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型煤设备压球机粉煤有粘结剂成型机理

作者 Zyjx      浏览   发布时间 2016-11-25

  在型煤设备压球机的粉煤成型工艺的冷压成型工艺中,有粉煤有粘结剂成型和粉煤无粘结剂成型这两种大的成型方式分类。这其中的粉煤有粘结剂成型,指的是粉煤原料与另外加入的粘结剂充分混合之后,在型煤设备压球机的压力下被压制成型的过程。

  型煤设备压球机成型粉煤原料的简介:

  型煤设备压球机的有粘结剂成型的方式中,原料煤的煤种一般采用年老褐煤、烟煤、无烟煤等;粘结剂一般采用煤焦油、焦油沥青、石油沥青(又称石油残渣)或水溶性粘结剂。成型煤料为-3mm(占95%以上)的粉煤,具有类似砂土的碎散性。

  型煤设备压球机粉煤有粘结剂成型机理的关键:

  在型煤设备压球机粉煤有粘兴奋剂剂成型工艺过程中,如果要让粉煤成为具有一定强度和形状的型煤,外力的作用和粘结剂都是非常重要的基础条件。粘结剂的选择也关系到了型煤的质量及成本,两样也是制约了型煤产业化的一个主要因素。

  因此,我们研究粉煤成型机理的关键其实就是探讨煤与粘结剂之间的相互作用,即作用力的类型、大小及其影响因素等。煤粉成型机理是开发型煤粘结剂、实现型煤工业化,乃至粉料成型相关领域的重要理论依据。

  粉煤与粘结剂之间的浸湿与桥接作用:

  在粉煤有粘结剂成型工艺过程中,煤粒与粘结剂间的浸湿和粘合直接影响型煤质量。我们以粉煤使用焦油沥青为粘结剂的成型过程为例来进行说明。在成型过程中沥青粘结剂只能部分地将煤粒浸(润)湿。进入成型机的物料内,大部分煤粒通过粘结剂桥连接而成型。

  成型过程中除了煤的含水量会影响煤粒与焦油沥表的浸湿与粘合外,沥青的粘度和组成也会影响到成型的过程。沥青的粘度决定着型煤的冷态抗压强度;沥青中含成焦组分的多少则决定着型煤的热稳定性。当沥青与低挥发分的煤一起成型时,成焦组分在型煤结构中形成沥青焦骨架,使型煤具有好的热稳定性。

  成型前的粘结剂应呈塑性状态并具有良好的扩展性,成型后型煤内粘结剂要尽快固化,形成能承受机械力作用的骨架结构,以使型煤具有足够的强度。型块强度是颗粒和固化粘结剂构成的类似混凝土结构的总体强度的体现。若成型物料的结构强度低于由粘结剂固化形成骨架强度,则提高成型物料的粉碎细度,以增加颗粒总表面积,型块强度取决于物料的结构强度。

  机械结合力与物理化学结合力:

   以褐煤成型主要工艺条件为例的研究结果表明,煤粒与粘结剂之间的作用过程是十分复杂的,其中包括了润湿、传质、结合等过程。粘结剂与被粘结物之间的结合力,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。型煤强度是粘结剂渗入煤粒间隙中,脱水、固化产生机械键合的结果。粘结剂脱水、硬化、固结过程中,型煤随水分蒸发而收缩,颗粒间距离减小,碎散阻力增大,型煤强度增加。

  粘结剂与煤粒间的最小接触角及最大粘结功:

  煤与粘结剂之间作用力的大小如果以型煤的抗压强度定量来表征的话,其实就是煤与粘结剂间的润湿程度。理论分析认为粘结剂与煤粒间产生粘结的前提条件,是粘结剂润湿煤粒表面。其润湿程度可用接触角、粘结功表示。即接触角越小,粘结功越大,润湿程度越大。而实际上,利用相关的测量仪分别测量了在型煤与粘结剂间的接触角及液态粘结剂的表面张力。结果表明,随着煤表面疏水基团的<增加,煤与水的接触角变大,煤被水润湿程度变小,型煤抗压强度小,即煤与粘结剂间的作用力小。

  通过扫描电镜对工业型煤微观结构进行了研究,发现在煤粒表面及孔隙中均有粘结剂水化形成的凝胶体和各种形态的结晶体。这些凝胶体和晶体将煤粒包围起来,并相互连接形成晶体网络,从而将煤粒牢固粘结在一起成为型煤。型煤中凝胶体越多,棒状、柱状及针状品体越发育,分布越均匀,则型煤强度越高。

  型煤设备压球机粉煤有粘结剂成型机理的意义:

  以上这几个方面都是粉煤煤粒与粘结剂之间的相互作用和关系,同时也是型煤设备压球机的粉煤有粘结剂成型机理的关键。而且用同样的方法观察多种不同的煤种与不同的粘结剂所压制成型的型煤的微观结构,也均得到以上相同结论;了解和研究型煤的成型机理对于型煤的更洁净化发展方向以及推动型煤的工业化都是有帮助的。另外对于粘结剂的开发、减少型煤生产的成本等也有非常重要的作用。也同样为型煤设备压球机的研发方向及发展助力。



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