第五章 型煤粘结剂及添加剂

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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,
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