Welche Rolle spielt das häufig zugesetzte Dispergiermittel für Kohlewasseraufschlämmung im Herstellungsprozess von Kohlewasseraufschlämmung?

1. Wirkungsmechanismus des Dispergiermittels 1) Verbesserung der Hydrophilie der Kohleoberfläche. Dispergiermittel ist ein chemisches Mittel, das die gleichmäßige Dispersion der dispergierten Phase (Kohlepartikel in Kohle-Wasser-Aufschlämmung) im Dispersionsmedium (Wasser in Kohle-Wasser-Aufschlämmung) fördern kann. Der Hauptbestandteil der Kohle sind unpolare Kohlenwasserstoffe, bei denen es sich um hydrophobe Substanzen handelt. Die Benetzbarkeit von Kohle lässt sich anhand des Kontaktwinkels von Wasser auf ihrer Oberfläche in vier Stufen einteilen. Wenn die Tentakel Null sind, spricht man von stark hydrophiler Kohle. ； Diejenigen mit weniger als 40° werden als schwach wasserbasierte Kohle bezeichnet. ； 40°~90° wird als hydrophobe Kohle bezeichnet ； Diejenigen, die 90° überschreiten, werden als stark hydrophobe Kohle bezeichnet. Die Oberflächen verschiedener Kohlen sind hydrophob. Darüber hinaus ist die Oberflächenspannung von Wasser groß und die Oberflächenspannung von Kohle klein. Nur durch eine Verringerung der Oberflächenspannung von Wasser, eine Erhöhung der Oberflächenspannung von Kohle und eine Verringerung der Grenzflächenspannung zwischen Feststoff und Flüssigkeit kann eine vollständige Benetzung erreicht werden. ； Selbst wenn die Oberfläche der Kohlepartikel nass ist, kommt es aufgrund ihrer großen spezifischen Oberfläche dazu, dass sie sich ansammeln und nicht gleichmäßig verteilt werden können. Bei den zum Aufschluss verwendeten Dispergiermitteln handelt es sich ausschließlich um amphiphile Tenside. Ein Ende ist eine unpolare lipophile Gruppe, die aus Kohlenwasserstoffen besteht, und das andere Ende ist eine hydrophile polare Gruppe. Das unpolare hydrophobe Ende verbindet sich leicht mit der Kohleoberfläche von Kohlenwasserstoffen, adsorbiert auf der Oberfläche von Kohlepartikeln und das andere Ende der hydrophilen Gruppe wird nach außen in das Wasser eingeführt. Die starke Hydrophilie der polaren Gruppe wandelt die Oberfläche der Kohlepartikel von hydrophob in hydrophil um und bildet einen Hydratationsfilm. Reduzieren Sie effektiv die Oberflächenspannung von Wasser und erhöhen Sie die Oberflächenspannung von Kohlepartikeln, wodurch der Benetzungskontaktwinkel auf weniger als 50 Grad reduziert wird. Der Hydratationsfilm wird verwendet, um Kohlepartikel zu isolieren und den Widerstand zwischen Kohlepartikeln zu verringern, wodurch die Viskosität verringert wird. Tests zeigen, dass das Dispergiermittel eine gute Wasserlöslichkeit haben sollte, aber je besser die Benetzbarkeit der Kohle ist, desto besser ist der Effekt der Viskositätsreduzierung. Benetzungsmittel und Eindringmittel können Kohlepartikel extrem hydrophil machen (Kontaktwinkel gleich Null), sie können jedoch nicht als Dispergiermittel für Kohlewasseraufschlämmung verwendet werden. (2) Verbessern Sie die elektrostatische Abstoßung zwischen Kohlepartikeln. Die berühmte DLVO-Theorie geht davon aus, dass die Voraussetzung für die stabile Dispersion kolloidaler Partikel darin besteht, dass die elektrostatische Abstoßung zwischen Partikeln die Van-Anziehungskraft zwischen Partikeln übersteigt. Zusätzlich zur Verbesserung der Hydrophilie der Kohleoberfläche können ionische Dispergiermittel auch deren elektrostatische Abstoßung verstärken und so die Dispersion von Kohlepartikeln im Wassermedium weiter fördern. Obwohl der stabilisierenden Wirkung der elektrostatischen Abstoßung auf die Dispersion und Suspension von Kohlepartikeln große Bedeutung beigemessen wird, glauben manche sogar, dass die Hauptfunktion des Dispergiermittels darin besteht, die elektrischen Oberflächeneigenschaften der Kohlepartikel zu verändern. Sie glauben, dass die Kohle-Wasser-Aufschlämmung die gewünschte Fließfähigkeit und Stabilität aufweist, wenn die Potentialdifferenz zwischen der Gleitfläche und dem Inneren der Lösung, also das elektrokinetische Potential, -50 mV erreicht. Eine große Anzahl von Studien hat jedoch gezeigt, dass eine Erhöhung des Potenzialwerts der Potenzialdifferenz zur Verbesserung der Fließfähigkeit der Kohle-Wasser-Aufschlämmung und umgekehrt zur Verbesserung ihrer Stabilität beiträgt, aber keine entscheidende Rolle spielt. Der räumliche Isolationseffekt der sterischen Hinderung ist praktischer. (3) Raumisolationseffekt der sterischen Hinderung Das Wasser im Hydratationsfilm unterscheidet sich vom „freien Wasser“ im System. Die Ausrichtung erfolgt aufgrund der Anziehungskraft des elektrischen Oberflächenfelds. Wenn die Partikel nahe beieinander liegen, wird der Hydratationsfilm zusammengedrückt und verformt, und die Schwerkraft versucht, seine ursprüngliche Ausrichtung wiederherzustellen. Dadurch weist der Hydratationsfilm eine gewisse Elastizität auf, sodass die Kohlepartikel gleichmäßig verteilt sind und das Dispergiermittel auf der Oberfläche der Partikel eine bestimmte Dicke aufweist. Wenn zwei Partikel mit Adsorptionsschichten einander überlappen, wird die Bewegungsfreiheit der Dispergiermittelmoleküle in der Adsorptionsschicht behindert und die Entropie der adsorbierten Moleküle nimmt ab. Da sich die Entropie des Systems immer spontan in Richtung Zunahme entwickelt, neigen die Partikel dazu, sich wieder zu trennen, um eine Partikelaggregation zu vermeiden. Wenn das Dispergiermittel ein Makromolekül ist, haben die adsorbierten Moleküle lange hydrophile Ketten und bilden einen dreidimensionalen Hydratationsfilm auf der Kohleoberfläche. Wenn die Partikel nahe beieinander liegen, entsteht eine starke Abstoßungskraft, die dazu führt, dass die Kohlepartikel dispergiert und suspendiert werden. Diese abstoßende Kraft wird räumliche Isolation, sterische Behinderung oder dreidimensionales Hindernis genannt. Kurz gesagt, die Eigenschaften hocheffizienter Kohle-Wasser-Aufschlämmungsdispergiermittel bestehen darin, dass sie effektiv an der Kohleoberfläche adsorbieren, die Hydrophilie der Kohle verbessern und doppelte elektrische Schichten und dreidimensionale Barrieren auf der Kohleoberfläche bilden können. 2. Häufig verwendete Dispergiermittel Dispergiermittel können in zwei Kategorien eingeteilt werden: ionische und nichtionische, je nachdem, ob sie dissoziiert sind oder nicht. Ionische Typen können je nach Ladungseigenschaften in drei Kategorien eingeteilt werden: anionisch, kationisch und amphoter. Amphoter bedeutet, dass die Lösung anionische Eigenschaften aufweist, wenn sie alkalisch ist, und kationische Eigenschaften, wenn sie sauer ist. Das internationale Preisverhältnis von anionischen, nichtionischen, kationischen und amphoteren Dispergiermitteln beträgt 1:2:3:4. Die meisten Dispergiermittel für die Zellstoffherstellung sind anionisch. Anionische Dispergiermittel umfassen hauptsächlich Naphthalinsulfonat, Ligninsulfonat, sulfoniertes Huminsäuresalz, Polycarbonsäurereihen usw. Es gibt viele Artikel, die Sie herunterladen und lesen können. Darüber hinaus ist die Oberflächenspannung von Wasser groß und die Oberflächenspannung von Kohle klein. Nur durch eine Verringerung der Oberflächenspannung von Wasser, eine Erhöhung der Oberflächenspannung von Kohle und eine Verringerung der Grenzflächenspannung zwischen Feststoff und Flüssigkeit kann eine vollständige Benetzung erreicht werden. ； Selbst wenn die Oberfläche der Kohlepartikel nass ist, kommt es aufgrund ihrer großen spezifischen Oberfläche dazu, dass sie sich ansammeln und nicht gleichmäßig verteilt werden können. Bei den zum Aufschluss verwendeten Dispergiermitteln handelt es sich ausschließlich um amphiphile Tenside. Ein Ende ist eine unpolare lipophile Gruppe, die aus Kohlenwasserstoffen besteht, und das andere Ende ist eine hydrophile polare Gruppe. Das unpolare hydrophobe Ende verbindet sich leicht mit der Kohleoberfläche von Kohlenwasserstoffen, adsorbiert auf der Oberfläche von Kohlepartikeln und das andere Ende der hydrophilen Gruppe wird nach außen in das Wasser eingeführt. Die starke Hydrophilie der polaren Gruppe wandelt die Oberfläche der Kohlepartikel von hydrophob in hydrophil um und bildet einen Hydratationsfilm. Reduzieren Sie effektiv die Oberflächenspannung von Wasser und erhöhen Sie die Oberflächenspannung von Kohlepartikeln, wodurch der Benetzungskontaktwinkel auf weniger als 50 Grad reduziert wird. Der Hydratationsfilm wird verwendet, um Kohlepartikel zu isolieren und den Widerstand zwischen Kohlepartikeln zu verringern, wodurch die Viskosität verringert wird. Tests zeigen, dass das Dispergiermittel eine gute Wasserlöslichkeit haben sollte, aber je besser die Benetzbarkeit der Kohle ist, desto besser ist der Effekt der Viskositätsreduzierung. Benetzungsmittel und Eindringmittel können Kohlepartikel extrem hydrophil machen (Kontaktwinkel gleich Null), sie können jedoch nicht als Dispergiermittel für Kohlewasseraufschlämmung verwendet werden. (2) Verbessern Sie die elektrostatische Abstoßung zwischen Kohlepartikeln. Die berühmte DLVO-Theorie geht davon aus, dass die Voraussetzung für die stabile Dispersion kolloidaler Partikel darin besteht, dass die elektrostatische Abstoßung zwischen Partikeln die Van-Anziehungskraft zwischen Partikeln übersteigt. Zusätzlich zur Verbesserung der Hydrophilie der Kohleoberfläche können ionische Dispergiermittel auch deren elektrostatische Abstoßung verstärken und so die Dispersion von Kohlepartikeln im Wassermedium weiter fördern. Obwohl der stabilisierenden Wirkung der elektrostatischen Abstoßung auf die Dispersion und Suspension von Kohlepartikeln große Bedeutung beigemessen wird, glauben manche sogar, dass die Hauptfunktion des Dispergiermittels darin besteht, die elektrischen Oberflächeneigenschaften der Kohlepartikel zu verändern. Sie glauben, dass die Kohle-Wasser-Aufschlämmung die gewünschte Fließfähigkeit und Stabilität aufweist, wenn die Potentialdifferenz zwischen der Gleitfläche und dem Inneren der Lösung, also das elektrokinetische Potential, -50 mV erreicht. Eine große Anzahl von Studien hat jedoch gezeigt, dass eine Erhöhung des Potenzialwerts der Potenzialdifferenz zur Verbesserung der Fließfähigkeit der Kohle-Wasser-Aufschlämmung und umgekehrt zur Verbesserung ihrer Stabilität beiträgt, aber keine entscheidende Rolle spielt. Der räumliche Isolationseffekt der sterischen Hinderung ist praktischer. (3) Raumisolationseffekt der sterischen Hinderung Das Wasser im Hydratationsfilm unterscheidet sich vom „freien Wasser“ im System. Die Ausrichtung erfolgt aufgrund der Anziehungskraft des elektrischen Oberflächenfelds. Wenn die Partikel nahe beieinander liegen, wird der Hydratationsfilm zusammengedrückt und verformt, und die Schwerkraft versucht, seine ursprüngliche Ausrichtung wiederherzustellen. Dadurch weist der Hydratationsfilm eine gewisse Elastizität auf, sodass die Kohlepartikel gleichmäßig verteilt sind und das Dispergiermittel auf der Oberfläche der Partikel eine bestimmte Dicke aufweist. Wenn zwei Partikel mit Adsorptionsschichten einander überlappen, wird die Bewegungsfreiheit der Dispergiermittelmoleküle in der Adsorptionsschicht behindert und die Entropie der adsorbierten Moleküle nimmt ab. Da sich die Entropie des Systems immer spontan in Richtung Zunahme entwickelt, neigen die Partikel dazu, sich wieder zu trennen, um eine Partikelaggregation zu vermeiden. Wenn das Dispergiermittel ein Makromolekül ist, haben die adsorbierten Moleküle lange hydrophile Ketten und bilden einen dreidimensionalen Hydratationsfilm auf der Kohleoberfläche. Wenn die Partikel nahe beieinander liegen, entsteht eine starke Abstoßungskraft, die dazu führt, dass die Kohlepartikel dispergiert und suspendiert werden. Diese abstoßende Kraft wird räumliche Isolation, sterische Behinderung oder dreidimensionales Hindernis genannt.

Handelt es sich um einen Zusatzstoff? Es ist nur Grauwasser plus Dispergiermittel. . . . . . . . . . . . . . . . . .