型煤粘结剂概述.pdf

第 2 0 卷 第 3 期 V o l . 2 0 N o . 3 1 9 9 7 年 7 月 煤 炭 转 化 CO A L CON V E R S IO N Ju l . 1 9 9 7 型 煤 粘 结 剂 概 述 王 燕芳 1) 高晋生 2) 吴春来3) 摘 要 型煤粘结 剂是成型技术的核心部分 , 对型煤质量 、 生产成本等起着举足 轻重的作用 。 多年来通过深入研究 , 多种型谋粘结 剂被开发 , 有利地促进 了成型技术 的发展 。 概述 了国 内外型煤粘结剂开发利 用现状 。 关键词 型煤 , 粘结剂 , 开发利 用 , 现状 中图分类号 T Q 0 4 . 1 , T Q 5 3 , T Q 5 4 O 引 言 型煤的研究和发展 已有百余年历史 , 世界各 主要产煤国家为充分利用煤炭资源 , 都根据 自 己国情开发了不同用途的型煤及成型技术 。 目前各国使用的型煤生产工艺近 4 0 种 , 概括起来 主要分为冷压成型和 ‘ 热压成型两大类 , 冷压成型工艺又分为有粘结剂成型和无粘结剂成型两 种 。 采用粘结剂将粉状燃料加工成型煤 , 由于可在低压 (15 M Pa 一 50 MPa) 、 低温或常温下成 型 , 因而是目前广泛采用的煤炭成型方法 。 早期粘结剂仅起粘结作用 , 近年来开发的许多型煤 粘结剂或添加剂 , 可使型煤具有原粉煤所没有的特性 , 如改善煤 的灰熔点 、 热稳定性 、 活性等煤 质参数 , 使型煤达到清洁高效的利用 。 型煤技术能否广泛应用的关键是理想粘结剂 的选择 。 理想粘结剂应具有 的特性是 : 粘结性 好或添加量少 ; 能在煤粒表面均匀分布 , 能很好地润湿煤粒表面 ; _ 少增加或不增加型煤灰分 ; 除 使型煤具有足够的冷热强度 、 热稳定性外 , 还能改变煤质 , 如使垫煤具有催 化 、 脱硫等作用 ;还 要求粘结剂制备和加人方式简单 ;无二次污染 、 来源广 、 价廉 ;具有 防水 、 防潮性 , 以利于型煤远 途运输 。 已发表的型煤粘结剂专利有数百种 , 有人根据粘结剂的使用状况将国内近年开发的粘结 剂分成 15 个系列 , 若按粘结剂的化学状态可将粘结剂分为有机 、 无机和复合粘结剂三大类 。 1) 高级 工程 师 、 博士生 ; 2) 教授 、 博士生导 师 , 煤炭科学 研究总 院北 京煤化所 , 1 0 0 0 1 3 北京 , 3) 教授 、 博 士生导 师 , 华东理工大学能源化工系 , 2 0 0 2 3 7 上海 收稿 日期 : 1 9 9 7 一 0 3 一 1 0 煤 炭 转 化 1 9 9 7 年 1 有机粘结剂 有机粘结剂可分为疏水型粘结剂和亲水型粘结剂 。 其中疏水型粘结剂又可分为焦油沥青 类和 高分子聚合物 。 1 . 1 疏水型粘结剂 1 . 1 . 1 焦 油沥青类 主要有煤焦油沥青 、 石油沥青 、 石油残渣 、 煤焦油 、 焦油渣等 。 用这类粘结剂制成的型煤防 水性强 , 在常温下具 有很 高的机械强度 。 川 由于含有一定量的不具有粘结性的轻质馏分 , 当受 热时 , 赖 以维持煤粒间相互粘结 的粘结剂软化了 , 在稍有重力 的情况下煤球破碎解体川 , 因此 用其制成 的型煤用于高炉 、 煤气发生炉 、 冲天炉之前 , 必须进行氧化处理 , 使其中复杂的沥青质 高分子进行氧化 、 缩聚反应形成类焦物质 。 煤焦油沥青一直是烟煤型煤生产中最广泛使用的一种粘结剂 , 由于其生烟多 , 对环境有污 染以及来源的限制 , 70 年代 以来逐渐被生烟 少的石油类粘结剂所取代 。 几种沥青粘结剂的化 学和物理性质见表 1 . 川 表 1 几种粘 结剂的化学 和物理性质 粘 结 剂 试 验 数 据 — 煤焦油沥青 高真空石油沥青 特制石油沥青 0832.251 7已 ?匕l土9?软化点 / C 1 0 1 . 0 针人度 / 1 / 1 0 m m 2 5 〔 ‘ / h 4 O C / h 相 对密度 / 25 C / 2 5 C 苯不溶物 / 重量 / % C o n r a d s o n 残碳值 / 重量 / % 1 1 13 1 . 0 4 0 . 4 C / H 原子 比 1 . 5 8 9 1 . 5 8 2 O 1 0 5 9 0 . 2 2 7 . 7 0 . 8 4 一般认为石油沥青成焦组分 比焦油沥青少 (c o nr a dso n 残碳值较低 ) , 故制成 的型煤热稳 定性较差 , 但表 1 的数据表明 , 特制石油沥青基本可解决此问题 。 近年来 , 为减少沥青类物质用量川 以及 简 化成型制备技 术 , 发明了把 沥青 物质制成乳化 表 2 乳化煤 焦油 配方 液的技术 , 乳化煤焦油配方见表 2 . H U 专 利田