褐煤壓球機 博金機器 成型的三大理論.
瀝青假說是早期的假說。它與實驗結果不完全壹致。腐植酸假說認為,煤中的自由腐植酸是膠體,且具有強極性,在成型過程中可將煤炭顆粒粘結到壹起。年輕褐煤的腐植酸產率較高,並隨煤化度的增加而降低。煤炭的腐植酸產率越高,越容易成型。按照這壹假說,在壓力作用下使煤粒相互間緊密接觸時,腐植酸的分子由於有很強的偶極性,而使顆粒間相結合的分子力得到加強。抽出腐植酸之後的煤炭成型試驗證明,這時煤的可成型性可能變好,也可能變壞。由不含腐植酸的物料,例如木質素(水解的廢棄物)也可壓制出結實的型塊,這說明煤和泥炭成型時腐植毛細孔假說把褐煤看作是硬化的膠體物(膠凍),在其眾多的毛細孔中充滿水。煤粒內部的微孔是原生毛細孔,而在顆粒間接觸點上形成的是次生毛細孔。原生毛細孔的數量和尺寸與煤化度有關。年輕褐煤與老年褐煤相比,毛細孔多得多,相應地含水分也就高。
幹燥後的褐煤在壓力作用下,壹部分毛細孔被破壞,壹部分被壓縮。毛細孔壓縮時,原生毛細孔中的壹部分水被擠出,覆蓋在煤粒表面上形成水膜,並充填在煤粒接觸點的次生毛細孔中,由毛細孔擠出的水起潤滑作用,促使顆粒間的接觸更加緊密,並呈現出相互作用的分子力。
型煤的壓力去掉後,由於彈性作用,被壓縮的毛細孔略有擴張,被擠出的水又有壹部分吸入到毛細孔中,而另壹部分仍留在煤粒接觸點上的水,因表面張力的影響而形成彎月狀。在毛細管力的作用下,使顆粒結合成結實的塊狀。然而這個假說不能解釋如下現象:為什麽完全幹燥的煤在高壓下仍能制成型煤?將煤磚逐漸完全烘幹後,為什麽仍能保持很高的強度?
膠體假說認為型煤是在分子粘附力或範德華內聚力的作用下形成的。按照這種假說,可以把褐煤看作是由固液兩相組成的物質。固相由膠態腐植質微粒組成。在壓力作用下使這些粒子靠緊時,產生分子內聚(粘附)力,於是形成腐植質的親極性基因。這種內聚力顯有電性,使液體與晶體分子相聯系,組成膠凍的膠體粒子。這種被稱為次化合價力的力,與純化學結合的主化合價力不同之處是比較弱,且不飽和,因而膠體粒子的表面具有物理化學作用的活性。各種煤炭次化合價力不同,與煤的自然性質及煤化度有關。在壓力作用下膠體粒子相靠近的程度,決定著型煤的強度。粒子越小,比表面積越大,則表面粘合力也越大。
膠體假說在很大程度上將毛細孔與腐植酸假說統壹起來,並給予補充,能夠較好地解釋成型的機理。按照膠體假說,煤粒得以粘合成型,決定了煤的膠體構造,然而有些非膠體物料(金屬粉末、鹽類晶體等)卻也容易成型。關於褐煤膠體結構的概念已過時。目前多數研究者認為,褐煤是不規則的、非晶形的高分子聚合物。分子粘合假說認為,粒子間的結合是在壓力作用下,粒子間由於接觸緊密,而出現分子粘合現象的結果。分子粘合力與顆粒的自然性質以及接觸面的尺寸有關。這種力的作用,對顆粒表面吸附的水分沒有影響。當被壓制的物料中沒有毛細水分時,制成的型煤中顆粒的結合最牢。相反,在有毛細孔凝結水分時,顆粒間的聚合力減弱。
通過測定經過不同程度幹燥後每種粒度顆粒內部毛細孔的尺寸,以及為了擠出毛細孔水分所需施加的外部壓力。從而確定,所需的外壓力等於各種粒度顆粒在成型時為了獲得最大型煤強度的最佳成型壓力。這說明,褐煤成型既有分子力也有毛細孔力在起作用。由原生毛細孔中壓擠出來的水分充填到顆粒之間的空隙中,形成次生毛細孔吸附力。由各種粒度顆粒壓制成的型煤強度,與毛細孔水分含量有關。
這種新的分子壹毛細理論,可以較好地解釋褐煤成型的機理,已為實驗研究和實踐所證實。它能夠解釋型煤生產中的許多現象和規律,並使成型過程主要工藝參數建立在科學基礎之上。
簡而言之,瀝青質學說認為褐煤中的瀝青質是褐煤顆粒發生粘結的主要物質;毛細管學說強調褐煤中存在著大量的毛細管,在這些毛細管中有大量的毛細水,褐煤顆粒在外力作用下,或因毛細管破裂、或因受壓擠出,將毛細水排出來,覆蓋於煤粒表面,形成薄膜水,褐煤顆粒之所以發生粘結,就是因為這些薄膜水在起作用;腐植酸學說認為褐煤中的腐植酸是粘結的主要物質;膠體學說的看法是褐煤本身就是膠體物質,膠體物質本身就具有粘結力,因此起粘結作用的是褐煤膠體本身。
總之,這些學說的***同點就是都認為在年青褐煤中有大量的“自身粘結劑”物質存在,所不同的只是對這些“自身粘結劑”的說法不壹致而已。