第五章_型煤粘結(jié)劑及添加劑ppt課件

.,型煤粘結(jié)劑是粉煤冷壓、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和型煤質(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：煤瀝青、煤焦油和石油瀝青及其殘?jiān)?；高分子聚合物；淀粉類；植物油渣類；動物膠類；工業(yè)廢棄物；腐植酸鹽、木質(zhì)纖維素,.,2無機(jī)類,(1)土；膨潤土、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,.,有機(jī)粘結(jié)劑優(yōu)點(diǎn)：粘結(jié)性能好，型煤機(jī)械強(qiáng)度高。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)：來源廣、成本低，型煤熱態(tài)強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性好。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)長避短，粘結(jié)劑的開發(fā)方向。,4、各類粘結(jié)劑的特點(diǎn)：,.,二、對型煤粘結(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)量要相對穩(wěn)定；(3)粘結(jié)劑的價(jià)格要相對穩(wěn)定，并且越低越好；(4)粘結(jié)劑的制備工藝要簡單。,(1)因地制宜，就地取材或就近取材；(2)針對型煤品種、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。,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、工藝簡單，制得型煤質(zhì)量好。,.,1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)劑對煤料：粘合力、濕潤、真正接觸。,煤料被粘結(jié)劑所濕潤后，必須使它們之間的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。靠粘結(jié)劑分子的質(zhì)量傳遞-移動、擴(kuò)散和滲透實(shí)現(xiàn)，溫度及外界壓力能促使粘這種傳遞。,2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)合和物理化學(xué)結(jié)合的綜合結(jié)果；=對型煤來講，機(jī)械結(jié)合力常起決定性作用。=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,=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)劑會影響到型煤的反應(yīng)活性。,4.型煤的結(jié)渣性,5.化學(xué)反應(yīng)活性,上述1、2、3點(diǎn)的順序關(guān)系,.,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。,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=優(yōu)點(diǎn)：粘結(jié)能能力強(qiáng)，防水；=缺點(diǎn)：燃燒不完全時，黑煙、致癌物；刺激物等。,改質(zhì),乳化,發(fā)泡,一、非水溶性粘結(jié)劑,煤瀝青,.,第二節(jié)有機(jī)粘結(jié)劑,2石油瀝青與煤焦油瀝青相比：=優(yōu)點(diǎn)：塑性好，燃燒時發(fā)煙少；=缺點(diǎn)：燃燒時產(chǎn)生的二氧化硫較多；成型后型煤達(dá)到一定抗壓強(qiáng)度所需的冷卻時間長：型煤熱強(qiáng)度比焦油瀝青型煤低。,一、非水溶性粘結(jié)劑,石油瀝青,.,煤焦油：軟化劑原料，一般用作添加劑；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,煤焦油,.,4、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，但在水中隨溫度上升會膨脹、破裂，達(dá)到糊化溫度后，變成非常粘稠的半透明液體。=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,1、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,=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,在型煤中的應(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）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,.,=來源廣泛，以廢治廢，環(huán)境效益。,4紙漿廢液(木質(zhì)素),=主要成分都是本質(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)燃料的一項(xiàng)技術(shù)。水煤漿是由煤粉、水和少量的化學(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體）。,.,水煤漿,.,5腐植酸（鹽）類,=來源豐富，價(jià)格便宜；=水溶性的粘結(jié)劑，對煤有很強(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。=國內(nèi)外研究情況,腐植酸鈉,.,6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，減少對環(huán)境的污染。,1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；,=同時可用于固硫；,.,2.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，需要控制好用量、水分、成型壓力及生