第五章 型煤粘结剂及添加剂

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,型煤粘结剂是粉煤,冷压、中低压成型工艺,中的技术关键之一，关系到型煤的,加工成本,和,型煤质量,。,第五章型煤粘结剂及添加剂,广义上，分为,有机类,、,无机类,和,复合类,3,类。,第一节 型煤粘结剂的作用及分类,一、型煤粘结剂种类,1,、有机类：,煤沥青、煤焦油和石油沥青及其残渣；,高分子聚合物；淀粉类；植物油,渣,类；动物胶类；工业废弃物；腐植酸盐、木质纤维素,2,无机类,(1),土；膨润土、高岭土等。,(2),水泥；,(3),水玻璃、生,(,熟,),石灰、电石泥、磷酸盐、硫酸盐等；,(4),有些煤矿的项、底板泥：,(1),有机物与有机物复合；,(2),有机物与无机物复合；,(3),无机物与无机物复合；,3,复合类类,有机粘结剂,优点：,粘结性能好，型煤机械强度高。,缺点：,型煤热态强度和热稳定性较差。有些防水性较差。,无机粘结剂,优点：,来源广、成本低，型煤热态强度和热稳定性好。,缺点：,增加型煤的灰分,降低发热量。,复合型粘结剂,掺料之间互补，扬长避短，粘结剂的开发方向。,4,、各类粘结剂的特点：,二、对型煤粘结剂的总体要求,(1),来源要充足；,(2),制备粘结剂的原料质量要相对稳定；,(3),粘结剂的价格要相对稳定，并且越低越好；,(4),粘结剂的制备工艺要简单。,(1),因地制宜，就地取材或就近取材；,(2),针对型煤品种、煤种及煤质选用粘结剂,(3),不同性质的枯结剂要有不同的生产工艺：,(4),价格合理。,三、粘结剂的选择原则,(1),用粘结剂制成的型煤有一定的机械强度、热稳定性和热强度：,(2),粘结剂要有一定的防潮、防水性能；,(3),粘结剂的性能不影响型煤使用效果：,(4),粘结剂的成灰物不宜过大；,(,5),有粘结剂成型的型煤要考虑后处理工艺；,(,6),型煤粘结剂不应产生二次污染。,四、对型煤粘结剂的质量要求,总之，型煤粘结剂要求来源广泛、成本低、工艺简单，制得型煤质量好。,1,表面化学理论和热力学原理,五、型煤粘结刑的理论基础,粘结剂对煤料：粘合力、,湿润,、真正接触。,煤料被粘结剂所湿润后，必须使它们之间的,距离要小到一定程度,，煤料与粘结剂之间才能产生机械和物理化学结合。靠粘结剂,分子的质量传递,-,移动、扩散和渗透实现，,温度及外界压力,能促使粘这种传递。,2,传质理论,=,粘结剂与被粘合物之间的结合力是,机械结合,和,物理化学结合,的综合结果；,=,对型煤来讲，,机械结合力,常起决定性作用。,=,煤与粘结剂的机械结合力，是粘结剂渗入煤料孔隙内部固化后，在孔隙中产生机械键合的结果。,=,粘结剂的固化,往往是产生机械结合力的必要条件。,3,粘结剂与被粘物的粘合理论,=,是一项很重要的,燃烧和气化特征,指标。,=,直接关系到型煤在炉内的,燃烧反应情况、耗煤量、耗氧量,等。,=,型煤的反应活性强，表示型煤在燃烧或气化过程中反应速度快、效率高。,=,粘结剂,会影响到型煤的反应活性。,4.,型煤的结渣性,5.,化学反应活性,上述,1,、,2,、,3,点的顺序关系,六、粘结剂的配制方法,配制粘结剂的具体方法步骤：,很多情况下，型煤厂家即用户。,煤种,用户,型煤厂家,技术指标要求,试验室试验,型煤厂家中试,初步的粘结剂配方,用户试烧,正式投入生产,第二节 有机粘结剂,1,煤焦油沥青,=,优点：粘结能能力强，防水；,=,缺点：燃烧不完全时，黑烟、致癌物；刺激物等。,改质,乳化,发泡,一、非水溶性粘结剂,煤沥青,第二节 有机粘结剂,2,石油沥青,与煤焦油沥青相比：,=,优点：塑性好，燃烧时发烟少；,=,缺点：燃烧时产生的二氧化硫较多；,成型后型煤达到一定抗压强度所需的冷却时间长：,型煤热强度比焦油沥青型煤低。,一、非水溶性粘结剂,石油沥青,煤焦油：,软化剂原料，一般用作添加剂；,渣油：,炼油厂，,原油,经蒸馏所得的残余油、重油等；,3,焦油、渣油类,煤焦油,4,、煤的改质,=,由煤炭转化为型煤粘结剂；,=,来源广、粘结性高；,=,实质上是煤的抽提物；,=,淀粉,不溶于水,，但在水中随,温度上升会膨胀,、破裂，达到,糊化,温,度后，变成非常,粘稠的半透明液体,。,=,淀粉用作粘结剂，必须经过糊化，提高粘结能力。,=,不同来源的淀粉糊化温度见,P56,表,5-4,=,缺点：缺乏成焦组分、价格较高、防水性差。,二、水溶性粘结剂,1,、淀粉,中南工业大学通过淀粉与一氯乙酸的羧甲基化反应，制备了低,醚化度的羧甲基淀粉产品，可用作优良的型煤粘结剂,=,粘胶是纤维素钠盐的碱性水溶液；,2,粘胶,=,缺点：粘结性能只能保持,24h,；,非粘结煤制成的型煤在热强度低，可以通过配煤解决。,=,燃烧无烟（沥青相比）,3,纤维素类,在型煤中的应用不很普遍：,=,有羧甲基取代基的纤维素衍生物，,由纤维素制得；,羧甲基纤维素（钠）,CMC,=,易溶于冷水或热水，形成透明粘液，,粘度随温度升高而降低；,=,报导很少；,本屑桨及废纸类桨,=,来源广泛，以废治废，环境效益。,4,纸浆废液,(,木质素,),=,主要成分都是,本质素及其盐类（起粘结作用）；,=,使用前需要先浓缩到,20-25B,，,波美度,，浓度的一种。,=,优点：型煤具有较高的冷态抗压强度；,=,缺点：型煤热稳定性及热强度都较低；,型煤耐水性差；,初始强度低；,水煤浆,是将固态的煤燃料转变为,煤基液态燃料的,一项技术。水煤浆是由煤粉、水和少量的化学添加剂组成（,65%-70%,左右的煤粉、,29%-34%,左右的水、,1%,左右的化学添加剂制备而成的,浆体,）。,水煤浆,5,腐植酸（盐）类,=,来源丰富，价格便宜；,=,水溶性的粘结剂，对煤有很强的亲和力；,=,型煤有一定的初始强度；,=,型煤具有较高的最终强度；,=,型煤热稳定性、热强度好。,=,总体上防水性不好；,=,腐植酸钠具有最佳的粘结能力，腐植酸铵具更强的耐水能力。,=,国内外研究情况,腐植酸钠,6,高分子聚合物及工业废物,利用工业废渣、废液，变废为利，减少对环境的污染。,1,石灰,第三节 无机粘结剂,=,主要用于碳化煤球，合成氨造气，用二氧化碳处理,(,碳化,),必不可少；,=,石灰化煤球孔隙率高、化学活性好；,=,同时可用于固硫；,2.,粘土,=,历史悠久，主要用于民用型煤；,=,粘土本身收缩率大，成型后产生裂纹，对型煤的冷、热强度不利；,添加纸浆废液、水玻璃等制成复合粘结剂来解决,=,工业型煤，一般用于复合粘结剂中，,=,不溶于水，是优质的胶凝材料，可以水化；,=,用作粘结剂时，需要控制好用量、水分、成型压力及生球的,养护方式,；,=,普通水泥作粘结剂，热强度不高；,=,可以提高型煤的防水性和强度；,=,高铝水泥等，早强，减水剂，耐高温；,=,硅酸盐水泥的生产技术：两磨一烧；,=,胶凝材料活性，反应性，利用的基础；,=,煅烧，晶体逐渐破坏，变成无定形物，具有活性；,3,水泥,4,水玻璃,5,氯化钠,