University ,Chengdu ㊀610065,China ;3.College of Food and Bioengineering ,Chengdu University ,Chengdu ㊀610106,China ;4.School of Me-chanical Engineering ,Chengdu University ,Chengdu ㊀610106,China ;5.Institute of Deep Earth Sciences and Green Energy ,Shenzhen University ,Shenzhen ㊀518060,China )第3期张建国等:煤尘微细观润湿特性及抑尘剂研发初探 以平顶山矿区为例Abstract:Coal mining is gradually extending to the deep,coal dust disasters occur frequently under the condition of deep mining,and the dust prevention and control is difficult.Coal dust removal mechanism and technology is still one of the difficulties and emphases in the basic research of scientific and efficient coal dust removal technology in deep mining.The mechanism of coal dust removal based on the microstructure characteristics of coal dust as well as the de-velopment of new coal dust suppressant was explored,utilizing the raw coal collected from the coal seam Ding,Wu,Ji and Geng of Pingdingshan Mining Area.Basic physical properties analysis(industrial analysis,XRD,BET,SEM and FT-IR),multi factor influence on wetting characteristics,wetting mechanism exploration at the molecular level and coal dust wetting agent modification discussion were conducted systemically by means of various physicochemical prop-erties testing and molecular dynamics simulation.The results show that the wettability of the four typical coal samples increases in the order of the coal seam Ji,Geng,Ding and Wu.The significant differences of organic matter content, moisture content,ash content,inorganic mineral content,specific surface area and oxygen-containing functional groups in coal dust show some significant impact on the wettability of coal dust.The results show that the greater the specific surface area,quartz content,hydroxyl and ether bond content are,the better the wettability,and the higher the fixed carbon content,and the worse the ing the results of infrared spectroscopy and molecular dynamics simu-lation of coal,and considering the characteristics of hydrophilic functional groups of coal dust in Pingdingshan mining area,the adsorption process of water molecules on coal surface modified by different numbers of hydroxyl and ether bonds was studied,and the strong correlation factors of wettability of coal dust were further revealed.The number of surface hydroxyl is positively related to the ability of adsorbing water molecules,while the number of ether bonds in coal dust has a maximum value for the ability of adsorbing water molecules.Based on the influence mechanism of mi-cro characteristics of coal dust on its wettability,the wetting and dust removal characteristics of three kinds of non-ionic surfactants on four groups of coal dust were investigated.According to the wetting mechanism of surfactant molecular structure on coal dust,the solution of introducing aromatic ring structure to realize the modification of new dust sup-pressor was proposed for the coal dust in Pingdingshan Mining Area.Key words:dust removal technology;wettability;surfactant;contact angle;dust suppressant;Pingdingshan mining area;microstructure㊀㊀当前我国能源消费结构中,煤炭资源仍然是我国消费占比最大的一次能源,长时间内仍将占据主导地位[1-2]㊂随着地球浅部资源的消耗殆尽,资源开采活动逐渐向深部延伸[3],深部开采已经成为21世纪的主旋律,以平顶山矿区为例,以平煤十二矿为代表的矿井已经正式进入超千米开采[4]㊂煤矿在深部开采条件下,通常通风难度加大,高产㊁高效机械化的井下作业常导致综掘面粉尘质量浓度高[5]㊁工作面能见度低㊁粉尘爆炸危险性大,导致深部资源的开发时效性差,灾害频发[6],尤其是矿工长期吸入大量呼吸性粉尘将会引起尘肺病[7]㊂在深部开采作业中,粉尘质量浓度过高常常还会伴随着灾害事故[8],给矿工带来极大的生命安全威胁㊂除尘机理与技术研究仍然是深部开采科学高效除尘基础研究的难点与重点㊂在除尘规划与政策方面,湿法除尘早已引起国家和行业的重视㊂2019年7月,国家卫生健康委网站发布由国家卫生健康委㊁国家发展改革委等10部委联合制订的‘尘肺病防治攻坚行动方案“[9]㊁‘ 健康中国2030 规划“㊁‘关于实施健康中国行动的意见“[10]等系列政策法规,标志着国家保卫劳动人民健康的决心㊂袁亮[11]从煤矿粉尘研究现状㊁政策标准等方面总结了煤矿粉尘防控与职业安全健康面临挑战,并建议政府主管部门和煤炭行业高度重视职业安全健康科技创新,力争2035年煤矿粉尘职业危害防控与安全健康领域取得突破㊂程卫民等[12]总结了20a来粉尘防治理论及技术取得的成果,提出了未来矿井粉尘防治主攻方向:智能化防尘㊁煤层注水减尘㊁通风除尘㊁抑尘材料研发㊂李德文等[13]分析了我国的防尘现状,提出我国应加强主动防尘,通过添加湿润剂提高注水煤层的湿润性来提高煤层的注水效果㊂金龙哲[14]通过对30余个重点行业和地区粉尘危害现状调研分析,展现了我国粉尘职业危害专项治理和防尘技术方面在 十三五 期间取得的成效,指出了防尘支撑体系不健全㊁职责不明确㊁防治科研投入少㊁工程防护不到位等问题,并强调 十四五 期间要重点围绕高效综合防尘技术(减尘㊁降尘㊁除尘等)开展研发㊂可见,目前我国对除尘政策㊁规划和现状有了一定程度的认识㊂318煤㊀㊀炭㊀㊀学㊀㊀报2021年第46卷然而,目前煤矿现场粉尘防治措施常用湿式作业(喷雾洒水)㊁通风除尘等,但这些技术从经济成本和除尘效率都达不到理想的效果[15]㊂为了更有效地进行井下煤尘防控,采用煤层注水㊁采煤机尘源智能跟踪喷雾降尘等多种湿式除尘法相结合的防尘技术,从试验效果看,对煤尘防控有一定效果[16],但由于大多数煤尘亲水性差而难以润湿,降尘效率不高,需要添加表面活性剂提高煤的润湿性来提高降尘效率㊂因此,必须从除尘机理层面出发,关注粉尘基础物性特征影响机制㊁润湿性能评估与改善,从而实现科学高效的综合除尘㊂在除尘机理研究方面,张薇等[17]考察了煤的矿物质组成对润湿性的影响规律;高童桐[18]证明可溶有机质通过改变煤尘微观表面结构特征提高了煤尘微观表面的润湿特性;程卫民等[19]认为无机矿物中以石英为代表的原生矿物是提高煤尘亲水能力的最主要因素;文金浩等[20]从定性与定量角度分析了煤样灰分中无机矿物特征,建立了煤尘润湿性与无机矿物间的关系;张锐[21]分析了煤的微观孔隙特征对煤润湿性的影响;ZHOU等[22]利用粒径分布的分形维数评价煤尘的润湿性和表面特性;LI等[23]研究了煤微观结构的复杂程度对煤润湿性影响㊂可见,当前除尘机理研究主要关注矿物成分等单因素对煤尘润湿性能的影响,系统性考量煤尘物性多因素对其润湿性能影响机制的研究相对较少㊂此外,针对当前深部开采的湿法除尘,从多因素分析㊁润湿性能表征㊁分子层面的润湿机理㊁抑尘剂研发等层面仍缺乏系统性的研究㊂以平煤矿区丁㊁戊㊁己㊁庚4组煤样为研究对象,采用 煤尘微细观结构分析 润湿影响机制探讨 分子影响机理探索 抑尘剂改性思路提出的研究思路,系统开展基于煤尘微细观结构特征的除尘机理研究及新型煤尘抑尘剂研发初探,从而为我国深部开采科学高效防尘控尘提供技术指导与研究思路借鉴㊂1㊀试验区煤尘润湿性影响因素为系统研究影响煤样润湿性的主要因素,对试验区煤尘进行了微细观结构分析,重点关注煤样的工业分析㊁无机矿物组成㊁表面特征以及主要官能团对煤样润湿性的影响及其影响机理㊂试验煤样取自河南省平顶山矿区丁㊁戊㊁己㊁庚4组煤层,分别采样于工作面5-22190,8-31220,15-31020,20-71160㊂1．1㊀煤尘接触角测试接触角(θ)是指液滴接触固体表面,在气㊁液㊁固三相交界处,气-液界面和固-液界面之间的夹角㊂当θ<90ʎ时为可润湿;θ﹥90ʎ时为不可润湿,θ越小润湿性越好㊂采用成都大学JC2000D1(上海中晨)接触角测量仪测定丁㊁戊㊁己㊁庚4组煤样与纯水之间的接触角,见表1㊂表1㊀各组煤样接触角测试结果Table1㊀Contact angle test results of each coal sample(ʎ)煤样类型丁戊己庚接触角83．566．493．388．2㊀㊀分析以上数据可知,4组煤样中戊组接触角最小(66．4ʎ),润湿性能最好,丁组与庚组煤样接触角较大,分别为83．5ʎ,88．2ʎ,表明丁组煤样润湿性强于庚组煤样,己组接触角最大,为93．3ʎ,润湿性能最差㊂4组煤样在纯水中的润湿性大小顺序为戊>丁>庚>己㊂1．2㊀煤尘工业分析及对润湿性的影响工业分析是确定煤组成成分的最基本方法㊂利用平煤国家重点实验室XKGF-8000自动工业分析仪,按照国家标准(GB13212 77,GB476 79),丁㊁戊㊁己㊁庚4种不同煤层煤样工业分析结果见表2㊂表2中,M ad为煤样中的水分含量,挥发分(V daf)和固定碳(FC ad)含量反映了各组煤样中有机质的组成特点,其中,挥发分主要由孔隙中的挥发性物质和煤尘表面的极性或非极性官能团热解产物构成,固定碳则为煤中除去水分㊁灰分㊁挥发分后剩下来的残渣,其产率随煤化程度增高而增加,灰分(A ad)是煤中矿物质的近似含量㊂表2㊀各组煤样工业分析测试结果Table2㊀Industrial analysis and test resultsof eachcoal sample%煤样V daf FC ad M ad A ad丁35．5943．51．0732．68戊36．2334．331．3546．53己24．4768．451．819．54庚28．1860．20．6616．19㊀㊀表2中4组煤样中挥发分㊁固定碳㊁水分以及灰分差异较大,固定碳含量己>庚>丁>戊,挥发分含量㊁灰分含量戊>丁>庚>己,结合接触角数据发现,煤润湿性能与挥发分含量㊁灰分含量呈正相关,与固定碳含量呈负相关㊂究其原因,煤在煤化作用过程中,煤418第3期张建国等:煤尘微细观润湿特性及抑尘剂研发初探 以平顶山矿区为例分子中具有稳定性能的缩合芳香环数增大㊁活动性较强的侧链和桥链减少,使得煤中游离纤维素消失,煤中挥发分产率降低,固定碳含量增大,从而导致煤的润湿性变差[24]㊂煤尘的润湿性与灰分中的矿物质含量呈正相关,矿物质的润湿性大于煤分子[25],矿物质含量越高,煤润湿性越好㊂煤尘润湿性与水分含量也有一定的正相关,但与其固定碳㊁灰分等相比,相关性较弱㊂1．3㊀煤尘无机矿物分析及对润湿性的影响煤尘中无机矿物质种类与含量也影响煤的润湿性能,无机矿物质的含量在一定程度上可以定量评价预测煤的润湿性能[26]㊂采用四川大学分测中心EM-PYREAN型号的X射线衍射仪(XRD),Cu靶辐射,最大管压为60kV,最大管流为60mA,扫描范围5ʎ~70ʎ㊂图1为4组煤样的XRD对比图谱,根据XRD试验得到的各组煤样衍射图谱,对煤样的无机矿物进行物相分析,并利用谢乐公式[27](式(1))计算样品的晶粒尺寸(表3)㊂L=Kλβcosθ(1)式中,L为晶粒直径;K为谢乐常数;λ为X射线波长;β为实测样品衍射峰半高宽度;θ为衍射角㊂图1㊀XRD对比图谱Fig．1㊀X-ray diffraction comparison pattern表3㊀各组煤样主要无机矿物种类的相对含量及晶粒直径Table3㊀Relative content of the main inorganic minerals and grain diameter of each coal sample煤样质量分数/%高岭石石英石铵云母碳酸钙直径/nm石英石晶粒高岭石晶粒铵云母晶粒白云石晶粒丁5838 62．521．1 戊3856 67．717．6 37己276 5142．018．012．5 庚54527 40．023．6㊀㊀分析图1可知,丁㊁戊2组煤样中含有大量石英石(SiO2),己㊁庚2组煤样中石英石含量几乎为0,4组煤样均含有较高比例的高岭石(Al2(Si2O5) (OH)4)㊂此外,己组煤样中还有大量白云石(Ca-CO3),占比51%,庚组煤样含有铵云母(NH4Al2 (Si3Al)O10(OH)2),占比27%㊂煤样中无机矿物石英石和铵云母具有较好的亲水性,但是高岭石和碳酸钙的亲水性均较弱[26]㊂结合无机矿物质含量和接触角数据发现,SiO2含量越多,接触角越小,润湿性能越好㊂丁㊁戊2组煤样中SiO2含量较多,接触角较小,润湿性能好,且戊组煤样中SiO2含量最大,接触角最小㊂己㊁庚2组煤样中SiO2含量几乎为0,润湿性能较差㊂但庚组煤样中含有铵云母,比己组煤样中的碳酸钙亲水性能强,因此庚组煤样的润湿性能略优于己组㊂此结论与接触角试验所得的润湿性规律高度吻合㊂表3为各组煤样主要无机矿物种类的相对含量及晶粒尺寸㊂从表3还可以看出,润湿性能较好的丁㊁戊2组煤样中,石英石晶粒直径较大,分别为67．7nm和62．5nm㊂庚组煤样中高岭石含量远远大于戊组,但润湿性能较差,说明晶粒度较小的高岭石对煤尘润湿性能的影响很弱㊂己组煤样中的白云石和庚组煤样中的铵云母晶粒度也都较小㊂晶粒度的大小是否也是影响润湿性的因素之一还有待深入研究㊂1．4㊀煤尘表面特征分析及对润湿性的影响天然孔隙率是煤尘主要物性特征之一,直接决定了煤尘的吸附容积㊁储存性能㊁自身渗透性的强弱,与其润湿特性密切相关㊂将原煤破碎经过200目的标准筛,再放入干燥箱里真空干燥2h,冷却至室温,称量1g样品㊂采用低温氮吸附实验(BET)对丁㊁戊㊁己㊁庚4组煤样进行测定㊂所用测试仪器为ASAP2460全自动比表面积与孔隙度分析仪(美国麦克公司),373K下加热6h,在液氮条件,高纯氮气(N2)为吸附气体,77K饱和温度下,相对压力在0．008~0．952,对样品进行吸附 脱附等温线测试㊂丁㊁戊㊁己㊁庚组煤尘比表面积分别为3．5,6．3,0．2,0．2m2/g㊂其中,戊组比表面积最518煤㊀㊀炭㊀㊀学㊀㊀报2021年第46卷大(6．3m 2/g),丁组次之(3．5m 2/g),己㊁庚组的比表面积极小,4组煤样的比表面积大小顺序为:戊>丁>庚=己㊂结合XRD 测试发现,煤样中石英石(SiO 2)含量越多,比表面积越大,说明晶粒度较大的无机矿物质SiO 2晶体可能是煤质孔隙增多的主要原因㊂己㊁庚2组煤样中几乎没有SiO 2,比表面积仅为0．2m 2/g,表明大量的碳酸钙㊁铵云母㊁高岭石矿物质在己㊁庚2组煤的形成过程中几乎没有造孔作用㊂结合接触角数据发现,比表面积越大,接触角越小,润湿性越好,比表面积与润湿性能呈正相关㊂因为比表面积越大,水在煤体孔隙㊁裂隙内的毛细运动和分子扩散越快,润湿性能越好㊂扫描电镜测试采用平煤国家重点实验室的飞纳台式扫描电镜Phenom Pure 测试表面形貌,选取10000倍扫描观察记录㊂分辨率优于25nm,CeB 6灯丝,抽真空时间小于15s,背散射电子探测器㊂取丁㊁戊㊁己㊁庚4组煤样用导电胶固定于样品台,利用SBC -12型离子溅射仪溅射喷金处理,放入样品杯后进行测试㊂4组煤层煤样放大10000倍的表面形貌如图2所示㊂图2㊀10000倍下各组煤样表面形貌Fig．2㊀Surface morphology of each coal sample in 10000times由图2可知,煤基质存在很多微裂隙结构,且煤基质表面有典型的贝壳状断口,在灰黑色的煤基质上分布着呈现亮色的无机矿物颗粒㊂丁㊁戊2组煤样的煤基质较为粗糙疏松,表面孔隙发育,己㊁庚2组煤样的煤基质较为平滑致密,孔隙发育程度远远低于丁㊁戊2组煤样,说明比表面积越小,煤基质越平滑致密,这与文献[28]报道相一致㊂综上分析,无机矿物质SiO 2对煤孔隙结构㊁表面形貌起关键作用,晶粒度较大的SiO 2含量越多,比表面积越大,煤表面越粗糙疏松,润湿性能越好㊂晶粒度较小的碳酸钙㊁铵云母㊁高岭石矿物质,对煤尘表面特征未发现有明显影响㊂1．5㊀煤尘主要官能团分析及对润湿性的影响煤具有非常复杂的分子结构,煤分子以芳香聚合结构为主体,含氧官能团㊁脂肪烃㊁芳香烃㊁含氮官能团㊁含硫官能团等构成其侧支链,煤体表面官能团种类和数量对煤体物理化学性质影响显著[29-31],从而也会间接影响煤尘的润湿特性㊂通过FT -IR 表征实验可以测定煤尘表面官能团种类及含量,采用四川大学分测中心Nicolet 6700傅里叶红外光谱仪进行测试分析㊂将4种煤尘和KBr 分别在100ħ的真空干燥10h,煤尘与KBr 以1ʒ200的比例混合,在玛瑙研钵中均匀研磨,烘干2h 后制成薄片㊂扫描范围为4000~400cm -1,分辨率为0．09cm -1㊂因煤中多种官能团吸收峰会出现多峰叠合的情况,需要对红外光谱进行分峰解叠拟合㊂对红外光谱进行基线修正后,选用Gaussian 峰形函数进行分峰拟合,得到各官能团吸收峰的峰位㊁峰高及峰面积㊂本文仅考虑煤分子表面的羟基㊁醚键及芳香烃3种典型官能团,选取红外光谱中的3700~3100cm -1波段和1800~1000cm -1波段进行定量分析,3700~3100cm -1波段的官能团主要为羟基,1800~1000cm -1波段则为煤中芳香烃及大部分主要含氧官能团的伸缩振动区㊂丁㊁戊㊁己㊁庚4组煤样的分峰拟合结果如图3所示㊂图3中各组煤样特征峰位置基本一致,表明平顶山矿区4组煤样所含官能团种类相似度高㊂4组煤在波段大于3600cm -1时,均出现了3个较为明显的吸收峰,属于煤结构中游离羟基的伸缩振动㊂3400cm -1附近出现的吸收峰属于煤中缔合型羟基的伸缩振动,包括酚㊁醇㊁羧酸㊁过氧化物㊁水中羟基的伸缩振动㊂1600cm -1附近的显著吸收峰为芳香烃中 CC 的伸缩振动,该峰的峰面积反映了煤中芳香环的含量,1600~1700cm -1波段也是烯烃中 CC 的振动区,但含量相对较低㊂在1400~1000cm -1波段,由于C O 醚键的类似性,出现了较宽的叠合峰,在1150~1060cm -1波数内的吸收峰属于脂肪醚键,1270~1230cm -1波数内的吸收峰属于芳香醚键㊂表4为4组煤尘中羟基㊁芳香烃CC 键㊁烯烃CC 键㊁醚键对应吸收峰的峰面积计算结果㊂戊组的羟基波峰峰面积最大,较其他3组,戊组煤分子结618第3期张建国等:煤尘微细观润湿特性及抑尘剂研发初探以平顶山矿区为例图3㊀峰值拟合结果Fig．3㊀Fitting results of peak splitting构中有更多的羟基分布㊂羟基为极性亲水基团,煤分子主体为低极性的碳骨架,侧链中存在的羟基使水分子更易吸附从而提高其亲水性,在纯水接触角实验中戊组的接触角明显小于其他3组,且液滴铺展较快,表明更多的羟基分布增大了戊组的亲水性,使得煤分子更易被水润湿㊂芳香骨架构成了煤体的主体结构,因官能团极性弱,芳香烃表现为疏水性,根据吸收峰面积计算结果,4组煤样芳香烃含量较其他官能团相比更高,戊组中的芳香环数量明显高于其他3组,但却表现出很好的亲水性,表明煤尘润湿性是多种影响因素共同作用的结果㊂脂肪醚键与芳香醚键吸收峰峰面积比可代表2种基团的比例,在4组煤样中,脂肪醚键特征峰面积均高于芳香醚键,这表明在平煤矿区4组煤分子中718煤㊀㊀炭㊀㊀学㊀㊀报2021年第46卷的主要C O醚键类型为脂肪醚键㊂含氧官能团与脂肪烃等碳骨架基团相比,具有更高的极性,因而是水分子的优先吸附点位㊂亲水性含氧官能团的存在可以提高表面润湿性,综合羟基和醚键2种含氧官能团来看,戊组中羟基和醚键的含量是最高的,润湿性最好,而己组煤尘表面含量最低,润湿性最差㊂表4㊀官能团吸收峰峰面积Table4㊀Absorption peak areas of functional groups煤样羟基芳香烃C C烯烃C C脂肪醚键丁0．75950．6750 0．7757戊1．10991．3242 1．2662己0．06460．44800．03460．1511庚0．27480．51190．04360．53982㊀基于分子动力学煤尘润湿机理探索前文基于工业分析㊁无机矿物成分含量㊁比表面积㊁含氧官能团等微细观结构测试,从定性角度系统探讨了煤尘润湿性能的多因素影响机制,还需进一步探索煤尘润湿机理㊂通过煤样FT-IR分析结果,发现4组煤样中含氧官能团的主要区别在于羟基与醚键数量,而煤表面含氧官能团复杂多样,羟基与醚键数量对煤尘润湿性微观机理的影响尚未明确㊂因此,基于分子动力学(MD,Molecular Dynamics)方法,采用美国Accelrys 公司开发的Materials Studio(MS)2019软件中的For-cite模块进行MD模拟,进一步探究了经不同数量羟基与醚键修饰后煤表面对水分子吸附过程的影响机理㊂2．1㊀MD模拟方法煤的大分子结构十分复杂,煤化学研究认为,煤是由结构相似的 基本结构单元 通过桥键连接而成[32]㊂将含氧官能团接枝到石墨烯片层结构上,该结构与煤㊁碳表面骨架结构具有相似性,常被用作煤表面结构模型[33-35]㊂为研究不同数量羟基与醚键对水分子吸附过程的影响,分别采用数量为0,2,12, 24,36的羟基和醚键对煤表面模型进行修饰,表面建模结构如图4所示㊂结构优化后的水分子㊁羟基㊁醚键结构如图5所示㊂采用AC(Amorphous Cell)模块构建包含1000个水分子的水分子层,通过Forcite模块中的Anneal 退火算法及NVT系综动力学模拟对其进行结构弛豫,再启动Forcite模块中的Geometry Optimization任务进行能量最小化㊂利用Build Layer建立水分子在煤表面上的吸附构型,为消除周期性结构对煤表面模型的影响,在系统上方添加约2nm真空层㊂图4㊀煤表面模型结构Fig．4㊀Structure of the coal surface图5㊀水分子及含氧官能团结构Fig．5㊀Molecular structure of water and functional groups818第3期张建国等:煤尘微细观润湿特性及抑尘剂研发初探 以平顶山矿区为例㊀㊀模拟过程均采用COMPASS 力场[36]㊂长程静电作用和范德华作用的求和计算分别采用Ewald 和At-om based 方法,截断半径为1．25nm㊂选择Nosé控温方式,将吸附构型能量最小化后得到初始模型,启动Forcite 模块中的Dynamic 任务,选择NVT 系综,时间步长设置为1．0fs㊂在MD 模拟过程中,保持煤表面固定,模拟总时长为1ns,其中前500ps 用于使体系达到平衡,后500ps 用于相互作用能㊁径向分布函数等动力学计算结果分析㊂2．2㊀相互作用能相互作用能可以用来评价煤与水分子之间的相互作用强度,分析能量组成可以判断水分子在煤表面上的吸附方式,从能量角度来看,相互作用能的绝对值越大,吸附作用越强,吸附后体系的稳定性越高㊂值得注意的是,本文所计算相互作用能仅代表水分子与煤表面的相互作用强弱,并不等同于热力学上的吸附能㊂水分子在煤表面上的相互作用能通过式(2)计算:E int =E total -E coal -E water(2)其中,E int 为水分子与煤表面之间的相互作用能,kJ /mol;E total 为系统达到平衡后的总能量,kJ /mol;E coal 为煤表面模型的能量,kJ /mol;E water 为水的能量,kJ /mol㊂除总相互作用能外,用相同方法计算了系统的范德华相互作用能(E vdw )和静电相互作用能(E elec ),并计算了E vdw 和E elec 的能量占比,结果见表5㊂表5㊀各体系中煤表面与水分子之间的相互作用能Table 5㊀Interaction energy between coal surface and water官能团数量E int /(kJ㊃mol -1)E vdw /(kJ㊃mol -1)E vdwE int /%E elec /(kJ㊃mol -1)E elecE int/%0-127．97-118．9592．952-156．60-118．2775．52-29．2718．69羟基12-261．83-80．9430．91-171．5865．5324-308．74-82．4226．70-216．7370．2036-391．30-39．059．98-342．4287．502-141．16-120．4185．30-11．598．21醚键12-156．49-104．5166．78-42．1326．9224-178．23-87．1748．91-80．3745．0936-155．93-75．8248．63-68．5843．98㊀㊀由表5可知,相互作用能均为负值,说明水分子在煤表面上的吸附过程是自发进行的㊂随着煤表面羟基数量增加,系统相互作用能由-127．97kJ /mol 逐渐降低到-391．30kJ /mol,说明羟基数量调控着煤表面的润湿性,且随着羟基数量的增加,煤表面润湿性能增强,表面羟基数量正相关于吸附水分子能力㊂随着醚键数量增加,相互作用能先由-127．97kJ /mol 降至-178．23kJ /mol,后增大到-155．93kJ /mol,且均大于相同数量羟基修饰的煤表面模型,说明羟基修饰煤表面对水分子的吸附作用更强,更有利于煤表面润湿㊂而醚键修饰的煤表面模型,由于 CH 3数量的增加,阻碍了水分子与煤表面的充分接触,导致煤表面醚键数量吸附水分子能力存在极大值㊂无修饰的煤表面模型中范德华相互作用远大于静电相互作用,而煤表面与水分子之间几乎没有静电相互作用,当进行MD 模拟后,水分子之间形成氢键,从而使其难以吸附在煤表面㊂随着羟基与醚键数量增加,范德华相互作用逐渐减小,羟基修饰煤表面的静电相互作用逐渐降至-342．43kJ /mol,醚键修饰煤表面的静电相互作用先降至-80．37kJ /mol 后增大到-68．58kJ /mol㊂根据范德华相互作用与静电相互作用的能量占比,说明经羟基修饰后的煤表面自由能增大,与水分子易形成氢键作用,影响了煤表面对水分子的吸附行为㊂经醚键修饰后的煤表面与水分子也形成氢键作用,但数量增加到一定程度后, CH 3阻碍了水分子与醚键形成氢键的能力,使得煤表面自由能先增大后减小㊂2．3㊀氢键作用经羟基与醚键修饰的煤表面可以与水分子通过氢键发生作用,为了更好的研究氢键的形成,采用氢键几何标准:分子间氢-受体之间的距离小于0．25nm,供体-氢-受体之间的角度大于135ʎ㊂经羟基和醚键修饰的煤表面与水分子形成的氢键统计结果见表6㊂918。
润湿剂降尘效果的动力实验法研究
粉尘 防治方法就是化学抑尘 ， 该方法 自出现以来一直在不 断创新和发展 。 按照化学抑尘剂的抑尘机理 ， 化学抑尘剂 可以分为润 湿型化学抑尘剂 、 粘结 型化 学抑尘剂和凝 聚型化学 抑尘剂
图 １ 实验 装 置 示 意
其原理为 ： 通过给料 系统 （ 料斗 和传送带 ） 把实验样 品
３类［ １ ］ 。目前 ， 国内外对于湿润型抑尘剂性能的测定大多数
都是利用 沉降法 、 滴液法 或上下毛 细管渗透 法 ， 而利用 实 验装置模 拟喷雾系统来 测定抑 尘剂润湿 性能 的动力 实验 法很少应用。沉降法 、 滴液法或 上下毛细管渗透法 的缺 点 是实验 中粉尘 与润湿液 的作用 时间远 比实际 喷雾系统 中 的作用时间长 ；而动力 实验法模拟的是实 际喷雾 系统 ， 能 直接得到某种 抑尘剂 的降尘效果 。本研究 运用 动力实 验
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曼 Ｌ 一塞验研究 ～
编 辑 王广 亮
澜瀣剂降尘效果的 动力实验法研究
王 磊 刘泽常 张桂芹 １ 李 敏 ， ２
（ 山 东 科 技 大 学化 学 与 环 境 工 程 学 院 。 东 青 岛 ２ ６ １ １ 山 ６５ ０ ２ 山 东农 业 大 学 水 利 土木 工 程 学 院 。 山东 泰 安 ２ １ １ ７ ０ ８）
基硫酸钠和丁二酸钠 。
２ 实验结果与分析
２ １ 润 湿剂 浓度 的影响 ． 在加湿流 量为 １ ｒ ． Ｌｈ的条件 下 ， ８ ３种润湿 剂分别选 取
不同浓度进行实验 ， 见表 ｌ 。
表 １ 实验 中润湿剂 的浓度 （ 质量分数 ）
困 ４丁 二酸钠浓度 与降 尘率的关 系 由图 ２ ３ ４可 知 ， 、、 添加不 同浓度 的润湿剂对 于降尘效