型煤技術(一)-展示頁
2024-11-11 08:25本頁面
【正文】 物之間的結合力，是機械結合力與物理化學結合力的綜合結果。型塊強度是顆粒和固化粘結劑構成的類似混 凝土結構的總體強度的體現(xiàn)．若成型物料的結構強度低于由粘結劑固化形成 66 骨架強度，則提高成型物料的粉碎細度，以增加顆?？偙砻娣e，型塊強度取決于物料的結構強度。進入成型機的物料內(nèi)，大部分煤粒通過“粘結劑橋”連接而成型。瀝青在室溫下呈固態(tài)，只有在溫度高于其軟化點 20℃～ 25℃下，才能與煤?；旌暇鶆虿⒊浞纸?。為了使瀝青類粘結劑獲得最合適的粘度，前蘇聯(lián)學者研究了瀝青的重要性質。瀝青的粘度決定型煤的冷態(tài)抗壓強度；瀝青中含成焦組分的多少決定型煤的熱穩(wěn)定性。 、 浸 (潤 )濕與橋接 煤粒與粘結劑間的浸濕和粘合直接影響型煤質量。因此，研究粉煤成型機理，關鍵是探討煤與粘結劑間的相互作用，即作用力的類型、大小及其影響因素．搞清粉煤成型機理將為開發(fā)型煤粘結劑、實現(xiàn)型煤工業(yè)化，乃至粉料成型相關領域 (包括冶金、化工、建材、醫(yī)藥等 )提供理論依據(jù)。成型煤料為 3mm(占 95％ 以上 )的粉煤，具有類似砂土的碎散性．從熱力學觀點出發(fā)，粉煤成型過程是體系的熵減小的非自發(fā)過程。 粉煤有粘結劑成型機理 粉煤有粘結劑成型，是指粉煤與外加粘結劑充分混合均勻后，在一定的壓力下壓制成型煤的過程。這是由于焦煤的顯微硬度小，無煙煤顯微硬度大。此外，干煤粒間摩擦阻力大，煤粒彼此鑲嵌產(chǎn)生較大的機械嚙合力。在型煤干燥過程中，隨著型煤的水化膜逐漸變薄，液膜水的表面張力增大，煤粒受力彼此靠的更近，煤分子間的范德華力增大。煤在破碎加工過程中，其中一些橋鍵或晶格斷裂，形成一些不飽和鍵，使煤粒表面產(chǎn)生微 弱的負電荷，極性的水分子被煤粒吸附形成水化膜，煤粒通過粘結性的水化膜連接而成型。 、型煤的濕態(tài)粘結機理。 上述假說都只從某一個方面解釋了成型過程中的一些現(xiàn)象，還有待進一步探討。分子粘合假說由那烏莫維奇提出。在成型過程中使膠粒密集而產(chǎn)生聚集力，形成具有一定強度的型煤。 、膠體假說。毛細孔假說認為，褐煤中有大量含水的毛細孔。在成型過程中，外力作用使煤粒間緊密接觸．具有強極性的腐植酸分子，使煤粒間相結合的分子間力得以加強而成型。 、腐植酸假說。瀝青假說是早期的假說．瀝青假說認為，煤中瀝青質是煤粒間粘結成型的主要物質。 、褐煤無粘結劑成型機理 關于褐煤無粘結劑成型機理眾說不一，有各種假說，如瀝青、腐植酸、毛細孔、膠體、分子粘合等假說但都認為“自身粘結劑”的存在，是褐煤無粘結劑成型的重要基礎。 粉煤無粘結劑成型機理 粉煤無粘結劑成型是指不外加粘結劑，而是依靠煤炭自身的性質和粘結性組分，在外力作用下壓制成型煤的過程。因此，加強粉煤成型性能及成型機理等基礎研究迫在眉睫。據(jù) 1996 年煤炭部型煤技術現(xiàn)狀調查報道，所考察的近四十家工業(yè)造氣煤廠中，沒有一個能正常生產(chǎn)；近十幾年來， 型煤廠仍在低水平重復建設；型煤生產(chǎn)過程中諸多問題不能突破，嚴重制約了型煤產(chǎn)業(yè)化。專家估計未來二三十年煤炭需求量將會增加．伴隨機械化采煤產(chǎn)生的大量粉煤需要處理，發(fā)展型煤技術勢在必行。 降低環(huán)境污染 。 具有自然固化快的性能 。 具有很強的耐濕、防水性能 。 型煤總體來說具有如下特點： 具有足夠的冷機械強度 。型煤技術也是目前國家七項潔凈煤技術之一，是具有建廠投資少、見效快；大幅度降低煙塵排放量，固硫效果好，燃燒效率高，灰渣含碳量低，減 少燃料費用，降低生產(chǎn)成本等，因而具有顯著經(jīng)濟效益，環(huán)保效益和社會效益。型煤技術 (一 ) 一 、概述 煤炭成型的歷史表明，型煤技術是團礦最古老的技術之一，即將粉煤或低品位煤加工制成一定強度和形狀的煤制品的技術。型煤技術不是簡單地將粉煤壓制成型，而是使其改質改性，使本來不適于使用的粉煤、煤泥達到工業(yè)用煤的標準。 二、型煤的原理和特點 型煤是一種或多種性質不同的煤炭按著本身特性經(jīng)科學配合摻混一定比例的添加劑 (也可不摻 ) 、固硫劑、膨松劑等 ,使其發(fā)熱量、揮發(fā)份、固硫率等技術指標達到預定的數(shù)值 ,經(jīng)過粉碎、混配成型等工藝過程加工成具有一定幾何形狀和冷熱強度并有良好燃燒和環(huán)保效果的固態(tài)工業(yè)燃料。 具有足夠的熱穩(wěn)定性 。 具有較強的抗凍性能 。 節(jié)約能源 。 三、型煤成型的機理 21 世紀是能源結構多元化時代，煤炭在能源消費結構中的主導地位不會改變。中國從 20 世紀 50 年代開始研究民用型煤，其技術已達到國際水平； 60 年代開始研究工業(yè)型煤，取得了一定成果，建起了一批型煤廠。其主要原因是成型基礎研究薄弱，實踐一直超越理論的發(fā)展。 粉煤成型工藝分冷壓成型和熱壓成型，目前以冷壓成型為主；冷壓成型又分為粘結劑成型和無粘結劑成型，以有粘結劑成型為主．根據(jù)我國國情，粉煤成型多采用添加粘結劑、冷壓成型工藝。適 于無粘結劑成型的煤種有年輕褐煤。 、瀝青假說。瀝青的軟化點為 70℃～ 80℃．在加壓成型過程中，由于煤粒間相對位移，彼此相互推擠、摩擦產(chǎn)生的熱 量，使瀝青質軟化成為具有粘結性的塑性物質，將煤粒粘結在一起成為型煤。褐煤中含有游離腐植酸，游離腐植酸是一種膠體，具有強極性。 、毛細孔假說。成型時毛細孔被壓潰，其中的水被擠出，覆蓋于煤粒表面形成水膜，進而充填煤粒間的空隙，呈現(xiàn)出相互作用的分子間力，加強了煤粒的接觸而成型。膠體假說認為，褐煤由固相和液相兩部分物質組成，固相物質是由許多極小的膠質腐植酸顆粒構成，其粒度為 1μ m一 10nm。 、分子粘合假說。認為粒子間的結合是在壓力作用下，由于粒子間接觸緊密而出現(xiàn)分子粘合的結果。 、 其他煤種無粘結劑成型機理。碎散性煤料在濕態(tài)下被壓制成型的主要原因，是煤粒間存在著一定的粘結性。 、型煤的干態(tài)粘結機理。直至液膜的水蒸干，煤分子間的范德華力達到最大。因此，干態(tài)型煤主要靠煤分子間的范德華力和煤粒間的機械嚙合力使煤粒緊密粘結而成型，在對弱粘結煤、肥煤、焦煤、無煙煤等不同煤種的無粘結劑成型研究后發(fā)現(xiàn)焦煤成型性能最好，其型煤表面致 密、光潔，抗壓強度高，防水性能好；而無煙煤成型性能最差，其型煤質量低，抗壓強度小。軟質煤在成型過程中易被壓碎，產(chǎn)生更細的煤粉填充到煤粒間隙中，達到最緊密堆積，使型煤致密光潔，抗壓強度高。有粘結劑成型的煤種為年老褐煤、煙煤、無煙煤等；粘結劑為煤
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