热黏结剂对低阶煤制取型煤的热态性能影响.pdf

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1、第36卷第2期煤炭转化Vo1．36No．22013年4月C0ALC0NVERS10NApr．2013热黏结剂对低阶煤制取型煤的热态性能影响黄山秀”马名杰。’摘要选用煤焦油沥青、高黏结肥煤作为热黏结剂，分别以不同的掺入量和低阶烟煤粉煤及其他原料混合制取型煤．型煤样品热强度测定结果表明：以煤焦油沥青为热黏结剂的型煤热强度高于以高黏结肥煤为热黏结剂的型煤热强度，进一步对型煤微观结构电镜分析也证实了以煤焦油沥青为热黏结剂的型煤其黏结性能和防水性相对较好，电镜切片表明，煤焦油沥青热态下析出的挥发分经过胶质体时产生的气泡相互作

2、用能使胶质体受压形成更坚固的整体网状结构；研究还发现煤焦油沥青的粒度对型煤热强度也有一定的影响．关键词低阶烟煤，型煤，热强度，热黏结剂，微观分析，沥青粒度中图分类号TQ536型煤黏结剂的国内外研究很多L5。]，煤焦油沥青作为0引言黏结剂得到广泛应用是因为其在结构上和性质上与煤相近，和煤具有很强的亲合力，能够较好地润湿煤气化型煤在工业生产中多用于造气，因此对型粒，固化后能与煤粒紧紧地黏结在一起，故黏结性煤热态强度和热稳定性有较高的要求，而制取型煤好；另外煤焦油沥青的发热量高，灰分低，能提高型时添加的黏结剂(冷、热黏结

3、剂混合物)中的热黏结煤燃烧的热值，改变型煤燃烧性能，并且添加煤沥青剂(大多为有机物)主要作用就是提高型煤热态机械制成的型煤具有优越的防水和防潮性能．强度和热稳定性，故制备气化型煤时对热黏结剂的1．2．2高黏结肥煤选取十分重要．_l。高黏结指数的肥煤在热态下可形成具有黏结作用的胶质体，在型煤混合物料中掺入肥煤可加大型1实验部分煤中煤粒间的黏结作用，提高型煤热态强度，并且肥煤本身也可以参与燃烧制气，可以保证型煤较高的固1．1实验用煤定碳含量，并且不会使型煤灰分含量过高，故肥煤较适于作为气化型煤的热态黏结剂．本实验肥煤煤

4、样的采用神木低阶烟煤和禹州煤，粉煤粒度<1mm粉煤粒度<1mm占总量的8O％，粒度在1mm占总量的8O，粒度在1mm～3mm之间占总量的20．煤质分析结果见表1．3mm之间占总量的20％．煤质分析结果见表2．表2肥煤煤质分析表1煤质分析(％。ad)Table2AnalysisoffatcoalpropertiesTable1Analysisofcoalproperties(，ad)CoalsampleMVASCShenmucoal6．8226．0115．770．6851．4Yuzhoucoal1．O111．O316

5、．030．3071．9基于上述分析，选择煤焦油沥青和肥煤作为热态黏结剂以改善型煤质量．掺入煤焦油沥青制备的1．2实验用黏结剂型煤简称为沥青型型煤，选取肥煤作为热态黏结剂在前期研究的s一1配方的基础上选取煤焦油制得的型煤简称为肥煤型型煤．沥青、肥煤为本次实验的型煤热黏结剂．1．3型煤样品制备1．2．1煤焦油沥青在对热黏结剂的筛选中发现，以煤焦油沥青为取神木煤和禹州煤2：1进行混合，在应用s一1*河南理工大学博士基金资助项目(648216)和河南理工大学重点学科基金资助项目(509929)1)硕士、助教；2)博士、高级

6、工程师，河南理工大学材料科学与工程学院，454000河南焦作收稿日期：2012—09—30；修回日期；2012—10—30第2期黄山秀等热黏结剂对低阶煤制取型煤的热态性能影响配方的基础上分别加入不同掺比量的单种热黏结剂2．2沥青型型煤微观结构及黏结机理分析(煤焦油沥青和肥煤)，加水量控制在12以内，充分搅拌后使其达到均匀混合．在20kN的压力下进行单加沥青前后的型煤热态微观结构见图2．球成型．成型后的型煤单球放入干燥箱中干燥，在60℃下干燥30min，干燥箱继续升温至120℃下干燥30min，继续升温至180℃下干

7、燥30rain后取出，冷却至室温后进行抗压强度测试和电镜显微观察．2结果与讨论一图2热态下型煤微观结构比较2．1沥青型型煤实验强度分析Fig．2Comparisonofmicrostructureofcoalbriquetteunderthermalcondition根据型煤生产选料原则和成本要求，在保证型煤强度达标的基础上应尽量减少添加剂的用量，所由图2可知，高温下煤粒表面的黏结剂凝胶体以本次实验在s一1配方的基础上加入分别掺人2，和晶体减少并缩为散落的片状，煤粒的孑L隙结构也4，6，89，6和109，6的煤焦油

8、沥青作为热黏结剂来随着凝胶体的减少而变得疏松，热态强度较差．图制取型煤，并比较分析型煤的热态强度变化和微观2b是在图2a的型煤混合料基础上添加了煤焦油沥机理．[8]青制备的型煤样品的微观结构，由图2b可知，煤焦由掺沥青型煤强度随煤焦油沥青掺入量的变化油沥青在一定温度下热解产生的液相产物将煤表面趋势(见图1)可见，掺入一定量的沥青后，型煤冷强润湿，形成液相薄膜