文章編號沮009-019320015-007005水煤漿中超微細(xì)顆粒粒度的測定敖先權(quán)12曾祥欽21四川大學(xué)化工學(xué)院四川成都6100642貴州工業(yè)大學(xué)化工系貴州貴陽550003)摘要提岀了水煤漿中超微細(xì)顆粒粒度的比重計檢測方法簡述其原理、操作步驟及結(jié)果計算等。關(guān)鍵詞水煤漿超微細(xì)顆粒颥粒粒度北重計法中圖分類號:TQ531.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼30前言粒度分布是粒狀物的生產(chǎn)處理和使用中非常重要的數(shù)據(jù)?？捎脕泶_定產(chǎn)品的質(zhì)量和等級也可為制定科研和生產(chǎn)方案提供依據(jù)。水煤漿(CWM是一種含煤約70%添加劑1%其余為水的新型煤基潔凈燃料其研究及應(yīng)用正受到普遍重視和推廣。水煤漿的粒度分布決定著煤粉的堆積效率對最大制漿濃度及水煤漿的流變特性都有主要影響。不同的煤種及添加劑配方須采用不同的粒度組成。因此掌握好水煤漿的粒度分布是制備水煤漿的關(guān)鍵技術(shù)之一。水煤漿的粒度分布較寬上限可達(dá)500微米下限比微米級還細(xì)很難用一種方法有效進(jìn)行粒度分析。目前測定水煤漿粒度組成的方法主要采用激光粒度分析法和篩分一 Andreason沉積分析兩種方法。前者是一種直接快速的測定方法但其設(shè)備較昂貴后一種是篩分析與重力沉降法中的吸管法相結(jié)合的方法其方法是將一定量的煤漿用200網(wǎng)鼠75μm舶篩子進(jìn)行濕法篩分,然后將篩上部分烘干再進(jìn)行干法篩分。篩下部分用 Andreason移液管進(jìn)行沉積分析最后綜合實驗結(jié)果得到煤漿的粒度組成。這種方法較費時約需5小時1151.比重計法是重力沉降法中的一種其分析結(jié)果對粒度分組較細(xì)操作簡單成本較低分析速度較快實用于水煤漿的研究及生產(chǎn)要求。本文以制漿用煤磨粉對小于200網(wǎng)目的煤粒作粒度分析在沒有激光粒度分析儀的情況下為水煤漿的粒度分析提出了一種相對快速簡便的檢測方法。1比重計法原理1.1比重計法基本原理比重計法是采用均勻懸浮體進(jìn)行沉降分析被測懸浮液中的顆粒常可視為連續(xù)分布。經(jīng)過一定沉降時間t后上層有一層澄清介質(zhì)其厚度相當(dāng)于最小粒徑Dm的深度h-n由hm向下濃度呈逐漸增加的分布。在某一定深度h以上的范圍內(nèi)凡粒徑大于與此h相對應(yīng)的D的顆粒都不復(fù)存在。設(shè)在時間t深度h測量出懸浮液的顆粒重量濃度或與之成正比的任何性質(zhì)如密度概以aht廉示對原均勻懸浮液以C表示。因此對應(yīng)于粒徑Dht)的重量累積分?jǐn)?shù)為aD)=」myFDdD= c ah式中FD是歸一到1的重量分布函數(shù),C是在h處的單體和戶業(yè)岳命的量為Co的顆粒中因D>D(h顆粒沉降離去后剩下的顆粒重。由于懸浮液和濃度C呈成正比即CNMHG9與懸浮液的顆粒p-∝aht)所以可以測量沉降過程中懸浮液密度的變化代替求其重量濃度C的變化(1武變?yōu)槭崭迦掌?001-06-19第5期敖先權(quán)曾祥欽水煤漿中超微細(xì)顆粒粒度的測定71&D)=c=p-ers pke-er)(2)式中po是沉降開始時均勻懸浮體的密度但其實際測定困難。假定粉末顆粒與液體構(gòu)成懸浮液時體積的加和性就可以采用需知顆粒密度p而無須p的上列第二個表達(dá)式。由測出的ρ-h活可算出重量累積分布巫D)~D對D求微商可獲得各D的分布函數(shù)RDⅫ粒度分布。12粒徑計算原理粒徑計算是以 Stokes定律為基礎(chǔ)球形粒子在分散介質(zhì)中一方面受到重力的作用作加速運動而下沉另一方面受到介質(zhì)的阻力當(dāng)此二力相等時粒子將作勻速下沉。則4r(P2-!=6rr(P2-)g9√ap-此即 Stokes公式。式中R為粒子半徑們?yōu)榻橘|(zhì)粘度,為沉降速度g為重力加速度若h表示t時間內(nèi)粒子沉降的距離則√xp-9l2.121Ps-pfD=4.242。m(3)Ps-Pf式中D為粒子的直徑。若粒子不是球形由上式求得之R為等效半徑D(h稱為標(biāo)稱粒徑21.2粒度的測定2.1懸液制備1斌樣諏制漿用煤樣將煤樣磨成細(xì)粉用200網(wǎng)目的標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行濕法篩分。取篩下部分進(jìn)行烘干,測定其密度p,20℃時n=1.6667g/cm32減試劑用0.01gL-1Twee80溶液作分散劑避免懸液中顆粒凝聚讓其充分分散)除去CO2的蒸餾水作液體介質(zhì)。20℃時加入分散劑后其粘度為n=1.002×10-3Pas密度為=0.99825g/cm3〔3測試器皿北重計、量筒攪拌棒、燒杯滴液管、溫度計、秒表、恒溫裝置、測高儀。2.2測試結(jié)果將上述烘干煤粉準(zhǔn)確稱取45克分別分次加入分散劑50m1用帶橡皮頭的玻璃棒攪拌制成稀懸浮液,盛入1000ml量筒加水至1000ml放入恒溫槽恒溫至20α溫度的改變將引起介質(zhì)粘度變化及介質(zhì)對流增加分析誤差因此檢測過程中應(yīng)盡量保持恒溫)然后用帶孔金屬片攪拌棒上下攪動懸液30次切勿使懸液產(chǎn)生渦流現(xiàn)象。攪拌停止時為沉降起始時間立即按下秒表迅速放入比重計在308時讀第一個數(shù)以后的讀數(shù)時間皆為前一時間的2倍即42、1、125″直至大部分液體變瀛約需2小時)相鄰二讀數(shù)值變化很小為止。記錄各沉降時刻比重計讀數(shù)液面到比重計泡中心的距離作為粒子沉降高度列于表1由于比重計讀數(shù)變化較小在懸液中會受到液面的影響可用測高儀來觀察比重計下降高度的變化可得較為準(zhǔn)確的結(jié)果表1比重計法測定數(shù)堆序號沉降時間沉降高度比重計讀數(shù)YHe中國煤化分?jǐn)?shù)dg/cm2)CNMHG%)1.015750.12161.015231.01468表接下頁72貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2001年1.013571.0125679.580.12541.0110271.030.1271.010573360.13071.009390.1321.007451.326720.13491.0067947.650.13691.0060013440.13911.0051538.5419200.14121.0034628.641426880.14311.0029838400.14541.0026224.5153760.14601.00194876800.14751.00095715.2823結(jié)果處理(1)2武計算出粒徑Ⅸ(h,t粒子重量負(fù)累積分?jǐn)?shù)∝D)根據(jù) Stokes公式3)求出各沉降時刻相應(yīng)的顆粒直徑Dh)列于表2)作積分分布曲線和微分分布曲線。根據(jù)表1的數(shù)據(jù)用粒徑D作橫坐標(biāo)重量負(fù)累積分?jǐn)?shù)《D胙作縱坐標(biāo)進(jìn)行曲線擬合得到的曲線即為重量累積分布曲線即積分分布曲線見圖1)根據(jù)曲線可求得一粒徑范囤內(nèi)的百分含量?！癖戎赜嫹ㄘ?fù)累積,%000■激光粒度負(fù)累積,%D(μm)圖1累積分布曲線圖將得到的積分分布曲線亟D)-D圖1對D求微商得到各D的分布函數(shù)FD)即微分分布曲線見圖2)表示各粒徑的粒度分布。兩粒徑間曲線下面積與曲線下總面積之比表示兩粒徑之間的粒子所占的相對含量。曲線峰值所處之D值是樣品中含量最多的粒子直徑值。2.4結(jié)果比較為了驗證實驗結(jié)果的可靠性我們將其與激光粒度分析凵中國煤化工。用 Malvern instruents激光粒度分析儀對同一樣品進(jìn)行粒度測定將其結(jié)果CNMH本實驗結(jié)果進(jìn)行對比激光粒度測定法與比重計法的絕對誤差見表2第5欄?？梢灾骄W(wǎng)平力)所得時網(wǎng)崇曲線較吻合比重計法有較好的可信度有一定適用價值。第5期敖先權(quán)曾祥欽水煤漿中超微細(xì)顆粒粒度的測定73測定結(jié)果0D(um)圖2粒度分布曲線圖表2激光粒度分析與比重計法的結(jié)果對比粒級/m本級%比重計法負(fù)累積%激光粒度負(fù)累積%絕對誤差%91.361.855.6350-438.552.7465.1330-2610.6962.0158.004.0151.320.822-194.3947.6546.3543.2641.252.0116-1392.7413-112.6229.6426.430.4510-83.7624.5125.065.4720.7522.08-1.3315.283結(jié)論通過實驗證明利用比重計法測定煤粒粒度分布是直觀和方便的。與吸管法相比該方法在測定過程中避免了頻紊的取樣、烘干及稱量操作加快了檢測速度約需3小時。數(shù)據(jù)處理可實行電算化結(jié)合篩分析法結(jié)果利用數(shù)據(jù)處理軟件可對水煤漿進(jìn)行全粒級粒度擬合。該方法是一種比較快速、準(zhǔn)確、廉價的檢測法也實用于其它類似粉狀固體粒度檢測中國煤化工CNMHG參考文獻(xiàn)[1]張榮曾水煤漿制備技術(shù)M]北京北京科學(xué)出版社199[2]高祜蒿顆粒粒度與比表面測量原理M]上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社A989[3]北京大學(xué)化學(xué)系膠體化學(xué)教研室膠體與界面化學(xué)實驗M]北京北京大學(xué)出版社1993[4]姚允斌簿膠體與表面化學(xué)導(dǎo)說M]天津南開大學(xué)出版社19874貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2001年[5]劉麗儉簿快速測定工業(yè)水煤漿粒度組成的方汰J煤炭加工與綜合利用200(4)15-17Ultra-fine Particle Size Measurement of Coal WaterSlurry by Hydrometer Methodao Xian-ZENG Xianngineering Sichuan University Chengdu 610064, China i 2. Department ofChemical Engineering gut Guiyang 550003 China)Abstract This paper offers a hydrometer method for determining size distribution of ultra-fine particlein coal water slurry and discusses its mechanism operation procedures and date calculation. It is considered to be a quick accurate and cheap testing methodKey words coal water slurry jultra-fine particle particle size hydrometer method上接59頁)3殿計思路以簡要明快功能齊全為基調(diào)除具有良好的交互性外還應(yīng)考慮具有直觀性使用簡便等特點學(xué)習(xí)者不需學(xué)習(xí)就可使用該軟件。4頂面的創(chuàng)意是課件制作中的靈魂它難度較高需要創(chuàng)作人員有較高的審美意識及美術(shù)功底沒設(shè)計的頁面即要美觀又能充分突出主題〔5影像視頻流是課件中不可缺少的一部分也是課件制作中的難點影像制作除掌握攝錄編基礎(chǔ)知識外還應(yīng)掌握影像的采集、編輯影像特技的制作。由于影像占用的空間較大影像所選擇的格式也是需要考慮的問題影像量大時可考慮使用MPEG4格式它有極高的壓縮比。(6勵畫狂影像無法表達(dá)時動畫顯得尤為重要可使頁面顯得活潑生動因此有必要掌握 gif, flash,3D動畫的制作7〕作過程中要充分發(fā)揮集體合作的精神高質(zhì)量的軟件絕非一人能在短時間內(nèi)完成制作群的概念就是提倡集體合作精神。這能充分發(fā)揮每個人的特長使整體制作水平能達(dá)到一個相當(dāng)?shù)木辰缫粋€優(yōu)秀的多媒體軟件就此產(chǎn)生了。參考文獻(xiàn)[1]鐘玉琢多媒體計算機(jī)技術(shù)M]北京清華大學(xué)出版社19982]張玉祥. Authorware多媒體實用開發(fā)技術(shù)M]昆明云南科技出版社1999[3]電腦報社編99電腦應(yīng)用精華本N]電腦報社199Talk about Multimedia Software MakinZHAN Hui-jing GUo Xian-li(1. Guizhou Communication Vocational Technical College,Guiyang 550008, China 2. Guiyang ChineseMedical College Guiyang 550001 China)Abstract With the development of multimedia technology中國煤化工icatecome a topical subject This paper talks about multimediaCNMHGll as how to makea good multimedia course softwareKey words :multimedia courge software interaction ifilm ipicture television frequency current