详细说明
低阶煤是煤化程度最低的煤种,由于含水量多导致发热量低;挥发份高,易风化碎裂,易自燃,无法仓储和长途运输,特别是开采时产出的大量末煤,以及干燥提质后的末煤,由于价值不高,没有适用的处理技术和装备,造成积压堆放不能得到及时处理,不仅对当地的环境污染严重,更使宝贵的煤炭资源白白浪费。如果采用适用的煤炭加工技术,使这些低阶煤末得到正常应用,不再积压堆放,无疑给企业带来较好的经济效益,对减轻环境污染带来新的局面,也将会给拥有大量低阶煤的地区,带来新的经济增长点。
1、低阶煤末高压成型的机理
首先了解低阶煤在加热干燥过程中所发生的物理和化学变化:
低阶煤在常温下加热到100 ℃以上时,大部分的自由水能够被蒸发。当低阶煤所含水分低于15%时,若需要继续干燥和脱水,即脱除结合水(内在水)时,由于低阶煤与结合水有较强的结合力,则需要较高的温度和能量才能够进行。当低阶煤在常压下继续加热到180 ℃以上时,低阶煤结合水(内在水)能够被脱除。当低阶煤温度高于150℃时,羟基官能团(主要是-COOH)发生分解,析出CO2气体,同时将低阶煤的结合水(内在水)排除。进一步提高温度,将导致越来越多的羟基官能团分解,从而引起表面性质改变。在这种干燥温度条件下,大量的羟基官能团分解,低阶煤内部的毛细孔倒坍和产生交联。毛细孔倒坍可以阻止水分进入毛细孔;同时也能够观察到低阶煤的硬化,而交联反应则能够对毛细孔进行密封,阻止倒坍的毛细孔在吸收水分时再膨胀。另外,当低阶煤温度被加热到200 ℃以上时,其内部的焦油的强烈迁移,焦油由毛细孔内部向毛细孔外部迁移,迁移到毛细孔外部的焦油在冷却过程中,由于焦油冷凝对毛细孔进行密封,从而使低阶煤煤的表面积减少。
其次了解低阶煤在高压过程中所发生的物理和化学变化:
通过无添加剂辊压脱水、辊压成型试验发现:
A、低阶煤末的水分随辊压次数逐渐降低,证明辊压可以使其内部毛细管变形,发生物理变化,导致结晶水外泄,从而水分降低;
B、随着辊压次数增加,低阶煤末在一定压力和摩擦引起发热,温度不断升高,压制的球团表面发光发亮,证明低阶煤内部所含腐植酸和沥青质随温度升高逐步渗漏,发生化学变化,使粒径之间的团聚力不断增密,球团冷压强度不断提高。
2、 低阶煤末高压成型的状态
A,低阶煤沫末持水能力强。
B,通过高压,低阶煤末的孔隙与管道结构在强大的压力下被压溃、变形、密度增加、结构重组、获得高的强度。