1 腐植酸型煤的制作
1.1 腐植酸型煤成型原理
粉煤黏结成型是指粉煤和外加黏结剂充分混合均匀后,在一定的压力下压制成型的过程。其黏结剂的选择关系到型煤的质量及成本,是型煤规模化生产的制约因素,因此粉煤成型关键是煤与黏结剂间的相互作用。
煤粒与黏结剂间的浸湿和黏合直接影响型煤质量。除煤的含水量影响煤粒与黏结剂的浸湿与粘合外,黏结刑的黏度和组成也会影响成型过程。黏结剂的黏度决定型煤的冷态抗压强度,黏结剂中含成焦组分的多少决定了型煤的热稳定性。当黏结剂与低挥发分煤成型时,成焦组分在型煤结构中形成黏结剂焦骨架,使型煤具有好的热稳定性。而在生产中,黏结剂只能部分将煤粒浸湿,进入物粒内,大部分煤粒只能通过黏结剂这座“桥”连接而成型,显现出原煤的粒度是关键。
黏结剂与被黏结物之间的结合力,是机械结合力与物理化学结合力的综合结果。对于煤这种非极性多孔物料,机械结合力起决定性作用。型煤强度是黏结剂渗入煤粒间隙中,脱水、固化产生机械键的结果,黏结剂在脱水、硬化、固结过程中,型煤水分蒸发而收缩,颗粒间距离减小,碎散阻力增大,型煤强度增加,就机械结合力对而言,成型机的挤压强度越大越好。
以型煤抗压强度来定量表征煤与黏结剂间作用力的大小,即煤与黏结剂间的润湿程度。从理论上分析黏结剂与煤粒间产生黏结的前提条件是黏结利润湿煤粒表面。其润湿程度可用接触角黏结功表示,即接触角越小,黏结功越大,润湿程度越大。生产用的型煤中,煤粒表面空隙中均有黏结剂水化形成的凝胶体和各种形态的结晶体,这些凝胶体和结晶体将煤粒包围起来,并相互连接形成晶体网络,将煤粒牢固黏结形成型煤。型煤中的凝胶体越多,则型煤的强度越高。在型煤的制作时,要保证足够的沤制时间和粉碎粒度,让黏结剂充分润湿煤粒表面。
1.2 褐煤具有黏结剂的功效原理
褐煤中的沥青是煤粒间黏结成型的主要物质。沥青的软化点为70~80 ℃,在加压成型过程中,由于煤粒间相对位移,彼此相互推挤、摩擦产生热量,使沥青软化成为具有黏结性的塑性物质,将煤粒黏结在一起成为型煤。褐煤中含有游离的腐植酸是一种胶体,具有强极性的分子,在成型过程中,外力作用使煤粒间紧密接触,具有强极性的腐植酸分子使煤粒间相结合的分子间力得以加强而成型;同时褐煤中有大量含水的毛细孔,成型时毛细孔被压溃,其中的水被挤....