第五章_型煤粘結(jié)劑及添加劑

1、 型煤粘結(jié)劑是粉煤冷壓、中低壓成型工藝?yán)鋲?、中低壓成型工藝中的技術(shù)關(guān)鍵之一，關(guān)系到型煤的加工成本加工成本和型煤質(zhì)量型煤質(zhì)量。第五章型煤粘結(jié)劑及添加劑 廣義上，分為有機(jī)類、無機(jī)類和復(fù)合類3類。第一節(jié) 型煤粘結(jié)劑的作用及分類一、型煤粘結(jié)劑種類1、有機(jī)類：、有機(jī)類：煤瀝青、煤焦油和石油瀝青及其殘?jiān)?；高分子聚合物；淀粉類；植物油渣渣類；?dòng)物膠類；工業(yè)廢棄物；腐植酸鹽、木質(zhì)纖維素2無機(jī)類無機(jī)類(1)土；膨潤(rùn)土、高嶺土等。(2)水泥；(3)水玻璃、生(熟)石灰、電石泥、磷酸鹽、硫酸鹽等；(4)有些煤礦的項(xiàng)、底板泥：(1)有機(jī)物與有機(jī)物復(fù)合；(2)有機(jī)物與無機(jī)物復(fù)合；(3)無機(jī)物與無機(jī)物復(fù)合；3復(fù)合類類復(fù)合

2、類類有機(jī)粘結(jié)劑優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：粘結(jié)性能好，型煤機(jī)械強(qiáng)度高。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：型煤熱態(tài)強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性較差。有些防水性較差。無機(jī)粘結(jié)劑優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：來源廣、成本低，型煤熱態(tài)強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：增加型煤的灰分,降低發(fā)熱量。復(fù)合型粘結(jié)劑摻料之間互補(bǔ)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，粘結(jié)劑的開發(fā)方向。4、各類粘結(jié)劑的特點(diǎn)：、各類粘結(jié)劑的特點(diǎn)：二、對(duì)型煤粘結(jié)劑的總體要求(1)來源要充足；(2)制備粘結(jié)劑的原料質(zhì)量要相對(duì)穩(wěn)定；(3)粘結(jié)劑的價(jià)格要相對(duì)穩(wěn)定，并且越低越好；(4)粘結(jié)劑的制備工藝要簡(jiǎn)單。(1)因地制宜，就地取材或就近取材；(2)針對(duì)型煤品種、煤種及煤質(zhì)選用粘結(jié)劑(3)不同性質(zhì)的枯結(jié)劑要有不同的生產(chǎn)工藝：(4)價(jià)格合理。

3、三、粘結(jié)劑的選擇原則 (1)用粘結(jié)劑制成的型煤有一定的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和熱強(qiáng)度： (2)粘結(jié)劑要有一定的防潮、防水性能； (3)粘結(jié)劑的性能不影響型煤使用效果： (4)粘結(jié)劑的成灰物不宜過大； ( 5)有粘結(jié)劑成型的型煤要考慮后處理工藝； ( 6)型煤粘結(jié)劑不應(yīng)產(chǎn)生二次污染。四、對(duì)型煤粘結(jié)劑的質(zhì)量要求總之，型煤粘結(jié)劑要求來源廣泛、成本低、工藝簡(jiǎn)單，制得型煤質(zhì)量好?？傊?，型煤粘結(jié)劑要求來源廣泛、成本低、工藝簡(jiǎn)單，制得型煤質(zhì)量好。1表面化學(xué)理論和熱力學(xué)原理表面化學(xué)理論和熱力學(xué)原理五、型煤粘結(jié)刑的理論基礎(chǔ) 粘結(jié)劑對(duì)煤料：粘合力、濕潤(rùn)、真正接觸。 煤料被粘結(jié)劑所濕潤(rùn)后，必須使它們之間的距離要小到一定

4、程度距離要小到一定程度，煤料與粘結(jié)劑之間才能產(chǎn)生機(jī)械和物理化學(xué)結(jié)合?？空辰Y(jié)劑分子的質(zhì)量分子的質(zhì)量傳遞傳遞-移動(dòng)、擴(kuò)散和滲透實(shí)現(xiàn)，溫度及外界壓力溫度及外界壓力能促使粘這種傳遞。2傳質(zhì)理論傳質(zhì)理論=粘結(jié)劑與被粘合物之間的結(jié)合力是機(jī)械結(jié)合機(jī)械結(jié)合和物理化學(xué)結(jié)合物理化學(xué)結(jié)合的綜合結(jié)果；=對(duì)型煤來講，機(jī)械結(jié)合力機(jī)械結(jié)合力常起決定性作用。常起決定性作用。=煤與粘結(jié)劑的機(jī)械結(jié)合力，是粘結(jié)劑滲入煤料孔隙內(nèi)部固化后，在孔隙中產(chǎn)生機(jī)械鍵合的結(jié)果。=粘結(jié)劑的固化粘結(jié)劑的固化往往是產(chǎn)生機(jī)械結(jié)合力的必要條件。 3粘結(jié)劑與被粘物的粘合理論粘結(jié)劑與被粘物的粘合理論=是一項(xiàng)很重要的燃燒和氣化特征指標(biāo)。=直接關(guān)系到型煤在爐內(nèi)的

5、燃燒反應(yīng)情況、耗煤量、耗氧量等。=型煤的反應(yīng)活性強(qiáng)，表示型煤在燃燒或氣化過程中反應(yīng)速度快、效率高。=粘結(jié)劑會(huì)影響到型煤的反應(yīng)活性。4. 型煤的結(jié)渣性型煤的結(jié)渣性5 .化學(xué)反應(yīng)活性化學(xué)反應(yīng)活性上述上述1、2、3點(diǎn)的順序關(guān)系點(diǎn)的順序關(guān)系六、粘結(jié)劑的配制方法六、粘結(jié)劑的配制方法 配制粘結(jié)劑的具體方法步驟：很多情況下，型煤廠家即用戶。很多情況下，型煤廠家即用戶。煤種用戶型煤廠家技術(shù)指標(biāo)要求試驗(yàn)室試驗(yàn)型煤廠家中試初步的粘結(jié)劑配方用戶試燒正式投入生產(chǎn)第二節(jié) 有機(jī)粘結(jié)劑1煤焦油瀝青煤焦油瀝青=優(yōu)點(diǎn)：粘結(jié)能能力強(qiáng)，防水；=缺點(diǎn)：燃燒不完全時(shí)，黑煙、致癌物；刺激物等。改質(zhì)改質(zhì) 乳化乳化 發(fā)泡發(fā)泡 一、非水溶性粘

6、結(jié)劑一、非水溶性粘結(jié)劑煤瀝青第二節(jié) 有機(jī)粘結(jié)劑2石油瀝青石油瀝青與煤焦油瀝青相比：與煤焦油瀝青相比：=優(yōu)點(diǎn)：塑性好，燃燒時(shí)發(fā)煙少；=缺點(diǎn)：燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化硫較多； 成型后型煤達(dá)到一定抗壓強(qiáng)度所需的冷卻時(shí)間長(zhǎng)： 型煤熱強(qiáng)度比焦油瀝青型煤低。 一、非水溶性粘結(jié)劑一、非水溶性粘結(jié)劑石油瀝青煤焦油：煤焦油：軟化劑原料，一般用作添加劑；渣油：渣油：煉油廠，原油經(jīng)蒸餾所得的殘余油、重油等； 3 焦油、渣油類焦油、渣油類煤焦油4、煤的改質(zhì)、煤的改質(zhì) =由煤炭轉(zhuǎn)化為型煤粘結(jié)劑； =來源廣、粘結(jié)性高； =實(shí)質(zhì)上是煤的抽提物；=淀粉不溶于水不溶于水，但在水中隨溫度上升會(huì)膨脹溫度上升會(huì)膨脹、破裂，達(dá)到糊化糊化溫

7、度后，變成非常粘稠的半透明液體粘稠的半透明液體。=淀粉用作粘結(jié)劑，必須經(jīng)過糊化，提高粘結(jié)能力。=不同來源的淀粉糊化溫度見P56表5-4=缺點(diǎn)：缺乏成焦組分、價(jià)格較高、防水性差。二、水溶性粘結(jié)劑二、水溶性粘結(jié)劑1、淀粉、淀粉 中南工業(yè)大學(xué)通過淀粉與一氯乙酸的羧甲基化反應(yīng)，制備了低中南工業(yè)大學(xué)通過淀粉與一氯乙酸的羧甲基化反應(yīng)，制備了低醚化度的羧甲基淀粉產(chǎn)品，可用作優(yōu)良的型煤粘結(jié)劑醚化度的羧甲基淀粉產(chǎn)品，可用作優(yōu)良的型煤粘結(jié)劑=粘膠是纖維素鈉鹽的堿性水溶液；2粘膠粘膠=缺點(diǎn)：粘結(jié)性能只能保持24h； 非粘結(jié)煤制成的型煤在熱強(qiáng)度低，可以通過配煤解決。=燃燒無煙（瀝青相比） 3纖維素類纖維素類在型煤中的

8、應(yīng)用不很普遍： =有羧甲基取代基的纖維素衍生物，由纖維素制得； 羧甲基纖維素（鈉）羧甲基纖維素（鈉） CMC=易溶于冷水或熱水，形成透明粘液， 粘度隨溫度升高而降低；=報(bào)導(dǎo)很少；本屑槳及廢紙類槳本屑槳及廢紙類槳=來源廣泛，以廢治廢，環(huán)境效益。4紙漿廢液紙漿廢液(木質(zhì)素木質(zhì)素)=主要成分都是本質(zhì)素及其鹽類（起粘結(jié)作用）；本質(zhì)素及其鹽類（起粘結(jié)作用）；=使用前需要先濃縮到20-25B，波美度，濃度的一種。 =優(yōu)點(diǎn)：型煤具有較高的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度；=缺點(diǎn)：型煤熱穩(wěn)定性及熱強(qiáng)度都較低； 型煤耐水性差； 初始強(qiáng)度低；水煤漿 是將固態(tài)的煤燃料轉(zhuǎn)變?yōu)槊夯簯B(tài)燃料的煤基液態(tài)燃料的一項(xiàng)技術(shù)。水煤漿是由煤粉、水和少量

9、的化學(xué)添加劑組成（65%-70%左右的煤粉、29%-34%左右的水、1%左右的化學(xué)添加劑制備而成的漿漿體體）。 水煤漿5腐植酸（鹽）類腐植酸（鹽）類=來源豐富，價(jià)格便宜；=水溶性的粘結(jié)劑，對(duì)煤有很強(qiáng)的親和力；=型煤有一定的初始強(qiáng)度；=型煤具有較高的最終強(qiáng)度；=型煤熱穩(wěn)定性、熱強(qiáng)度好。=總體上防水性不好；=腐植酸鈉具有最佳的粘結(jié)能力，腐植酸銨具更強(qiáng)的耐水能力。=國(guó)內(nèi)外研究情況 腐植酸鈉腐植酸鈉6高分子聚合物及工業(yè)廢物高分子聚合物及工業(yè)廢物 利用工業(yè)廢渣、廢液，變廢為利，減少對(duì)環(huán)境的污染。1石灰石灰第三節(jié) 無機(jī)粘結(jié)劑=主要用于碳化煤球，合成氨造氣，用二氧化碳處理(碳化)必不可少；=石灰化煤球孔隙率高、化學(xué)活性好；=同時(shí)可用于固硫；2. 粘土粘土=歷史悠久，主要用于民用型煤；=粘土本身收縮率大，成型后產(chǎn)生裂紋，對(duì)型煤的冷、熱強(qiáng)度不利； 添加紙漿廢液、水玻璃等制成復(fù)合粘結(jié)劑來解決=工業(yè)型煤，一般用于復(fù)合粘結(jié)劑中，=不溶于水，是優(yōu)質(zhì)的膠凝材料，可以水化；=用作粘結(jié)劑時(shí)，需要