Какова роль диспергаторов для водно-угольной суспензии при её производстве?

1. Механизм действия диспергентов 1) Повышение гидрофильности поверхности угля Диспергент — это химическое вещество, способствующее равномерному распределению дисперсной фазы (частиц угля в водно-угольной суспензии) в диспергирующей среде (воде в водно-угольной суспензии). Уголь в основном представляет собой неполярные углеводороды, относящиеся к гидрофобным веществам. Влагоемкость угля можно разделить на четыре категории в зависимости от величины угла соприкосновения воды с его поверхностью. Уголь с нулевым показателем контактных усиков называется высокохигроскопичным углем ； Уголь с углом растворимости менее 40° называется углем с низкой водорастворимостью ； От 40° до 90° — называется гидрофобным углем ； Уголь с углом гидрофобности свыше 90° называется высокогидрофобным углем. Поверхность всех видов угля обладает гидрофобными свойствами. Кроме того, у воды высокая поверхностное натяжение, а у угля — низкое. Чтобы достичь полного смачивания, необходимо снизить поверхностное натяжение воды, повысить его у угля и уменьшить поверхностное натяжение на границе между твердой и жидкой фазами ； Даже при влажной поверхности угольных частиц их огромная площадь поверхности приводит к тому, что они собираются вместе, не способны распределяться равномерно. Диспергаторы, используемые при производстве целлюлозы, представляют собой амфифильные поверхностно-активные вещества. Один конец таких веществ состоит из неполярной липофильной группы, образованной углеводородами, а другой конец — из полярной гидрофильной группы. Неполярный гидрофобный конец легко связывается с поверхностью углеродистого угля, адсорбируясь на его поверхности; при этом гидрофильный конец оказывается обращенным к воде. Высокая гидрофильность полярных групп приводит к тому, что поверхность угольных частиц изменяется с гидрофобной на гидрофильную, что позволяет образовать гидратационную пленку. Эффективно снижает поверхностное натяжение воды и повышает поверхностное натяжение на поверхности угольных частиц, тем самым снижая угол смачивания до 50 градусов и ниже. С помощью гидратационной пленки угольные частицы разделяются, что снижает сопротивление между ними и тем самым способствует снижению вязкости. Эксперименты показали, что диспергатор должен обладать хорошей растворимостью в воде, но чем лучше его способность смачивать уголь, тем лучше и эффект снижения вязкости. Увлажнители и проникающие вещества могут сделать угольные частицы крайне гидрофильными (угол соприкосновения равен нулю), однако их нельзя использовать в качестве диспергаторов для водно-угольной смеси. (2) Повышение статического отталкивания между угольными частицами. Согласно известной теории DLVO, предпосылкой стабильного распределения коллоидных частиц является то, что статическое отталкивание между ними превышает силу ван-дер-ваальсовского притяжения. Ионные диспергенты не только способствуют улучшению гидрофильности поверхности угля, но и усиливают электростатическое отталкивание между частицами угля, что further способствует их диспергированию в водной среде. Несмотря на то, что большое внимание уделяется роли электростатического отталкивания в стабилизации дисперсии угольных частиц, некоторые считают, что основная функция диспергаторов заключается в изменении поверхностного заряда угольных частиц. Считается, что когда разница потенциалов между поверхностью частиц и внутренней средой раствора, то есть электродвижущий потенциал, достигает значения -50 мВ, у гидроугольной смеси появляются шансы на достижение желаемой текучести и стабильности. Однако множество исследований показывает, что повышение значения разницы потенциалов способствует улучшению текучести гидроугольной смеси, тогда как снижение этого значения способствует повышению её стабильности. Но ни один из этих факторов не играет решающей роли. Эффект пространственного изоляции и стерического воздействия имеет большее практическое значение. (3) Эффект пространственного изоляции и стерического воздействия: вода в гидратированной пленке отличается от «свободной воды» в системе; она располагается ориентированно под действием электрического поля на поверхности. Когда частицы сближаются друг с другом, гидратационная пленка подвергается деформации под действием сил сжатия. Сила притяжения же стремится восстановить первоначальное положение пленки. Это придает гидратационной пленке определенную эластичность, что позволяет угольным частицам равномерно распределяться. Также на поверхности частиц образуется слой диспергентов, имеющий определенную толщину. Когда две частицы с адсорбционными слоями перекрывают друг друга, свобода движения молекул диспергентов ограничивается, в результате чего энтропия адсорбционных молекул снижается. Поскольку энтропия системы всегда стремится к увеличению, частицы имеют тенденцию снова разделиться, тем самым предотвращая их скопление. Когда диспергент представляет собой макромолекулы, а адсорбируемые молекулы имеют длинные гидрофильные цепи, на поверхности угля образуется трехмерная гидратированная пленка. Когда частицы сближаются друг с другом, возникает сильная сила отталкивания, что способствует дисперсии и подвешиванию частиц угля в жидкости. Эта отталкивающая сила и есть пространственное изоляционное барьерное воздействие или стереохимическое препятствие. В общем, характеристиками эффективных диспергаторов угольной водной суспензии являются способность к эффективному адсорбированию на поверхности угля, повышение гидрофильности угля, а также формирование на его поверхности двойного электрического слоя и пространственных барьеров. 2. Распространённые диспергенты. Диспергенты можно разделить на две основные группы в зависимости от того, происходит ли их диссоциация: ионные и неионные. Ионные вещества также могут быть разделены в зависимости от свойств заряда на анионные, катионные и амфотерные. Бисексуальный тип означает, что при щелочной среде раствор проявляет анионные свойства, а при кислой — катионные. Международное соотношение цен на анионные, неионные, катионные и амфотерные диспергаторы составляет 1:2:3:4. В качестве диспергаторов для производства целлюлозного клея чаще всего используются анионные вещества. Анионные диспергаторы в основном включают нафтолсульфонаты, лигнинсульфонаты, сульфонированные фурансульфонаты, поликарбоксилаты и т. д. Существует множество статей, которые вы можете скачать и прочитать. Кроме того, у воды высокая поверхностное натяжение, а у угля — низкое. Чтобы достичь полного смачивания, необходимо снизить поверхностное натяжение воды, повысить его у угля и уменьшить поверхностное натяжение на границе между твердой и жидкой фазами ； Даже при влажной поверхности угольных частиц их огромная площадь поверхности приводит к тому, что они собираются вместе, не способны распределяться равномерно. Диспергаторы, используемые при производстве целлюлозы, представляют собой амфифильные поверхностно-активные вещества. Один конец таких веществ состоит из неполярной липофильной группы, образованной углеводородами, а другой конец — из полярной гидрофильной группы. Неполярный гидрофобный конец легко связывается с поверхностью углеродистого угля, адсорбируясь на его поверхности; при этом гидрофильный конец оказывается обращенным к воде. Высокая гидрофильность полярных групп приводит к тому, что поверхность угольных частиц изменяется с гидрофобной на гидрофильную, что позволяет образовать гидратационную пленку. Эффективно снижает поверхностное натяжение воды и повышает поверхностное натяжение на поверхности угольных частиц, тем самым снижая угол смачивания до 50 градусов и ниже. С помощью гидратационной пленки угольные частицы разделяются, что снижает сопротивление между ними и тем самым способствует снижению вязкости. Эксперименты показали, что диспергатор должен обладать хорошей растворимостью в воде, но чем лучше его способность смачивать уголь, тем лучше и эффект снижения вязкости. Увлажнители и проникающие вещества могут сделать угольные частицы крайне гидрофильными (угол соприкосновения равен нулю), однако их нельзя использовать в качестве диспергаторов для водно-угольной смеси. (2) Повышение статического отталкивания между угольными частицами. Согласно известной теории DLVO, предпосылкой стабильного распределения коллоидных частиц является то, что статическое отталкивание между ними превышает силу ван-дер-ваальсовского притяжения. Ионные диспергенты не только способствуют улучшению гидрофильности поверхности угля, но и усиливают электростатическое отталкивание между частицами угля, что further способствует их диспергированию в водной среде. Несмотря на то, что большое внимание уделяется роли электростатического отталкивания в стабилизации дисперсии угольных частиц, некоторые считают, что основная функция диспергаторов заключается в изменении поверхностного заряда угольных частиц. Считается, что когда разница потенциалов между поверхностью частиц и внутренней средой раствора, то есть электродвижущий потенциал, достигает значения -50 мВ, у гидроугольной смеси появляются шансы на достижение желаемой текучести и стабильности. Однако множество исследований показывает, что повышение значения разницы потенциалов способствует улучшению текучести гидроугольной смеси, тогда как снижение этого значения способствует повышению её стабильности. Но ни один из этих факторов не играет решающей роли. Эффект пространственного изоляции и стерического воздействия имеет большее практическое значение. (3) Эффект пространственного изоляции и стерического воздействия: вода в гидратированной пленке отличается от «свободной воды» в системе; она располагается ориентированно под действием электрического поля на поверхности. Когда частицы сближаются друг с другом, гидратационная пленка подвергается деформации под действием сил сжатия. Сила притяжения же стремится восстановить первоначальное положение пленки. Это придает гидратационной пленке определенную эластичность, что позволяет угольным частицам равномерно распределяться. Также на поверхности частиц образуется слой диспергентов, имеющий определенную толщину. Когда две частицы с адсорбционными слоями перекрывают друг друга, свобода движения молекул диспергентов ограничивается, в результате чего энтропия адсорбционных молекул снижается. Поскольку энтропия системы всегда стремится к увеличению, частицы имеют тенденцию снова разделиться, тем самым предотвращая их скопление. Когда диспергент представляет собой макромолекулы, а адсорбируемые молекулы имеют длинные гидрофильные цепи, на поверхности угля образуется трехмерная гидратированная пленка. Когда частицы сближаются друг с другом, возникает сильная сила отталкивания, что способствует дисперсии и подвешиванию частиц угля в жидкости. Эта отталкивающая сила и есть пространственное изоляционное барьерное воздействие или стереохимическое препятствие.

Это ведь добавки? Только в серую воду добавляют диспергатор. . . . . . . . . . . . . . . . . .