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近年来,随着我国经济的快速发展,我国的煤炭需求量大大增加,但煤炭储能的地域等差异性,煤炭运输成为了解决煤炭资源不平衡问题的主要方法。随着煤炭产量的急剧增加,开采、运输、储存等产生的煤尘将造成职业病(如:尘肺病,矽肺病等)、环境污染、经济损失等诸多问题。传统的治理露天煤尘的方法主要有洒水、篷布、挡网、传统型抑尘剂等物理和化学方法。这些方法存在着抑尘时间短、抑尘效果差、污染土壤、不可降解等诸多缺点,逐渐被市场淘汰。随着科技的不断进步,科研工作者开发出的各种新型化学抑尘剂得到迅速发展并应用与实际煤尘治理中。目前市场中常用的化学抑尘剂主要有高分子聚合物化学抑尘剂、高倍吸水树脂化学抑尘剂、粘结成膜型化学抑尘剂等,这些抑尘剂的抑尘效果相对于传统型抑尘剂大大有所提高,但仍然有一些缺点,如:高分子聚合物成本高、难降解;成膜后的固化层较脆,在受到振动和劲风易破裂;对微小煤尘的治理难度大等。所以,研究制备价格低廉、抑尘效果优良、可降解的环保型抑尘剂非常具有实际意义。论文以来源广泛、价格低廉的花生壳提取物纳米纤维素为主料,以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、N,N’—亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、丙烯酸(AA)和丙三醇为辅料,采用水溶液聚合法制备了新型可降解纳米纤维素抑尘剂。实验主要研究了纳米纤维素的提取工艺,新型可降解纳米纤维素抑尘剂的制备工艺。通过单因素实验研究了影响该抑尘剂抑尘效果的主要因素(煤尘粒度、环境温度、风速大小、抑尘剂溶液浓度)及其交互作用。通过采用pH及粘度实验、表面张力实验、固含量测定实验、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪和工业分析多种手段详细地研究了抑尘剂自身的性质。通过接触角实验、渗透性实验、扫描电镜实验、抗风性能实验和抗蒸发性实验对该抑尘剂的性能进行了研究。做了露天运输抑尘模拟工业实验,以模拟现场抑尘过程。论文主要的研究结论如下:(1)采用酸解法从花生壳中提取纳米纤维素:用质量浓度为1.7%的次氯酸钠溶液以固液比为1:15下制得花生壳纤维素,再加入质量分数为30%的硫酸经过离心、透析、真空冷冻等过程制备纳米纤维素粉末。将该粉末加入15%的硝酸溶液中使其活化,在75℃下充分溶解NCC,最后按m(NCC溶液):m(AA):m(DMDAAC)为10:5:6,并加入少量过硫酸钾搅拌反应,最后加入MBA和丙三醇反应后制备得新型可降解纳米纤维素抑尘剂。(2)在温度为25℃时浓度为5%的该抑尘剂溶液的pH为6.31,粘度为70.3 mPa·s,远大于水的粘度(1 mPa·s),有利于粘结煤尘。表面张力值为33.66 m N·m-1,小于水的表面张力72.9 m N·m-1,提高了水的润湿能力。该抑尘剂的固含量为32.1%,在实际应用中可提高稀释倍数,节约了成本。通过红外光谱测定得出,875 cm-1、896 cm-1附近的吸收峰是纤维二糖中糖苷键β-1,4的特征峰,保留了纳米纤维素的三维网状结构;抑尘剂的红外光谱图中1640 cm-1、1721 cm-1处分别出现RCOO—对称伸缩振动吸收峰和羧基中C=O伸缩振动吸收峰;在1454 cm-1处为季铵基团的-CH2弯曲振动吸收峰;说明完成了接枝聚合反应。热重及微商热重分析得出,在201.1℃时,该抑尘剂才开始分解,有着良好的稳定性且利于储存。通过对喷洒抑尘剂的煤样和原煤样做工业分析,得出该抑尘剂对煤质基本没有影响。(3)测得该抑尘剂与煤样的接触角为34°。在三个小时内该抑尘剂的渗透深度可达7.4 cm。通过扫描电镜实验可知,喷洒抑尘剂的煤尘表面致密,粘结着不同的煤尘颗粒,并形成稳定的固化层。在风速为20 m/s、温度为50℃时喷洒该抑尘剂的煤样依然可有效地抑制煤尘。(4)通过单体实验研究煤尘粒度、环境温度、风速大小和抑尘剂溶液浓度主要影响抑尘效果的因素,通过响应面实验研究了各因素的交互作用,并通过直观分析和方差分析,以煤尘浓度为响应值确定了抑尘剂喷洒的最佳条件参数:环境温度为25℃、风速为8 m/s、抑尘剂溶液浓度为5%。(5)通过设计露天运输抑尘模拟工业实验,模拟实际运输中该抑尘剂的抑尘性能。通过抗风性实验测得不论是全尘浓度还是呼尘浓度,实验组比对照组的煤尘浓度降低很多。如:在风速为12 m/s的条件下,实验组的全尘比对照组降低了90.3%;呼尘比对照组降低了91.5%。在温度为32℃下,喷洒抑尘剂溶液的煤样在6小时后的损失率仅为0.36%。在连续15天的实验下,喷洒抑尘剂的模型表面的固化层比喷洒水形成的固化层结实稳定,更有利于抑制煤尘。