淀粉基型煤粘結(jié)劑的制備和性能研究.pdf

1、近年來(lái)京津冀地區(qū)霧霾嚴(yán)重，煤燃燒污染是主要原因之一。民用煤燃燒污染大，推廣潔凈型煤是解決煤燃燒污染的一個(gè)有效辦法。
　　本文以潔凈型煤粘結(jié)劑的制備和性能研究為課題，以玉米淀粉為原料，分別通過(guò)加熱糊化制得純淀粉型煤粘結(jié)劑，通過(guò)高錳酸鉀氧化改性后再加熱糊化制得的氧化型淀粉型煤粘結(jié)劑和通過(guò)硼砂交聯(lián)改性后再加熱糊化制得的交聯(lián)型淀粉型煤粘結(jié)劑。同時(shí)，對(duì)制得的淀粉基型煤粘結(jié)劑制成的型煤進(jìn)行了冷強(qiáng)度和浸水復(fù)干強(qiáng)度的測(cè)定，并對(duì)反應(yīng)過(guò)程中可能影響型

2、煤冷強(qiáng)度和浸水復(fù)干強(qiáng)度的因素進(jìn)行了系統(tǒng)的考察，優(yōu)化了反應(yīng)條件。最后，對(duì)三種淀粉基型煤粘結(jié)劑及其制成型煤進(jìn)行表征，研究不同型煤粘結(jié)劑制成型煤冷強(qiáng)度和浸水復(fù)干強(qiáng)度差異的原因。具體包括以下四個(gè)方面：
　　1.純淀粉型煤粘結(jié)劑制備的較優(yōu)工藝條件研究?？疾熘苽錀l件對(duì)型煤冷強(qiáng)度影響，通過(guò)正交試驗(yàn)得到純淀粉型煤粘結(jié)劑最佳的制備工藝條件：淀粉用量1.50％（占煤），糊化溫度95 oC，糊化時(shí)間60 min。該條件下制備的型煤的冷強(qiáng)度達(dá)到492 N

3、/個(gè)，符合河北省制定的潔凈顆粒型煤的地方標(biāo)準(zhǔn)。但型煤抗水性較差，浸入水中2h內(nèi)全部散開(kāi)，不能測(cè)定型煤的浸水復(fù)干強(qiáng)度。
　　2.氧化型淀粉型煤粘結(jié)劑制備的較優(yōu)工藝條件研究。通過(guò)對(duì)氧化淀粉的粘度、羧基含量、紅外光譜及制成型煤的冷壓強(qiáng)度、浸水復(fù)干強(qiáng)度等性能差異，分析制備條件對(duì)淀粉基型煤粘結(jié)劑性能的影響，通過(guò)正交試驗(yàn)得出氧化型淀粉型煤粘結(jié)劑最佳的制備工藝條件：氧化淀粉用量1.00%（占煤）、高錳酸鉀用量3%（占淀粉）、氧化溫度35 oC、

4、活化堿度pH=11。該條件下制得的型煤的冷強(qiáng)度可以達(dá)到485 N/個(gè)，符合河北省制定的潔凈顆粒型煤的地方標(biāo)準(zhǔn)。淀粉經(jīng)過(guò)氧化改性后，其親水性增強(qiáng)，氧化淀粉型煤粘結(jié)劑親水性也增強(qiáng)，制成型煤抗水性極差，浸水復(fù)干強(qiáng)度不能通過(guò)按照《工業(yè)型煤浸水復(fù)干強(qiáng)度的測(cè)定方法》測(cè)出。
　　3.交聯(lián)型淀粉型煤粘結(jié)劑制備的較優(yōu)工藝條件研究。通過(guò)對(duì)交聯(lián)淀粉的沉降積、紅外光譜及制成型煤的冷壓強(qiáng)度、浸水復(fù)干強(qiáng)度等性能差異，分析制備條件對(duì)淀粉基型煤粘結(jié)劑性能的影響，

5、通過(guò)正交試驗(yàn)得出交聯(lián)型淀粉型煤粘結(jié)劑最佳的制備工藝條件：交聯(lián)淀粉用量1.25%（占煤），交聯(lián)時(shí)間為30 min，交聯(lián)溫度為45 oC，交聯(lián)劑濃度為0.50%。該條件下制得型煤的冷強(qiáng)度為511 N/個(gè)，符合河北省制定的潔凈顆粒型煤地方標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于型煤冷強(qiáng)度的要求，此工藝條件下制得的型煤具有一定的抗水能力，浸水復(fù)干強(qiáng)度為388 N/個(gè)。
　　4.通過(guò)對(duì)三種淀粉基型煤粘結(jié)劑的紅外光譜譜圖分析，發(fā)現(xiàn)淀粉基型煤粘結(jié)劑中含氧官能團(tuán)越多，制成型煤后

6、含有的含氧官能團(tuán)也逐漸增加，型煤的冷強(qiáng)度越高，粘結(jié)劑中羧基和羥基等親水性官能團(tuán)含量增加，使型煤的抗水性能變差。根據(jù)不同型煤壓汞法孔徑分布測(cè)定發(fā)現(xiàn)：型煤的大孔結(jié)構(gòu)是影響型煤冷強(qiáng)度的關(guān)鍵因素之一，大孔越發(fā)達(dá)，型煤冷強(qiáng)度越低；孔隙率越高，型煤冷強(qiáng)度也會(huì)降低。根據(jù)不同淀粉的SEM照片可以發(fā)現(xiàn)，淀粉顆粒表面的結(jié)晶殼被破壞的越嚴(yán)重，淀粉粘結(jié)劑的粘度越低，淀粉基粘結(jié)劑的粘結(jié)性能越好。根據(jù)不同型煤的SEM照片可以發(fā)現(xiàn)，型煤內(nèi)部越緊實(shí)，型煤的冷強(qiáng)度越高。