腐植酸钠粘合剂配制法.doc

& R J2 R7 m# U T, O腐植酸钠粘合剂配制法 - U9 D9 K7 i4 E* H * p2 O4 r8 f3 x) K9 P- A 腐植酸钠是制作腐植酸煤棒(型煤)的粘合剂，其质量优劣决定着煤棒的质量好坏。 / _$ s4 B0 p- |5 A- ! H# g8 _# iU1 生产原理- T! g9 f+ R% i0 w5 R8 q3 Z 用纯碱(Na2CO3)或烧碱(NaOH)溶液抽取褐煤中所含的腐植酸通过碱和酸中和成腐植酸钠盐溶于水中作粘合剂，其化学反应式为：1 Z: k) h9 x4 X( h R(COOH)n+nNaOHR(COONa)n+nH2O- : N+ x! F; d Gj/ w 通过复分解反应，腐植酸变成钠盐溶于水中，而碳酸根则和钙离子结合生成碳酸钙沉淀。对泥炭讲，为避免木质素的溶解，Na2CO3是泥炭腐植酸较理想的萃取剂。 a X8 e- u. N# Z+ h2 配制粘合剂工艺流程0 i$ m, I# n3 M5 o3 U 配制腐植酸粘合剂的工艺流程见图1。: s7 - T! * x) w5 G c: G+ G& U3 _7 M3 工艺指标% A: m0 w1 R O, l: ?4 b% Q 反应温度：95105；反应时间：3040min；搅拌速度：2030r/min；提取桶粘合剂溶液容积为3/4桶；提取桶10d左右清洗1次。9 2 N. ?, I& h- H- i: Y/ V 粘合剂各组分用量：使用含腐植酸20%40%的褐煤时，NaOH含量95%的固体纯碱或Na2CO3含量98%以上的纯碱为褐煤量的3%6%，水用量为褐煤量的12倍。通常情况下，褐煤、水、碱的比例为l：1.4：0.03。制液过程中，不可随意加水；碱的加入量不能太多，加多了制棒时常产生气泡，制出的煤棒较松散，强度不高；加少了，提不出腐植酸。# t; 2 5 D7 k* H4 制造(操作)顺序& L. F- _ H4 e 先在粘合剂萃取桶内加一定量的水，同时向桶内直接通入一些蒸汽，再投入一定量(计算量)的Na2CO3或NaOH。若是固体纯碱需打碎，块度以不卡住搅拌桨为宜。 20min后，待Na2C03或固体纯碱基本上溶解、碱液温度上升至60时，重新启动搅拌桨，并逐步投入褐煤。此时加大蒸汽通入量并继续搅拌，用蒸汽调节并维持反应温度(95105)。反应3040min后，吸取少量提取液，检查反应基本完全后，停加或减少蒸汽通入量，继续搅拌待用。冬季或待用时间长时，为避免温度下降，可加少量蒸汽，将温度维持在4060之间。一般情况下，粘合剂配制合格后要及时使用。: l3 _) U% Q X3 k+ _6 O: f5 h/ l3 w5 检验方法 9 / 5 M7 q8 s+ e 提取腐植酸钠溶液的容器静置于地面，观察颜色应为褐色，手触有粘性，无明显碱滑感，稍后会在表面结一层薄而均匀的表皮；将其倒在地上，随着温度降低而流动性变差、粘度变大，容器底部应无明显褐煤沉淀物。用棒插试，提起时粘合剂缓慢地沿棒往下流。( Y6 o9 r% i, , P5 % z6 配制时原料质量要求; M/ Fp$ X- i8 R/ H (1)水：要选择干净的一次用水(硬水)即清水。& D: f( J* A2 L H( tT) M5 Q (2)碱：要选择优质的Na2CO3或NaOH。, V0 E K+ J4 J (3)褐煤中的腐植酸含量必须在20%40%，最好在30%以上，褐煤颗粒最好粉碎至2! h* o8 I3 f! a; D8 P: Gmm以内。若使用已加工成型(袋装)的褐煤原料更佳间歇工艺条件的选择1、强风短吹以提高炉内蓄热水平 根据固定层间歇气化机理，只有选择较高的吹风强度才能产生较高的气化强度。型煤制作初期，由于强度不达标，为避免型煤产生爆裂现象，在使用原均布炉箅条件下，风量仅为1400015000 m3h，更换专用炉箅后，风量提至1800020000 m3h。根据热平衡关系，要保持较高的煤气产量必须保证足够的吹风量，过高的吹风量可通过吹风百分比来控制、在不吹翻炭层的前提下，尽可能加大吹风速度，减少二氧化碳与炭接触时间，降低吹风气中一氧化碳含量，提高吹风效率，实现强风短吹。当型煤质量不好或系统阻力过大时，减少吹风时间，操作上采取加料前后期“风量差”的方法，在一定程度上可以减少碳层吹凹、吹翻现象的发生。2使用合理的蒸汽流量 基于提高蒸汽分解率目的，针对型煤粒度均匀、比表面积大、放热快、反应时间短等特点，入炉蒸汽做到上吹短而强，下吹弱而长，在提高蒸汽分解率同时要防止追求过高蒸汽分解率而少用蒸汽的倾向，否则会造成炉内结疤而影响煤气产量。新合成饱和闪蒸汽温度低、带水频繁、杂质多，其蒸汽使用有别于其他型煤气化厂家，如蒸汽流量变送器需定期排污和调零，中心管、下吹管线、洗气箱、燃烧室应定期放水和清理。3循环百分比与时间的选择 （1）制气阶段，上吹时煤气将气化层热量及温度移向炭层上部，气体带出显热增加，气化层有上移趋势，此时会使型煤受热膨胀导致破碎粉化，因此时间不能过长。 （2）下吹时，蒸汽吸收炉面热量，同时将气化层高热量移向炭层底部，不但减少气体带出的热损失，对稳定气化层高温区十分有利。但若时间过长，气化层高温区下移，炉底温度将持续上升，煤气带出显热增加，特别危害炉箅、炉下中心管、三叉管，尤其是铸铁材质的下吹管线。 （3）与气化块煤及焦炭类似，型煤上吹比例要少于下吹比例，而且还要掌握下吹时间和下吹蒸汽用量的匹配。上下吹比例及其蒸汽用最是否合适，可以通过观察炉况的变化、上下吹蒸汽分解率分析得以验证。根据型煤的煤质分析合理调整上、下吹比例以避免气化层超温。150 s循环时间，吹风及制气各阶段百分比分别为21、28、43、6和2。4炉上温度控制 型煤是由小颗粒煤经过挤压成型的，空隙率大于同体积的块煤，接触和吸附氧的能力远高于块煤。小于型煤热稳定性差，炉上温度控制尤为重要。以间歇气化为例，在现有型煤质量及高径比条件下，炉上温度应小于550，超过此温度，炉内型煤粉化现象就特别严重，带出物大量增加，煤气炉操作弹性变小。5主要设备 型煤固定碳含量一般在6268，低于无烟块煤7174，而灰分在2025，也高于块煤的1518。因此，理论上型煤气化后灰渣排出量要多于块煤。实际生产中，要保持加煤和出灰的平衡，炉排系统要右充分的排灰能力。一般来说，型煤气化强度低于优质块煤制气，为提高气化水平和加煤安全，要适当提高料层温度，并通过工艺调整使炉内有轻度而疏松的疤块。型煤由粉煤制成，疤块硬度不大，为适应这一工艺，要求型煤专用炉箅具有较强的排、降灰能力和优良的布风性能。型煤制作中使用的添加剂及气化使用的闪蒸汽腐蚀性较强，同时系统带出物较块煤成倍增加，因此，应定期清理和密集检修，以确保装置运行正常。 * M5 6 X+ a! t$ ?( u+ a( P/ F$ ! A2 E3 I型煤常出现的几个问题。1.型煤的冷强度低型煤的冷强度低是由以下几方面造成的。原料煤中的水份过高，导致粘结剂无法按量加入，一般型煤在成型过程中物料的含水量（原煤水份56%，加入粘结剂含水量47%）在1113%之间最好；粘结剂的粘结力不够；机械配置与压力不好，造成无法将煤与粘结剂的结合力正常发挥。2、型煤的热强度不好与结渣性型煤的热强度与煤的岩相灰分及组成有关。它要求煤的灰份不要高，但对灰熔点则不能太低，这就是我们在做型煤时所选择原料煤中的灰份要低，以便在型煤制作过程中，为了提高型煤的热强度而需添加一定量的澎润土或高岭土以提高灰熔点，起到在一定温度下型煤不被熔化的骨架作用。型煤的结渣性与原料煤中的灰分组成跟灰中的易熔成份总量有很大关系，型煤在炉中的结渣倾向除了与操作条件、煤的熔点有关外，还与煤中的灰分含量有较大关系。型煤中矿物含量及组成，型煤的煤灰熔融温度与粘度是型煤结渣性的主要影响因素，而粘结剂的加入势必会改变这四个因素，从而影响型煤的结渣性。因此，粘结剂的性质对型煤的结渣性亦有关系。3、型煤的热稳定性不好型煤的热稳定性是指煤在高温燃烧和气化过程中保持原来块状而不碎裂成小块性质。造成煤热稳定性不好的因素有很多，煤的热稳定性好坏直接关系到固定床气化燃烧能否正常及带出的粉尘数量。对无烟煤来说热稳定性不好主要是内含结晶水的作用。而对烟煤与褐煤来说主要是挥发分的数量和胶质体质与量的关系。过高的挥发分与结晶水在炉内一定温度下的急剧析出，造成型煤爆裂，而型煤的烘干过程实际上是一种低温干燥的过程，能析出一部分挥发分和结晶水，煤表面吸附的游离水分，一般在稍高于100，经过足够的时间即可析出，而存于煤矿物中的结晶水，通常要在200以上才能析出。4、型煤的反应活性型煤的反应活性是指在一定的高温条件下，型煤与CO2水蒸气或O2相互作用的反应能力，是一项很重要的燃烧和气化特征指标，煤的反应活性与煤的变质程度、孔隙率、无机成分及煤岩相特性有关。一般变质程度越深，煤的反应活性越低，孔隙结构越发达反应活性越高，而型煤可以通过配煤来改善它的反应活化性，通过破碎的粒度组成与合适的成型压力，来提高孔隙结构与孔隙率，这里要注意的是：过高的成型压力虽然提高了冷强度，但过细的破碎粒度则导致型煤的过密，影响型煤的孔隙率，造成反应活性差。造成型煤难以正常使用的还有燃烧工