干燥后褐煤成分对其无粘结剂成型性的影响
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摘要：影响褐煤无粘结剂成型的因素很多，其中灰成分、水分影响较明显。通过分析成型机理和实验研究得出：灰成分中SiO2在42%～64%，Al2O3在17%～22%范围内，水分含量在内水分含量时无粘结剂成型性较好。
The influence of dryed lignite compositions to its binderless molding
ZU Ji-bing
(Inner Mongolia DaTang International Xilinhot Lignite Comprehensive Development CO.,LTD, Inner Mongolia Xilinhot 026000,China)
Abstract:There are many factors influence lignite binderless molding, among them the composition of ash and moisture’s effect is obvious. Through the analysis of the forming mechanism and experimental research show that: the binderless molding is better when SiO2 in the range of 42%～64% ,Al2O3 in of 17% ～ 22% and moisture fell to natural moisture.
Key words: dryed lignite binderless molding
褐煤是一种变质程度较低的煤种，水分含量大，容易风化粉碎，不易化学加工。作为工业和民用燃料直接使用，不仅燃烧效率低，而且浪费巨大，污染严重。
目前工业上有很多提高褐煤利用率的工艺，其中通过干燥方法提高褐煤附加值的工艺应用较多。经各种干燥工艺处理后的褐煤大多呈粉状，有效地提高了褐煤附加值，但仍不能实现长途运输。干燥后的粉煤经成型机成型后，不仅具有块煤的价值，而且遏制了褐煤的自燃，便于长途运输，大幅度减少了粉尘污染，有明显的环境效益和社会效益。
褐煤无粘结剂成型性是指在不加粘结剂情况下粉状褐煤压制成块的性质，取决于褐煤的成分和性质，同时也与成型工艺条件有关。无粘结剂高压热压成型与有粘结剂成型比较，有其独特的优点，产品能量密度较高，含水量少，强度高，不需要添加有机粘结剂，有一定的防水性，适合长途运输。
从我国某地几种褐煤灰成分与其成形性的关系（表1）可以看出，成型性较好的褐煤灰成分中SiO2和Al2O3的含量较高，SiO2在42%～64%，Al2O3在17%～22%范围内具有较好的成型性。由于硅、铝在煤中主要以粘土形式存在，只要保持一定的水分，就能成为很好的粘结剂。
煤样
成分 1 2 3 4 5 6 7 8 9
SiO2 9.26 63.16 63.73 53.72 42.49 62.16 64.46 41.74 27.89
Al2O3 4.62 21.9 21.59 17.5 19.22 21.44 17.48 27.09 26.62
成形性 差 较好 较好 较好 较好 较好 较好 差 差
表1.褐煤灰成分与其成型性
2、水分对褐煤无粘结剂成型性
水分是制作无粘结剂型煤的基本条件，理论上讲水分含量在一定范围内越高越利于成型，但同时降低水分含量也是提高褐煤附加值的重要途径。因此，干燥到合适的水分含量是很重要的，既有利于干燥后成型，又最大程度地提高褐煤附加值。
干燥后褐煤中水分较高时，煤中不同的可交换离子成分产生更多的离子水合作用，从而造成型煤高膨胀率和强度的减弱。
水分也是型煤在储存时自然的一个重要的因素。当型煤重新吸附水分时就会产生吸附热。如果在较低温度下储存已经部分干燥了的型煤，那么当温度增加或有小雨时，自然就会产生。型煤温度的升高会促进空气氧化直到自然发生。温度每增加10℃，氧化速度增加大约1倍。
水分利于成型最被认可的结合机理是颗粒间通过表面的含氧官能团形成了氢键。根据褐煤毛细孔模型的原理，褐煤中有大量含水的毛细孔。毛细孔中含有一定量的内水，经采用干燥工艺后，大部分的外水燥蒸发，内水分作为粘结剂。成型时毛细孔被压溃，进而充填煤粒间的空隙，呈现出相互作用的分子间力，加强了煤粒间的接触而成型。成型后的褐煤毛细孔结构被破坏，故重新吸附水现象大为降低。
通过上述分析，可知既有利于干燥后成型，又最大程度地提高褐煤附加值的水分含量是其内水分含量，一般在15%左右。
3、结语
总之干燥后褐煤无粘结剂成型要综合考虑多方面的因素，含粘土是成型的因素之一，适量水分又是其一。降低水分又是干燥处理的任务。通过对褐煤粉成型机理研究结合目前干燥工艺，水分控制在内水分含量时综合效果最佳。
参考文献
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