磁化对超细煤水煤浆流变特性影响的研究

煤炭燃烧磁化对起细煤水煤浆流变特性影晌的研究吕玉庭!,周兴霸',李春丽2,徐革联(1.黑龙江科技学院资源与环境工程学院,黑龙江哈尔滨150027;2.兴隆县一中,河北承德067300摘要:研究了磁化时间和磁感应强度对超细煤水煤浆流变特性的影响和磁化对不同浓度超细煤水煤浆流变特性的影响。结果表明,磁感应强度为675mT、磁化时间为l0min时,磁化可明显改善超细煤水煤浆流变特性。在675mT的磁感应强度下,磁化时间对不同浓度的超细煤水煤浆的流变特性影响较大,磁化高浓度比磁化低浓度超细煤水煤浆的时间短,更有利于流变特性的改善。关键词:磁化;超细煤;水煤浆;流变特性中图分类号:TQ536文献标识码:A文章编号:10066772(2008)05056-磁化技术在化工、环保、生物、医疗技术等领域所需超细煤粉利用QLM-90气流磨加工。根显示出广泛的应用前景,并取得了显著的经济效益。据QLM-90气流磨的工作原理,确定不同的涡轮式磁化技术还在水处理、原油处理和输送煤的磁选技超微细分级器转数(改变调频器的转数),得到超细术等方面得到了应用。水煤浆性能的好坏直接煤粉样。根据超细煤粉的特点利用法国塞来斯公与构成水煤浆的煤水以及添加剂的性质密切相关。司生产的激光粒度分析仪对样品进行粒度测定,所外加磁场可以改变分子原子、离子等的磁矩2,从得煤粉粒度特征分布曲线如图1所示。而使煤浆的物理化学性质发生改变。常规水煤浆的煤粒粒度较粗,稳定性较差等问题给商业化应用带来了极大的不便。而精细水煤制浆成本高格度大工业化应用与试验开展得很E则于常规水煤浆和精细水煤浆之间的一种全新的、环0U.0保效果显著的水煤浆。磁化对超细煤水煤浆流直径/μm变特性影响的报道很少,笔者研究了在较强磁感应图1煤粉的粒度特征分布曲线强度下,磁化对超细煤水煤浆流变特性的影响。1.2实验方法和步骤1实验部分制浆所选用的添加剂为木质素磺酸钠。制浆设备采用调速搅拌机转速在0~2950r/mim之间。水I.1煤样分析煤浆表观粘度用NXS-11A粘度计测定。超细煤水实验煤样来源于黑龙江省七台河矿业精煤集团新煤浆的磁化实验采用XCQ顺控湿法强磁选机强兴选煤厂的洗选精煤,煤样的工业分析结果见表1。磁选机产生的磁场是电磁场磁感应强度较强且比囊1煤样的工业分析结果较均匀。将制好的水煤浆放入高强磁选机中,在一定的磁感应强度下,磁化一定时间然后测其粘度。电磁场磁化水煤浆系统如图2所示。收稿日期:200804-02基金项目:黑龙江省科学技术攻关项目亚微米级环保型媒水燃料(G2A204)作者简介:吕玉庭(197-),男,山东曹县人,硕士副教授,从事洁净煤技术方面的教学和科研工作。煤炭燃烧全国中文核心期刊矿业类核心期刊《cAcD规范》执行优秀期刊水煤浆15min器5min图2电磁场磁化水煤浆示意磁感应强度/m2结果分析图4磁感应强度对超细煤水煤浆粘度的影响2.1磁化时间对超细煤水煤浆流变特性的影响应强度下,对超细煤水煤浆的降粘效果最佳。磁感制备浓度为5%的超细煤水煤浆,分别在应强度为375mT时,磁化15mim比磁化10min和375mT490mT、65mT的磁感应强度下磁化超细煤5min的降粘效果要好;而磁感应强度在490mT和水煤浆研究磁化时间对超细煤水煤浆粘度的影响,675mT下,磁化时间小于15mn时,对于相同的磁化结果如图3所示。时间,随着磁感应强度的增加,超细煤水煤浆的粘度675mT呈现的下降趋势是一致的。在此基础上再增强磁感应强度,粘度会继续上升。2.3磁化对不同浓度超细煤水煤浆流变特性的影450375mT响在675mT的磁感应强度下,用不同的磁化时间,对不同浓度超细煤水煤浆进行磁化研究磁化对磁化时间/min图3磁化时间对超细煤水煤浆粘度的影响不同浓度超细煤水煤浆流变特性的影响,结果如图5所示。由图3可知,磁化时间对超细煤水煤浆流变特9%性的影响较大随着磁化时间的增加磁化对超细煤水煤浆粘度的影响基本上是呈先下降后上升的趋势,不同磁感应强度对水煤浆的粘度的影响有一定差异,引起水煤浆粘度下降或上升的时间区间不同。55%200在磁感应强度为375mT时,磁化时间小于磁化时间/min15min,磁化后的超细煤水煤浆与空白试样相比,粘图5磁化对不同浓度起细煤水煤浆粘度的影响度随着时间的延长呈现下降趋势,在磁化时间为15min时有明显改善,并降至最低点,此后随磁化时由图5可以看出,对于低浓度超细煤水煤浆,磁间的延长,粘度又呈上升趋势;而磁感应强度为化10min比磁化5min在一定程度上更有利于粘度490mT和675mT时,磁化后的超细煤水煤浆粘度在的降低、流动性的改善,继续延长磁化时间反而会使磁化时间为10mn时降至最低点,且后者比前者下粘度增大;然而,当煤浆浓度逐渐提高时,磁化时间降的程度大,继续延长磁化时间粘度又上升。因为5min时粘度值降至最低点;因此磁化低浓度此,通过磁化改善超细煤水煤浆的流变特性时,磁化超细煤水煤浆的磁化时间以10mn为宜磁化较高时间不宜过长,以10min为宜。浓度的超细煤水煤浆的磁化时间以5min为宜。22磁感应强度对超细煤水煤浆流变特性的影响3磁化超细煤水煤浆的机理制备浓度为57%的超细煤水煤浆,分别在磁化时间为5min、10min、15min下磁化超细煤水煤浆,研外加磁场可以改变分子、原子、离子等的磁矩,究磁感应强度对超细煤水煤浆粘度的影响,结果如从而使煤浆的物理化学性质发生改变。其对超细煤图4所示。水煤浆影响主要体现在2个方面,一方面是水分子由图4可知在不同的磁感应强度下,磁化对超结构及煤水结合程度;另一方面是水煤浆中煤颗粒细煤水煤浆的粘度有较大影响。在675m的磁感排列形式。煤炭燃烧水分子是一种按四面体分布的电荷体系,氢原水膜会逐渐增厚煤颗粒之间的可自由流动的水减子属于抗磁性的氧原子属于顺磁性的。抗磁性元少,导致颗粒之间的相互移动的粘滞性提高,水煤浆素受到外磁场作用时,感生的附加磁矩与外磁场方的稳定性会有所提高,水煤浆的流变特性会变坏。向相反,而顺磁性元素受到外磁场作用时,感生的附加磁矩与外磁场方向相同,所以水分子在受到外磁4结论场作用时,氧原子和2个氢原子所产生的磁场方向磁化时间和磁感应强度对超细煤水煤浆流变特相反结果2个氢原子与氧原子相邻产生了同性相性的影响都比较大,随着磁化时间的增加,磁化对超斥的作用,使氧和氢之间的结合键距离变长,从而降细煤水煤浆粘度的影响基本上是呈先下降后上升的低了水溶液的表面张力,使水的浸润性提髙,增加了趋势,不同磁感应强度对水煤浆的粘度的影响有煤与水的附着力,使煤颗粒表面定向排列的一薄层定差异,引起水煤浆粘度下降或上升的时间区间不水分子,使颗粒之间保持有均匀的间距,从而降低了同。当磁感应强度为675mT磁化时间为10min时水煤浆中颗粒之间相互移动的粘滞性,提髙了水煤磁化对超细煤水煤浆的降粘效果最佳。磁化高浓度浆的流变特性。比磁化低浓度超细煤水煤浆的时间适当短,更有利从理论上来看煤分子具有抗磁性,由于无规则于粘度的降低、流动性的改善。的热运动,它们的磁矩在空间排列是杂乱无序的参考文献当进入磁场时,它们的磁矩就会出现取向排列使得煤颗粒的排列发生变化。煤颗粒的堆积状态决定了[1]徐革联,祖东伟,张荣增煤浆磁化对水煤浆性质影响超细煤水煤浆的流变特性。煤超细粉碎后,煤颗粒的研究[J]洁净煤技术,206,12(1):38~41形状大部分是方形的薄片结构。在制浆过程中,随[2]汤水新,李寒旭葛琦,永恒磁场对水煤浆性能影响的着搅拌强度和时间增长,水煤浆的粘度会逐渐下降初步研究[]淮南工业学报,199,19(4):60~63.就是因为煤颗粒的堆积出现了有序排列。在外界磁[3]董平,吕玉庭陈俊涛超细煤水煤浆流变特性的研究[门]选煤技术,2004,(4):45~49场作用下,使煤带有一定的磁性,使煤粒在水煤浆中[4]汤永新,李寒旭,葛琦磁场强度对水煤浆性能的影响的定向排列更加有序,浆体中形成了排列有序的[J]煤炭加工与综合利用,2001,(3):34-35胶团”,流动性变好,从而改善了水煤浆流动性当磁场强度过强和磁化时间过长时,煤表面的Study on the effect of magnetization onthe rheological behavior of ultra-fine CWMLU Yu-ting, ZHOU Xing-ba', LI Chun-li, XU Ge-lian'(1. College of Resource and Environment Engineering, Heilongiang Institute of Science and Technology, Haerbin 150027, China;2. Xinglong senior middle school, Chengde 067300, China)Abstract: The effect of magnetizing time and magnetic field intensity on the viscosity of ultra-fine CWM were studied. The results indicate that, with time prolonging, the effect of magnetization on the viscosity of ultra-fine CWMbasically trends to lower down at first and then raise up Under the condition of 675 mT magnetic field intensity and10 minutes magnetizing time, the effect of magnetizing on the ultra-fine CWM compared with the ultra-fine CWMblank sample, the rheological behavior of ultra-fine CWM is improved. The magnetization mechanism is also dis-cussed hereKeywords: magnetization; ultra-fine coal; coal water mixture; rheological behavior欢迎订阋《拮净煤技术》杂忘