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型煤技术是洁净煤技术之一,生物质型煤是型煤的一种新产品,是将破碎成一定粒度的煤与经过处理或未处理的麦秆、稻秆、高梁秆等可燃生物质,按一定比例掺混,加入少量有机或无机添加剂压制而成。型煤粘结剂技术是型煤技术的关键技术之一,直接影响着型煤质量及型煤的推广应用,生物质型煤也存燃烧不完全、防水性差等问题,制约了其推广应用。因此,研究具有防水和助燃特性的生物质型煤粘结剂具有重要的现实意义。本研究利用小麦、玉米秸秆、氢氧化钠(NaOH)、镁系无机添加剂作为主要原料制作生物质型煤粘结剂,并制作生物质型煤,对所制得的生物质型煤进行了抗压强度、跌落强度、浸水强度、复干强度、着火温度和燃烧速度等测试。 本研究主要内容包括:⑴当生物质秸秆用一定浓度NaOH溶液改性时,纤维类物质中的木质素发生分解,使秸秆结构空隙变大且疏松,出现相互交联现象。利用生物质秸秆作为粘结剂制作的型煤有较高的机械强度,在小麦秸秆加入量(干基)为15%时,型煤跌落强度在99%以上,抗压强度在1100N·个-1以上,但是型煤在浸泡24小时后全部泡散,浸水强度和复干强度为零。说明将生物质经过一定处理,能够作为型煤的粘结剂,但防水性较差。⑵在上述型煤粘结剂的基础上,添加适量氧化镁(MgO)和氯化镁(MgCl2)后,生物质型煤的物理性能均优于没有添加无机粘结剂的型煤,而且型煤有了较高的浸水强度和复干强度,防水性能优异,当复合粘结剂中小麦秸秆添加量为10%时,型煤跌落强度达到99.2%,抗压强度位1243N·个-1,浸水强度达到533N·个-1,复干强度为1066N·个-1。⑶采用复合粘结剂制得的型煤,着火温度较原煤和无机粘结剂(MgO和MgCl2)制得的型煤低,生物质加入量为20%时,可使型煤的燃点降低至510℃以下,与无机粘结机剂(MgO和MgCl2)制得的型煤相比,着火点降低7.8%;随着秸秆加入量的增加,型煤中可燃挥发分所占比例增加,从而使生物质型煤的着火温度逐渐降低;生物质型煤的燃烧速度受燃烧温度、氧分子扩散速率、型煤大小和燃料反应活性等因素影响,但当燃烧温度大于800℃时,氧分子的扩散速率对燃烧速度的影响占主导地位。