褐煤压球机 博金机器 成型的三大理论.

【专家解说】：根据压球机成型过程中发生的现象，以及褐煤本身的性质和结构，提出了各种学说来解释褐煤成型的原因。其中具有代表性的有沥青质学说、毛细管学说、腐植酸学说以及胶体学说等。沥青假说是用煤中所含沥青的胶结作用解释型煤的形成。褐煤沥青由碳氢化合物、醇类、脂肪酸、醚和蜡组成。沥青在70-90°温度时软化和熔化，变成可塑性物质。按照沥青假说，这时沥青将煤粒粘结到一起，起到粘结剂的作用。根据这一假说，煤中所含水分将减轻煤粒之间的摩擦，使煤粒彼此容易靠近，同时还能防止沥青过热和分解。在减小煤炭粒度、颗粒受热和沥青软化的情况下可使压制出来的型煤更为结实。 沥青假说是早期的假说。它与实验结果不完全一致。腐植酸假说认为，煤中的自由腐植酸是胶体，且具有强极性，在成型过程中可将煤炭颗粒粘结到一起。年轻褐煤的腐植酸产率较高，并随煤化度的增加而降低。煤炭的腐植酸产率越高，越容易成型。按照这一假说，在压力作用下使煤粒相互间紧密接触时，腐植酸的分子由于有很强的偶极性，而使颗粒间相结合的分子力得到加强。抽出腐植酸之后的煤炭成型试验证明，这时煤的可成型性可能变好，也可能变坏。由不含腐植酸的物料，例如木质素（水解的废弃物）也可压制出结实的型块，这说明煤和泥炭成型时腐植毛细孔假说把褐煤看作是硬化的胶体物（胶冻），在其众多的毛细孔中充满水。煤粒内部的微孔是原生毛细孔，而在颗粒间接触点上形成的是次生毛细孔。原生毛细孔的数量和尺寸与煤化度有关。年轻褐煤与老年褐煤相比，毛细孔多得多，相应地含水分也就高。 干燥后的褐煤在压力作用下，一部分毛细孔被破坏，一部分被压缩。毛细孔压缩时，原生毛细孔中的一部分水被挤出，覆盖在煤粒表面上形成水膜，并充填在煤粒接触点的次生毛细孔中，由毛细孔挤出的水起润滑作用，促使颗粒间的接触更加紧密，并呈现出相互作用的分子力。 型煤的压力去掉后，由于弹性作用，被压缩的毛细孔略有扩张，被挤出的水又有一部分吸入到毛细孔中，而另一部分仍留在煤粒接触点上的水，因表面张力的影响而形成弯月状。在毛细管力的作用下，使颗粒结合成结实的块状。然而这个假说不能解释如下现象：为什么完全干燥的煤在高压下仍能制成型煤？将煤砖逐渐完全烘干后，为什么仍能保持很高的强度？ 胶体假说认为型煤是在分子粘附力或范德华内聚力的作用下形成的。按照这种假说，可以把褐煤看作是由固液两相组成的物质。固相由胶态腐植质微粒组成。在压力作用下使这些粒子靠紧时，产生分子内聚（粘附）力，于是形成腐植质的亲极性基因。这种内聚力显有电性，使液体与晶体分子相联系，组成胶冻的胶体粒子。这种被称为次化合价力的力，与纯化学结合的主化合价力不同之处是比较弱，且不饱和，因而胶体粒子的表面具有物理化学作用的活性。各种煤炭次化合价力不同，与煤的自然性质及煤化度有关。在压力作用下胶体粒子相靠近的程度，决定着型煤的强度。粒子越小，比表面积越大，则表面粘合力也越大。 胶体假说在很大程度上将毛细孔与腐植酸假说统一起来，并给予补充，能够较好地解释成型的机理。按照胶体假说，煤粒得以粘合成型，决定了煤的胶体构造，然而有些非胶体物料（金属粉末、盐类晶体等）却也容易成型。关于褐煤胶体结构的概念已过时。目前多数研究者认为，褐煤是不规则的、非晶形的高分子聚合物。分子粘合假说认为，粒子间的结合是在压力作用下，粒子间由于接触紧密，而出现分子粘合现象的结果。分子粘合力与颗粒的自然性质以及接触面的尺寸有关。这种力的作用，对颗粒表面吸附的水分没有影响。当被压制的物料中没有毛细水分时，制成的型煤中颗粒的结合最牢。相反，在有毛细孔凝结水分时，颗粒间的聚合力减弱。 通过测定经过不同程度干燥后每种粒度颗粒内部毛细孔的尺寸，以及为了挤出毛细孔水分所需施加的外部压力。从而确定，所需的外压力等于各种粒度颗粒在成型时为了获得最大型煤强度的最佳成型压力。这说明，褐煤成型既有分子力也有毛细孔力在起作用。由原生毛细孔中压挤出来的水分充填到颗粒之间的空隙中，形成次生毛细孔吸附力。由各种粒度颗粒压制成的型煤强度，与毛细孔水分含量有关。 这种新的分子一毛细理论，可以较好地解释褐煤成型的机理，已为实验研究和实践所证实。它能够解释型煤生产中的许多现象和规律，并使成型过程主要工艺参数建立在科学基础之上。 简而言之，沥青质学说认为褐煤中的沥青质是褐煤颗粒发生粘结的主要物质；毛细管学说强调褐煤中存在着大量的毛细管，在这些毛细管中有大量的毛细水，褐煤颗粒在外力作用下，或因毛细管破裂、或因受压挤出，将毛细水排出来，覆盖于煤粒表面，形成薄膜水，褐煤颗粒之所以发生粘结，就是因为这些薄膜水在起作用；腐植酸学说认为褐煤中的腐植酸是粘结的主要物质；胶体学说的看法是褐煤本身就是胶体物质，胶体物质本身就具有粘结力，因此起粘结作用的是褐煤胶体本身。 总之，这些学说的共同点就是都认为在年青褐煤中有大量的“自身粘结剂”物质存在，所不同的只是对这些“自身粘结剂”的说法不一致而已。