填料塔膜流模型用于最小润湿速率研究

根据液体在填料表面膜状流动的特点 ,建立了填料塔的膜流模型 ,并将该模型用于填料塔最小润湿速率的研究。结果表明 ,填料塔的最小润湿速率与填料大小无关 ,而与堆积方式有关。

填料塔最小润湿速率的数学模型

用液体沿垂直壁面的膜状流动来模拟液体在填料表面的流动，用固定床的特性参数来模拟填料层，导出求算整砌填料层和乱堆填料层最小润湿速率的数学模型．还讨论了数学模型的计算结果．

部颁标准测定润湿速率方法的机理研究

本工作采用化工部部颁标准HG2-380-80(下称部颁法)测定了Aerosol OT、BX、Tergitol等阴离子表面活性剂对天然纤维的润湿速度,同时测定了它们的表面张力及其在石蜡表面的接触角。研究表明,部颁法测定的润湿时间与溶液的表面张力、石蜡表面的接触角和溶液浓度之间的关系,符合Fowkes提出的润湿模型,为部颁法测定阴离子表面活性剂溶液的润湿速率找到理论依据。

孔隙润湿度影响褐煤可浮性的机制

孔隙润湿度是影响多孔煤泥可浮性的重要因素之一,然而煤的孔隙润湿度与其可浮性之间的内在联系鲜见报道。由于煤泥颗粒小、数目多,其孔隙被水润湿的行为难以被准确检测,采用形状规则的圆柱体多孔活性炭材料开展孔隙润湿度的机制研究,并将结果用于解释孔隙润湿度对褐煤可浮性的影响机制。通过正硅酸四乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷对多孔活性炭进行疏水化改性,采用接触角和傅里叶变换红外(FTIR)表征活性炭改性前后表面疏水性等特性,结果表明:活性炭经改性后亲水性基团含量降低以及疏水性基团产生,接触角增加67°,疏水性显著增加。采用低场核磁共振(LF-NMR)测定改性前后的亲/疏水活性炭样品在不同浸泡时间下的孔隙润湿度,结果表明:随着浸泡时间增加,亲/疏水两种样品的T_(2)谱的信号幅度均增加,且亲水样品的信号幅度要远大于疏水样品。亲水样品的T_(2g)在任意浸泡时间下均高于疏水样品的T_(2g)值,表明在相同浸泡时间下亲水样品孔隙润湿度均高于疏水样品。而当浸泡时间为10 min时,亲/疏水样品中的孔隙均会被水较好地润湿,两种样品润湿度差值最小。通过将亲/疏水样品的T_(2g)值与浸泡时间进行非线性拟合发现两者之间的指数函数关系式符合一级浮选动力学模型,亲水样品的润湿速率约为疏水样品的3.85倍,进一步说明亲水样品的孔隙较疏水样品更易被水润湿。不同预润湿时间下的褐煤浮选实验结果表明:褐煤的浮选回收率随着预润湿时间增加而降低,较长的润湿时间增加了孔隙被水的润湿程度,从而在多孔褐煤表面形成厚且稳定的水化层,阻碍了气泡与褐煤颗粒的粘附,褐煤的浮选结果与活性炭孔隙润湿行为特性相一致,这较好地阐述了多孔煤泥可浮性与其孔隙润湿度之间的内在联系。

电场对竖直微槽润湿及毛细流动特性影响

竖直微槽群毛细结构广泛应用在重力热管、蒸发器等散热设备内,但受重力等因素影响易达到毛细极限。引入电场的主动强化方式来提高竖直微槽的毛细极限,并通过实验和建立数学模型研究电场对竖直微槽内液体润湿及毛细流动特性的影响。结果表明,电场可以提高竖直微槽内液体润湿高度,当电场为5.0 kV时与无电场时相比,润湿高度强化比可达到30.0%。同时,电场作用下流体在微槽道内的毛细润湿流动呈分段效应:润湿流动初期,润湿高度与时间的1/2次方呈线性关系,即h-t^(1/2),润湿速率与润湿高度的倒数呈线性关系,即v-1/h;润湿流动中后期,润湿高度与时间的1/3次方呈线性关系,即h-t^(1/3),润湿速率与润湿高度平方的倒数呈线性关系,即v-1/h^(2),且润湿速率随时间呈下降趋势。

活性油泡强化长焰煤浮选的实验研究

低阶煤是我国煤炭供应的重要组成部分。低阶煤浮选问题严重制约细粒低阶煤的清洁高效利用,是煤炭行业迫切需要解决的重大技术难题。针对低阶煤的浮选难题,改进了现有的油泡浮选装置。通过在常规浮选载体表面包覆油膜的方式,增强它对低阶煤颗粒的捕获能力,从而达到强化低阶煤浮选矿化过程的目的。并选用合适的表面活性剂进行油泡的表界面活性强化,从热力学层面探讨表面活性剂类型和用量对油泡浮选性能的影响,通过诱导时间测试和油泡浮选实验全面评价活性油泡浮选技术的可行性,探讨了活性油泡强化低阶煤浮选的机理。结果表明,煤样表面含氧官能团含量高达29.21%,其可浮性极差,在捕收剂用量高达60 kg/t时才可获得82.06%的可燃体回收率。所提出的油泡浮选方法实现了低阶煤的高效分选,捕收剂用量为7 kg/t时,油泡浮选获得了可燃体回收率76.82%和精煤灰分7.21%的良好指标,优于常规浮选捕收剂用量40 kg/t时的浮选指标,相当于把捕收剂用量降低了82.50%。表面活性剂2-乙基己醇和DDAB均可降低柴油的表面张力。同时,2者对柴油的粘度也有一定程度的影响,其中2-乙基己醇对改性柴油的粘度影响很小,而DDAB则能够大幅增大改性柴油的粘度。润湿热力学研究表明,表面活性剂可以在一定程度上促进柴油分子在煤粒表面的吸附与铺展,提高捕收剂的热力学性能,并且改性柴油对煤样的润湿能力并不完全是随表面张力的减小而增大,还与粘度这一参数密切相关。诱导时间和浮选实验结果证实了两种表面活性剂可进一步增强油泡的表界面活性,改善煤样浮选效果。但是,表面活性剂的使用量存在一个最佳临界值,煤样浮选效果对DDAB用量更为敏感,需根据煤样性质严格控制表面活性剂的用量。

赵固二矿提高煤体表面活性配比实验研究

煤层注水是治理煤矿井下灾害的一种有效方法。我国许多矿区煤的表面活性不好,注水速度低,注水量达不到要求。在煤层注水过程中加入表面活性剂,可以减小水与煤的接触角,增加煤的润湿性,提高煤层注水速率。结合河南煤业化工集团赵固二矿二1煤层的实际情况,通过实验,选择适合的表面活性剂及其浓度,为该矿煤层注水提供了科学依据。