煤沥青范文
时间：2023-03-16 15:06:35
煤沥青范文第1篇
1实验方法
1．1原料中温煤沥青（CTP），取自某焦化厂。其性质见表1。所用试剂苯甲醛和对甲苯磺酸（PTS）均为化学纯。
1．2改性将一定量CTP加入250mL三口烧瓶中，按其质量的5％加入固体对甲苯磺酸，加热、搅拌，待升到指定温度后缓慢加入苯甲醛。整个过程在N2（流量为60mL／min）环境下进行。对改性煤沥青用MCTP－X－Y表示，其中X代表100gCTP中所加苯甲醛的质量；Y为改性反应时间（h）。
1．3中间相的制备取适量MCTP放入反应器内，采用管式电阻炉1．4分析表征（1）显微结构分析：采用BK－POLR型偏光显微镜观察改性煤沥青中间相显微结构。炭化产物用树脂镶砌制片，经磨片、抛光后制得样片。不同光学组织结构的含量按照冶金行业标准（YB／T077—1995）进行测定。（2）XRD分析：采用D／max－2500型X射线衍射仪（CuKα靶，Ni滤波，电压为40kV，电流为100mA，扫描角度10～70°）对改性煤沥青中间相进行分析表征。（3）FT－IR分析：采用NICOLET－6700型傅里叶变换红外光谱仪对改性煤沥青中间相进行分析。测定条件：KBr压片，分辨率4cm－1，扫描次数32次／s，扫描范围400～4000cm－1。（4）1H－NMR分析：1H－NMR光谱是采用BrukerDRX－300型超导核磁共振仪，频率为300MHz，其中，氯仿做溶剂四甲基硅烷做标准物。
2结果与讨论
2．1中间相光学显微结构及XRD分析图1是CTP－C和在150℃下反应10h制备的改性煤沥青经炭化后得到MCTP－20－10－C和MCTP－30－10－C的中间相光学组织结构。从偏光显微照片可以看出，CTP－C的中间相结构是以细粒镶嵌组织为主，而MCTP－20－10－C的中间相结构呈中粒镶嵌组织，由MCTP－30－10－C的中间相结构呈粗粒镶嵌组织。显然，改性后中间相光学显微组织得到了明显改善，且随着苯甲醛比例的增加，可形成了更多粗镶嵌组织结构。图2为苯甲醛／煤沥青（CTP）质量比为30／100、在不同改性反应温度（120，150，180℃）下反应10h制备的改性煤沥青经炭化后的中间相光学组织结构。可以看出，改性反应温度为120℃时，中间相结构呈粗粒镶嵌组织；150℃时，中间相结构由粗粒镶嵌状转变为不完全纤维状组织；180℃时，中间相结构又转变为粗粒镶嵌组织。温度对反应速率影响很大。温度太高，一方面反应速率较快，会导致MCTP中芳环结构规整性变差，不利于炭化过程中间相有序结构的形成；另一方面，苯甲醛容易变为蒸气笼罩在CTP上部，不利于同CTP中的组分接触，从而影响苯甲醛与煤沥青聚合反应的进行。反应温度太低，聚合反应速率较慢，不利于改性反应的进行。因此，改性反应温度不能太低，也不能太高。苯甲醛／煤沥青（CTP）质量比为30／100、在150℃反应不同时间得到的改性煤沥青经炭化后得到的中间相光学组织结构如图3所示。从图3可以看出，不同改性反应时间对中间相显微结构及各种结构的含量有一定的影响。当反应时间为7h，中间相中的粗粒镶嵌组织占60％，不完全纤维状组织和完全纤维状组织分别占30％和10％；反应10h时，粗粒镶嵌光学组织占40％、不完全纤维状组织和完全纤维状组织各占30％；反应15h时，粗粒镶嵌光学组织占20％、不完全纤维状组织和完全纤维状组织均占40％。因而，延长改性反应时间，有利于提高中间相纤维组织结构的含量。图4为CTP－C和苯甲醛／煤沥青（CTP）质量比为30／100、在150℃反应不同时间得到的改性煤沥青经炭化后得到的MCTP－30－10－C和MCTP－30－15－C的XRD谱图。可以看出，在衍射角25．6°出现了石墨晶体结构的特征衍射峰（002）峰，通过Sherrely公式计算它们的晶格参数［16］列于表2。由表2知，改性后中间相微晶的002衍射峰的晶面面间距d002均增大，结晶性有了一定提高；MCTP－30－15－C的芳环晶间有序度L002和芳香簇中的芳核片数M均高于MCTP－30－10－C，说明MCTP－30－15－C中间相微晶结晶度高，有序性较好。
2．2MCTP化学结构分析对CTP和苯甲醛／煤沥青（CTP）质量比为30／100、在150℃下经不同改性反应时间得到的MCTP－30－7、MCTP－30－10及MCTP－30－15进行了红外光谱分析，结果见图5。从图5中可知，3030cm－1为芳烃C—H伸缩振动吸收峰［17］，2920cm－1和2850cm－1为亚甲基伸缩振动吸收峰，1594～1611cm－1为芳环C＝C骨架振动吸收峰；随反应时间的增加，在2920cm－1和2850cm－1处的吸收峰强度逐渐减弱，说明改性过程中芳烃分子间发生了聚合反应而导致饱和C－H键数目减少；对CTP而言，芳环骨架振动发生在1594cm－1处，随着反应时间的延长，该吸收峰逐渐向短波处移动，如MCTP－30－15的芳核骨架振动吸收发生在1611cm－1，说明随着反应时间的延长芳环的共轭程度增大。图6为CTP和MCTP－30－15（150℃下反应）的1H－NMR谱图，不同化学位移处对应氢的类型如图所示。容易发现，对MCTP－30－15，无论是HA还是Hα，其峰面积远小于CTP的峰面积，说明改性反应发生在芳环及α碳位置上。由1H－NMR谱图中有关信息计算出结构参数列于表3，MCTP－30－15的性质见表1。芳香环系周边碳取代率δ值的增大以和芳香环部分未被取代的氢与碳之比HAU／CA值的减少，均说明改性反应主要发生在HA位上，有利于提高产物的共轭程度的。推测改性过程可能发生的反应如图7所示。在PTS存在下，富电子的多环芳烃受质子进攻易转变为亲电试剂，形成的亲电试剂可以同苯甲醛发生间位取代反应，其产物在酸性介质中仍可变为亲电试剂继续同其他芳烃分子反应，此过程不断进行，如此在HA位上发生了如图7所示的取代反应。
3结论
煤沥青范文第2篇
关键词：中温煤沥青；磺化剂；磺化煤沥青；水溶性；微观结构
主要由稠环芳烃组成的不溶于水的中温沥青经硝酸/硫酸或过氧化氢等氧化、硝化或磺化后转化为可溶于碱性溶液的水性中间相沥青，增加其水溶性[1]。磺化沥青主要由缩合芳香磺酸盐、苯酚盐、无机盐以及氧化沥青[2]组成，水溶性最强，具有广泛的应用前景。张玉贞[3]、 李卓翰[4]、王娟娟[5]报道采用发烟硫酸或三氧化硫或浓硫酸进行磺化的工艺，但发烟硫酸和三氧化硫的存储和运输都比较麻烦，且反应剧烈难以控制，而浓硫酸反应温和、副反应少、产物粘度低[6]，经过优化条件其磺化效果可以达到工业生产需求，因此本实验就以浓硫酸为磺化试剂，对中温煤沥青进行磺化获得磺化煤沥青，并对其水溶性、分子中亲水官能团、微观结构及热稳定性进行了分析，为磺化沥青进一步应用提供基础信息。
1 实验部分
1.1 实验原料及仪器
中温煤沥青（鞍钢化工总厂， 软化点77.1℃），98%浓硫酸，正己烷，氢氧化钠，均为分析纯。FA2104N 电子天平（上海精密科学仪器有限责任公司）； DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器（郑州世纪双科实验仪器有限公司）；DZTW型调温加热套（北京市永光明医疗仪器厂）；傅立叶交换红外光谱仪（北京第二光学仪器厂）；213型生物光学显微镜（江南光学仪器厂）；Diamond TG/DTA热重分析仪（美国）。
1.2 磺化实验步骤
称取一定量粒径0.28mm的中温煤沥青，按配比量出所需磺化剂，将沥青装入500mL三口烧瓶内，加入溶剂，打开搅拌器搅拌5min左右滴加磺化剂，反应大约进行5h左右，然后加入碱液进行中和，调节pH至8～9，并维持搅拌状态进行2h，将三口烧瓶移至加热套内蒸馏至不再有溶剂馏出为止。取下三口烧瓶，待冷却至室温，将产物倒在样品盘内，在105±5℃烘箱中烘干待分析用[4]。
1.3 磺化沥青的性能检测
1.3.1 水溶性的检测
用相机纸卷入0.2～0.3g的脱脂棉，105℃干燥2h，备用。
用上述制备的纸卷称取0.5g经研磨并通过0.28mm筛子的试样 （质量记为m4），包严后称量（质量为m2），而后放人提取器内的样品杯中，将样品杯置于提取器微型冷凝管的下方。
在一个烧瓶提取器下端加250-350mL蒸馏水，将设备连接，置于电热套内加热，蒸馏水保持沸腾状态，待流出液为无色，停止加热。取出样品杯，置于105℃的鼓风干燥箱内烘干，至恒重（质量为m3）。 按公式（1）计算样品的水溶物含量（M1）：
样品的制备采用样品与KBr以质量比为1：100的比例进行均匀混合压片技术。测试过程中扫描的波长范围为400cm-1-4000cm-1。研究了沥青原料和磺化沥青的表面性质和化学结构。
原料中温沥青、产品沥青磺酸钠红外光谱图见图1。图1中，原料沥青的IR曲线在3400cm-1和1132cm-1没有强吸收，而在3040cm-1、1600cm-1、1450cm-1处有较强吸收，说明原料沥青芳烃较多而-OH、-SO3-、-SO3H很少，即疏水性很强亲水性很弱；沥青磺酸钠的IR谱图曲线在3439cm-1处有中等强度的吸收峰，在1132cm-1有很强的吸收，说明硫酸改性氢氧化钠中和获得的沥青磺酸钠具有很多的-SO3-、-SO3H存在，亲水性远大于疏水性。
1.3.3 光学显微结构分析
使用生物光学显微镜，在显微镜下观察水溶性沥青的微观表面形貌。扫描电镜前处理：将水溶性沥青在850℃下碳化，然后抛光，在600倍油镜偏光显微镜下拍照观察，如图2。由图2可见，偏光下的区域比较暗，且显微组织成蜂窝状，有黑色孔洞结构，表明水溶性沥青在碳化时，热解反应的部分气体滞留在体系内部未逸出，水溶性沥青在850℃碳化后获得的焦炭是光学各向同性的。
1.3.4 热失重（TGA）分析
采用美国产Diamond TG/DTA热重分析仪进行测定。实验条件：通入流量为50ml/min的N2，升温速率10℃/min，加热温度范围从室温到900℃终温。分析结果如图3。从图3失重率曲线可以看出，水溶性沥青的热失重区域可以划分为三个阶段：第一段，从70-180℃失重的主要原因是沥青中轻组分的挥发；第二段，从200-350℃失重的主要原因是沥青中部分小分子的分解；第三个阶段，从430-570℃失重的主要原因是随着温度的升高，水溶性沥青中官能团（磺酸基、羟基、羧基等）脱除，并伴随着交联和芳构化反应。380℃后开始放热过程，380℃之前为吸热过程。
图3 水溶性沥青TG/DTG/DTA曲线
2 结束语
以中温煤沥青为原料，浓硫酸为磺化试剂制备磺化沥青，通过实验及数据分析得出以下结论：
（1）水溶物含量为98.8%，即对中温沥青进行磺化能增加产品的水溶性。
（2）在浓硫酸的作用下，在芳香族化合物的芳环上会引入磺酸基团，发生磺化反应。在水溶性沥青红外谱图上出现的1130cm-1的吸收峰。该反应，包括氧化、磺化等一系列反应，分子中含有较多的杂原子的官能团，如羟基、羧基、磺酸基。
（3）利用偏光显微镜对水溶性沥青进行表面结构分析，得知该水溶性沥青具有光学各向同性。
（4）经热失重（TGA）分析，水溶性沥青是个复杂体系，有三个热失重区：包括水分、轻组分的挥发、小分子分解、官能团（磺酸基、羟基、羧基等）脱除，并伴随交联和芳构化反应等。
参考文献
[1]吴卫泽，朱珍平，刘振宇.水性中间相沥青的制备研究[J].新型炭材料，2001，16（2）：8-13.
[2]蒋官澄，李涛江，鄢捷年，等.原料沥青对磺化沥青产品性能的影响[J].油田化学，1995（4）：308-311.
[3]张玉贞，郭燕生，王翠红.磺化沥青的组成及工艺条件的优化[J].石油大学学报（自然科学版），1997，21（1）：67-69.
[4]李卓翰，高丽娟，古世强，等.中温煤沥青磺化的工艺条件选择研究[J].化学工程与装备，2014（8）：19-20.
[5]王娟娟，黄风林，张军.重催油浆磺化制磺化沥青工艺条件研究[J].化工技术与开发，2012（9）：1-2.
[6]张遵，王旭峰.磺化反应工艺研究进展[J].化学推进剂与高分子材料，2007（1）：38-41.
作者简介：孔德双（1991-），男，辽宁省鞍山海城市人，化学工程与工艺（煤化工）专业大三学生。
煤沥青范文第3篇
【关键词】煤沥青；性质机理；制备技术；应用
引言
由于煤沥青的组合成分非常复杂，因此我们对其真正的反应机理并不十分确定，只能根据测试的结果，相应提出一些可能的改性机理。文章首先介绍了煤沥青的基本性质，以及不同种类和组成成分，分析了国内外煤沥青改性的发展情况，并且探讨了改性煤沥青的制备方法及其应用前景。
一、煤沥青的性质与组成
煤沥青是煤焦油沥青的简称，它是煤焦油经过蒸馏并提取馏分后的剩余残留物，这种沥青的资源比较丰富，因此价格相对更加低廉。煤焦油是在民用煤气的生产过程中，煤通过高温干馏之后的副产物，或者是生产炼铁所使用的冶金煤的过程中得到的一种产物。煤沥青是在煤焦油的加工过程中分离出来的一种副产品，其产率一般情况下能够超过百分之五十。在常温状态下，煤沥青通常是以黑色固体的状态存在，它没有一个固定的熔点，并且以玻璃的性状呈现，受热之后会软化，再进一步加热就会熔化。煤沥青广泛应用于金属冶炼行业、碳素工业、耐火材料产业、道路建筑行业等多种领域。
煤沥青的组成成分非常复杂，是多种成分混合组成的一种共熔物，经过科学检测后发现，煤沥青中含有七十多种化合物，大部分都是超过三环的多环芳烃类物质，还包含有氮、氧、硫元素在内的杂环化合物，另外还有少量高分子碳素物质。这些化合物中大概有一半含有甲基、苯基、亚氨基和酚羟基等成分。炼焦煤的基本性质以及杂原子含量直接关系到沥青的组成成分，煤焦油的蒸馏条件会影响沥青的性质，另外炼焦的工艺也会影响到沥青的品质。煤沥青与其他沥青相比，其价格更加低廉，而且具有高流动性和高含碳量的特点，并且比较容易石墨化，因此煤沥青常被用作碳材料的基本前驱体。
煤沥青的化学组成非常复杂，因此必须利用溶剂组分分析法来分析其特征，煤沥青能分离为若干芳香族化合物，用不同溶解力的溶剂，就可以对煤沥青作溶剂抽提，把煤沥青分为不同组分。
二、煤沥青的几种类型与改性煤沥青的制备技术
煤沥青分为很多不同的种类，煤沥青产品可以分为高温、中温、低温三个级别，其中的高温沥青在普通煤沥青中属于高级品，其与改质沥青非常相似，不同之处在于改质沥青的软化点虽然与高温沥青差不多，但是对沥青的组分含量以及结焦值的要求不同，高温沥青只对软化点有一定的要求，改质沥青对质量品级的要求较为苛刻，而且对煤沥青的组成要求非常严格，这些苛刻的要求是针对生产碳材料的有关要求进行设定的。目前我国的很多煤焦油加工企业大多数不进行沥青加工，其价格一般情况下都比原料焦油要低，因此煤焦油加工企业因为效益不佳而陷入困境，部分企业甚至甚至出现亏损状况。因此对煤沥青的深加工进行研究、探索和创新，提高煤沥青深加工产品附加值，可以说是当前煤焦油加工业面临的一项非常重要的课题。
改性煤沥青的制备技术有很多种，在这里我们重点介绍两种，首先介绍氧化法，氧化法主要是在特定环境中通入空气，从而使沥青与氧气相结合产生氧化作用，利用这种方法能够使残化率更高，使流变性能更好，如果在其中添加硫，残炭率会得到进一步的提高。需要注意一点，就是如果氧含量超过百分之七时，就会完全抑制中间相的转化，而获得石墨化焦炭。如果在其中加入硫，就会导致沥青产生过度交联，这样沥青的使软化点就会大幅提高，硫的含量如果达到百分之十的时候，得到的碳也不能石墨化。用氧化法对沥青进行改质后，沥青的软化点会更高，这种改质生产工艺相对比较落后，所以很难产出电极用沥青。
第二种改性煤沥青的制备技术是热聚合法。热聚合法是利用焦炉煤气对沥青加热炉直接进行加热，导入中温沥青后在加压釜内进行高温加热，五个小时后蒸气全部回流，不得使其跑出釜外，用闪蒸塔进行闪蒸并快速导出低沸点物质，这种方法主要是经过了热处理，并且对沥青进行加压处理，因此沥青的β树脂含量非常高，软化点比较低，质量指标比较好。
改性煤沥青的制备方法还有很多种，包括加压热聚处理法、减压热聚处理法和G-T法等。
三、改性沥青的优点与应用
改性之后的沥青具有更好的优点，沥青的高温稳定性能进一步提高，具有较好的粘结力，而且抗水损害能力、低温抗裂能力、抗反射裂缝能力等都有较大的提高，因此使用寿命更长。沥青的抗高温性能越高，在夏季高温对路面的作用和伤害就越小。雨水对路面的损害也非常大，在夏季的阴雨天气中，道路上的雨水会对道路造成一定的损害，导致路面的承载力降低，最终使道路的表面产生很多坑槽或者裂缝。因此，改性沥青的抗水能力就显得特别重要。
改性沥青的优势主要有以下几点：第一，改性沥青及其混合料具有较强的高温稳定性能，这就在很大程度上提高了沥青路面的承载力；第二，改性沥青的粘附力大大提高，沥青与集料的粘结力增强，这就在一定程度上提高了路面的抗水能力；第三，使用改性沥青铺设道路能够延长路面寿命，同时还能使路面的养护周期更长，在一定程度上减少道路维护费用；第四，改性沥青的应用范围更广，可以用于薄层磨耗层、开级配沥青面层、机场跑道、桥面伸缩缝、重交通路面、坝体防水、防水卷材等方面。新型路面结构对沥青的要求越来越高，特殊条件下使用沥青的情况也越来越多，因此促进了对改性沥青的研究。
四、改性沥青材料应用前景
目前我国绝大部分道路仍是质量较差的中低级路面，因此今后一段时期内，我国道路建设的投入不会减少，道路等级会不断提高。改性沥青是优质沥青中的优质沥青，根据目前国外经验改性沥青的用量约占沥青总量的10%，我国对改性沥青的需求量会越来越多，如果达到目前工业发达国家的水平，对改性沥青的年需求量将达到100万吨以上。
因改性沥青新材料是由废弃轮胎粉加入合成的，合理利用污染物的同时增强了道路的抗老化、防氧化性能，使道路的寿命延长1～3倍，极大节省了道路的维修费用。目前，我国市政道路建设处于快速发展期，改善道路使用性能，延长道路使用寿命，节约道路维护成本是我国市政道路建设亟待解决的问题之一。因此橡胶粉用于沥青混凝土路面，不仅解决了废旧轮胎带来的社会问题，还可为解决当前市政道路建设存在的一些问题找到合理的技术途径，为使用者提供一条耐久、平整、舒适、安静的路面环境。
五、结论
我国对改性沥青的研究仍处在探索阶段，承担这一工作的多数为一些科研单位和高等院校，产业和研究仍然存在着脱节现象，这就导致我国的工业化的实际应用相比国外存在一定的差距，此外我国改性沥青的生产设备相对滞后，缺乏竞争力，所以对改性沥青反应原理的研究，是当前需要重点解决的问题。
参考文献：
[1]罗道成，刘俊峰，煤沥青改性后流变性能的变化分析[J]，煤化工，2008（3）：52.
煤沥青范文第4篇
关键词：改性；无烟煤；煤沥青；组分结构
中图分类号：TQ522.65 文献标识码：A
Abstract：The structural compositions and group changes before and after the thermal polymerization modification and the thermal polymerization modification with anthracite were investigated with FTIR spectroscopy. The pyrolysis and polycondensation characteristics of the coaltar pitch before and after the modification were studied with TGDTG. And then， the modified mechanism was discussed by using Gas ChromatographyMass Spectrometer method （GCMS）. The results showed that the aromaticity of the modified coaltar pitch with anthracite modifier increased significantly. Anthracite promoted the polycondensation reaction in the process of heat treatment of the medium temperature coal tar pitch.
Key words：modification；anthracite；coaltar pitch； structure of components
煤沥青为煤焦油蒸馏提取馏分后的残留物，是主要由芳香族碳氢化合物组成的复杂混合物.由于煤沥青的种类不同，这些芳香族碳氢化合物和杂环碳氢化合物的芳构化程度、组成、性质及分子结构各不相同[1].
改性煤沥青广泛应用于高性能炭材料的制备.有关煤沥青改性的研究主要集中在改性煤沥青工艺性能的变化及对炭材料性能的影响[2]，对煤沥青改性前后组织结构的变化及聚合改性机理的相关研究，文献报道较少.为此，本文通过无烟煤对中温煤沥青热聚合改性，研究其改性前后组织结构的变化，以期对制备高性能炭材料提供理论依据.
1实验
1.1原料
中温煤沥青：工业品，上海碳素有限公司生产，其性能指标见表1 ；无烟煤：200目，固定碳含量83%；甲苯、喹啉：分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司生产.
1.2煤沥青改性
将中温煤沥青（CTP）用行星式快速研磨机粉碎至0.1 mm以下，装入三口烧瓶中，以20 ℃/min升温至300 ℃，采用磁力搅拌器以250 r/min进行搅拌，并在300 ℃±20 ℃下保温3 h， 倒出后冷却即得到CTP0.
将CTP用行星式快速研磨机粉碎至0.1 mm以下，添加质量分数为3%的无烟煤，装入三口烧瓶中，以20 ℃/min升温至300 ℃，采用磁力搅拌器以250 r/min进行搅拌，并在300 ℃±20 ℃下保温3 h，倒出后冷却即得到CTP1.
1.3结构分析
1.3.1傅里叶红外光谱分析（FTIR）
仪器型号：日本岛津IRAffinity1.分辨率设为4 cm-1，扫描次数为32，波数范围为4 000～400 cm-1.
1.3.2综合热分析仪（TGDTG）
仪器型号：日本精工EXSTAR SⅡ TGDTA 7300.测定条件为：氮气气氛（氮气流量30 mL/min），升温速率10 ℃/min，最高温度1 000 ℃，测试坩埚为氧化铝坩埚.
1.3.3气质联用分析（GCMS）
仪器型号：日本岛津GCMSQP2010，采取分流进样方式，溶剂二氯甲烷.
2结果与讨论
2.1组分分析
CTP表示中温煤沥青，CTP0表示中温煤沥青经热聚合改性的煤沥青，CTP1表示中温煤沥青中添加无烟煤，经热聚合改性的煤沥青.中温煤沥青改性前后基本参数见表1.
由表1可知，中温煤沥青热聚合改性后，煤沥青固定碳（FC）、甲苯不溶物（TI）、β树脂（TIQS）含量增大，喹啉不溶物（QI）含量小幅增加，挥发组分（Vad）含量降低，SP增大.在相同的热聚合工艺条件下，添加一定量的无烟煤热聚合改性煤沥青的FC，TI，β树脂，QI含量和SP的增加量明显高于热聚合改性的煤沥青，Vad含量基本不变化.
煤沥青经过热聚合处理后，发生脱氢缩聚等一系列反应，其逐步形成相对分子质量大且热力学稳定的稠环芳烃平面状大分子，即部分甲苯可溶（TS）转变为β树脂，部分β树脂转变成为TI，同时，部分TI转变成为QI.因而TI组分、β树脂、QI组分含量升高，从而FC，SP增大，Vad降低.无烟煤表面活性大，热聚合改性过程中，无烟煤成为中温煤沥青热解缩聚反应的成核中心，即芳烃分子以这些微米级炭粒子为核心快速聚合长大.从而加快了中温沥青的热聚合速率和提高了热解缩聚反应程度，相比于热聚合改性煤沥青，无烟煤热聚合改性煤沥青的FC，TI，β树脂、QI含量和SP明显增加.
2.2煤沥青的TGDTG分析
为了研究改性前后煤沥青的热解缩聚特征，对中温煤沥青CTP、热聚合改性煤沥青CTP0、无烟煤改性煤沥青CTP1进行综合热分析[3].图1为热聚合改性前后煤沥青的TGDTG曲线.表2为煤沥青改性前后综合热分析数据分析结果.
由图1和表2可知，无烟煤热聚合改性后的煤沥青CTP1的失重开始温度、失重速率最快温度和失重结束温度明显高于中温煤沥青CTP和热聚合改性煤沥青CTP0；中温煤沥青CTP的失重率为65.28%，热聚合改性煤沥青CTP0失重率为63.30%，无烟煤热聚合改性煤沥青CTP1的失重率为60.51%.
这表明热聚合改性有利于中温煤沥青缩聚反应；而无烟煤提供了大量的热解缩聚反应的成核中心，促进了煤沥青缩聚反应的进行，从而无烟煤热聚合改性后的煤沥青的失重率最小，热稳定性增加.
由图2可知，3种煤沥青的吸收峰基本相似，且煤沥青中存在不同的芳香取代类型. 2 361 cm-1和2 342 cm-1处出现了较强吸收峰，此为二氧化碳反对称伸缩振动吸收谱带.由于FTIR测试外光路是开放的，样品测试结果易受二氧化碳和水汽的影响，使得测得光谱出现不同程度的二氧化碳和水汽吸收峰[4].
3 040 cm-1处有芳香族C-H的伸缩振动峰；2 920 cm-1处有脂肪族C-H的伸缩振动峰；在1 595 cm-1，1 436 cm-1左右处有芳香环骨架C=C伸缩振动峰，一般来说，1 436 cm-1处的伸缩振动峰应该在1 500 cm-1附近出现，这是由于芳香稠环平面分子的超共轭效应使此峰向低波数移动所致[5，6].
在指纹区，875 cm-1处有1，2，3，4，5代芳烃=CH面外弯曲振动峰， 823cm-1处有芳香双取代或三取代面外弯曲振动峰，745cm-1处有芳香单取代面外弯曲振动峰[7].CTP，CTP0，CTP1在745cm-1峰处有明显递增趋势，说明芳香族基团有增加的趋势，改性后煤沥青的缩聚程度增加.
根据芳香族C-H键相对于谱带3 040 cm-1处的积分强度（ICH-芳香），脂肪族C-H键相对于谱带2 920 cm-1处的积分强度（ICH-脂肪），近似计算芳香族氢与脂肪族氢的含量之比，即η=ICH-芳香/ICH-脂肪，可以相对地表示煤沥青的芳香程度，η越大，芳香度越高[8-9].表3列出了煤沥青红外线光谱分析结果.由表3可知，ηCTP1>ηCTP0>ηCTP，说明无烟煤热聚合改性煤沥青的芳香程度大于中温煤沥青和热聚合改性煤沥青.
2.4煤沥青的GCMS分析
TI组分含量相对较高，煤沥青中TI组分对其工艺性能有较大的影响，分析煤沥青改性前后组分的变化，有利于研究煤沥青热聚合改性机理.本实验采用了气相色谱质谱联用分析方法，分析煤沥青改性前后TI组分结构变化[10].图3为煤沥青中TI组分溶于CH2Cl2中成分的GCMS分析图.表4、表5分别为原料煤沥青CTP和无烟煤改性煤沥青CTP1的组分名称及其分子式、峰面积等信息.
由于GCMS定性分析的局限，可以从图中各物质的相对丰度来判断改性前后煤沥青组分的变化[11].
由表4、表5可知，煤沥青经改性处理后，出现了异喹啉、三甲氧基苯甲酸、3，5二氯苯氧基乙腈等，这可能是由于链状小分子脱氢缩聚反应生成；二环类物质如“苯氧基2，2'亚甲基[6（1，1二甲基乙基4甲基]-”出现大幅度减少，这可能是由于苯环上活泼羟基的作用，促使其形成多环类物质；邻苯二甲酸二异辛酯也出现大幅度减少，主要是因为其链状部分发生了缩聚反应；多环类物质如苯并[9，10]菲、苯并[k]荧蒽、二萘嵌苯、苯并[ghi]芘、茚并[1，2，3cd]芘等的相对丰度也有不同程度的增加，这可能是由于“链生成环，环生成多环”的聚合反应造成的.
根据GCMS分析，并结合FTIR分析中煤沥青结构变化，推断其可能聚合改性机理如图4所示.
3结论
1）无烟煤表面活性大，热聚合改性过程中，无烟煤成为中温煤沥青热解缩聚反应的成核中心，即芳烃分子以这些微米级炭粒子为核心快速聚合长大.从而加快了中温煤沥青的热聚合速率和提高了热解缩聚反应程度，相比于热聚合改性煤沥青，无烟煤热聚合改性煤沥青的FC，T，β树脂，QI含量和SP明显增加.
2）无烟煤热聚合改性煤沥青的芳香程度大于中温煤沥青和热聚合改性煤沥青.无烟煤组分促进了中温煤沥青热处理过程中缩聚反应的进行，从而改性后的煤沥青热稳定性增加.
3）GCMS分析表明：煤沥青经改性处理后，链状小分子经脱氢缩聚，形成1环、2环类物质，由于苯环上活泼羟基的作用，又促使其形成多环类物质，因而多环类物质的相对丰度也有不同程度的增加.
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煤沥青范文第5篇
关键词：煤沥青，稻壳木质素/SiO2复合物，改性，成焦行为
中图分类号：TQ522.65 文献标识码：A
煤沥青是一种组成和结构非常复杂的混合物，它的确切成分尚不清楚，但其基本组成单元是多环芳烃、稠环芳烃及其衍生物。炭材料由于其优异而独特的性质在高科技领域得到广泛应用，而煤沥青具有来源丰富、价格便宜、含碳量高、流动性好、易石墨化等优点，使其成为炭材料的基本原料。但普通的煤沥青残炭率低和高孔隙率使其炭素产品机械性能不好。为此，制备高性能的炭材料，往往通过向炭材料中引入硼、硅、钛和锆等元素来提高炭材料的性能。而通过添加稻壳木质素/SiO2复合物（LSH）来改性煤沥青可提高其残炭率并降低孔隙率，同时能够有效地改善炭材料的氧化性。
煤沥青的炭化过程形成以缩合稠环芳香族结构为主体的液晶状态，这种液晶称为中间相。中间相的光学各向异性等区域的大小和结构即反映了中间相沥青的质量，也决定了其进一步利用的方向。有序结构的中间相在炭化、石墨化后将得到高比强度、高比模量、高抗震性、耐烧蚀、高导电、热膨胀系数小、耐化学腐蚀和抗氧化性能好的材料。为此，本文针对稻壳木质素/SiO2复合物（LSH）改性煤沥青中间相进行了研究，讨论LSH含量、炭化温度和保温时间等对其炭化后焦化产物中间相的影响。
1 实验部分
1.1 原料与试剂
工业煤沥青，武钢集团焦化公司生产，性能指标如下：软化点103℃，喹啉不溶物含量12.7%，吡啶不溶物含量28%，甲苯不溶但吡啶可溶物含量18%，甲苯可溶物含量54%，密度1.329 g/cm3，残炭率60%，碳/氢原子比为1.73；稻壳，福建三明生产，性能指标如下：灰分：18.3%，木质素：20.6%，纤维素：39.0%，半纤维素：19.4%；浓硫酸，国药集团化学试剂有限公司，分析纯。
1.2 稻壳木质素/SiO2复合物（LSH）的制备
将预处理过的稻壳粉碎后进行气爆。将8g气爆后处理好的稻壳与20ml浓度为72%的浓H2SO4在容器中浸泡24h后，然后将其稀释十倍，在电子万用炉上煮沸1h，趁热过滤并用去离子水洗涤至中性，得到的稻壳木质素/SiO2复合物（LSH）在100℃下干燥24h，然后粉碎至200目，其产率为42.5%。该复合物中木质素含量为57.1wt.%，SiO2含量为42.9wt.%。
1.3 煤沥青的改性与炭化工艺
在氮气保护下，LSH和煤沥青按表1中的配比倒入三口烧瓶中进行加热搅拌得到改性煤沥青。将LSH改性煤沥青和焦炭粉研磨后压制成炭块，最后取3g左右的样品采用包埋法以5℃/min的升温速率进行炭化。
1.3 性能测试
3）场发射扫描电镜（FESEM）和能谱（EDS）。采用美国FEI公司型号为NANOSEM的场发射扫描电镜测定。
2 结果与讨论
2.1 LSH含量和炭化工艺对中间相光学组织结构的影响
2.1.1 LSH含量的影响
图1为440℃保温6h，LSH改性煤沥青（PL0，PL10，PL20，PL40）的光学组织结构。由图可知，LSH添加的多少对LSH改性煤沥青的光学组织结构有很大的影响。其中（d）是LSH改性煤沥青（PL40）炭化产物的光学组织结构，其光学各向异性单元尺寸为1.5～5mm中粒镶嵌（MM）结构。由此可知，随着LSH含量的增加，改性煤沥青炭化产物光学组织结构变差，当添加LSH含量超过20%时，其光学结构变得非常差。
2.1.2 炭化温度的影响
图2为保温6h不同炭化温度，LSH改性煤沥青（PL20）炭化产物的光学组织结构。由图可知，一定的保温时间，炭化温度对LSH改性煤沥青光学组织有非常大的影响。可见炭化温度对LSH改性煤沥青中间相的形成有非常重要的影响，当温度低于400℃时，即使足够长的保温时间依然不能使LSH改性煤沥青形成中间相小球，当温度为440℃时，能够得到较好的中间相。
2.2 LSH改性煤沥青焦化产物微晶结构分析
图4为添加不同含量LSH的改性煤沥青在800℃下炭化1h的XRD图谱。在X射线衍射图谱中表现出石墨微晶结构所产生的特征衍射即衍射峰（002）和（100）由图可知，其XRD谱呈现出明显的不对称，说明煤沥青和LSH改性煤沥青焦化产物的晶体结构不完善。XRD谱图中（002）晶面衍射峰和（100）晶面衍射峰逐渐变得漫散和模糊，表明焦化产物的结构随LSH物含量的增加其有序度和规整度逐渐减小，由此可知随LSH含量的增加LSH改性煤沥青越来越难石墨化。
依据公式（1）至（3）计算LSH改性煤沥青焦化物的微晶结构参数，结果如表2所示。由表可知，随着LSH含量的增加，其微晶层间距d002增大，平均微晶高度Lc减小，平均微晶宽度La减小。
2.3 LSH改性煤沥青焦化产物的场发射扫描电镜分析
图5为LSH改性煤沥青（PL20，PL30）在800℃保温1h的场发射扫描电子显微图。从图可见，小块状的是LSH炭化后的产物，其中SiO2纳米粒子镶嵌在其中。比较这两张图，可以得出，当LSH添加量为20%时，其SiO2纳米粒子团聚较小，分散均匀，当LSH添加量为30%时，其SiO2纳米粒子含量明显增多，团聚更厉害而且颗粒大小分布不均匀。图6为图5（a）中点S的能谱。这白色颗粒是LSH炭化产物，主要由Si、C和O组成，其中Si、O、C所占的质量百分比分别为58.88%、26.21%、14.91%。由图可知，炭化后，LSH中Si含量明显增加，主要由于在此温度下，LSH发生热解缩聚反应。同时木质素自由基分子与煤沥青也会发生缩聚加成反应，使LSH颗粒与煤沥青的界面得到改善，这样有助于提高炭材料的力学性能。
3 结论
（1）LSH改性煤沥青的光学显微结构随LSH含量的增加，其光学结构变差，由纯煤沥青的小域结构变成中粒镶嵌结构。当LSH含量超过20%时，其光学组织结构明显变差。
（2）炭化温度对LSH改性煤沥青光学结构影响很大，炭化温度过低将不能得到光学性能较好的炭材料。
（3）随LSH含量的增加， LSH改性煤沥青焦化产物微晶层间距增大，平均微晶高度、宽度减小，使其越来越难石墨化。
（4）随着LSH含量的增加，体系粘度增加，使得LSH与煤沥青混合的越来越不均匀。
参考文献
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煤沥青范文第6篇
【关键词】沥青；混凝土拌和站；燃料；成本
随着市场竞争变得越来越激烈，企业的竞争也变得越来越激烈。成本对于企业的发展而言是一个十分重要的部分，加强对成本的分析和控制，也是企业不断提升竞争实力的一个重要方法。一个企业的收入和成本决定了企业的盈利空间，在一定的条件下，通过对企业的成本进行控制，成为当前企业发展过程中的一个重要课题。对于沥青混凝土拌和站而言，燃料是一个主要的原料，加强对燃料的合理选用，是进行成本控制和分析的重要手段。
沥青混凝土拌和站的燃料主要有煤粉、燃油以及水煤浆三种，对燃料选用方面的成本分析，主要是从这三个方面进行的。
一、对煤粉成本的分析
我国的能源十分丰富，但是对于能源的利用程度并不高，人均能源的占有率只有世界人均能源占有率的一半。在我国的能源资源中，有大部分都是煤，因此在很多生产中，煤都是主要的能源。从我国传统的能源开发以及消费中可以看出，我国确实是世界上的煤炭生产与消费的大国。在今后很长一段时间的发展中，煤资源依旧是我国主要的能源，对煤资源的开采也是能源开发的重点。沥青混凝土拌和站中选用煤粉作为一种原料，也是结合了我国国情的一种选择。但是煤炭资源是一种不可持续的资源，在利用过程中应该要加强控制，以提升利用效率。
图1 集中拌合站燃料之间的成本费用
由图表中可以看出，利用煤粉作为沥青混凝土拌和站的主要燃料，能够实现较高的经济效益。
利用煤粉作为沥青混凝土拌和站的燃料，其使用的标准也在曾经的会议中审议通过。为了促进经济的可持续发展，相应的部门也进行了大量的投入，以保证煤炭燃烧的环保发展，鼓励各种清洁技术和设备的应用。煤粉燃烧器的成本比较低，但是其燃烧的效果与以燃油作为主要原料的燃烧器相比较而言，还是要差一些。所以煤粉燃烧器往往只能在比较小型的沥青混凝土拌和站中使用，对于每天的产量在240吨以上的沥青混凝土拌和站的燃料，往往还是采用的燃油作为燃料，采用燃油燃烧器。
由于对环保要求的逐渐提高，在利用煤粉作为燃料进行生产时，往往也会考虑到环保的要求，在我国，脱硫煤粉供应还没有成型，因此如果想要实现相应的环保要求，只能在煤粉燃烧器上安装脱硫的装置，这种设备的安装往往又会增加企业生产的设备成本，对于企业的市场竞争实力而言是一个极大的损害。因此对于以煤粉为燃料的沥青混凝土拌和站生产而言，应该加强各种新技术的引入。
二、对燃油成本的分析
对于沥青混凝土拌和站而言，燃油也是一种重要的燃料，尤其是对于大型的拌和站，由于生产需求，大多还是采用燃油燃烧器作为燃料。对于沥青混凝土拌和站的燃油，一般是选择粘度比较适中、燃烧性能比较好、热值高的产品，这种燃油原料一般对燃烧器的腐蚀比较小，而且也易于进行存储和输送。
对于沥青混凝土拌和站中的油品黏度，一般是黏度越大，流动性也就越差，但是并不会对燃烧过程造成影响，黏度比较大的燃油一般运输难度也比较大，而且温度也会对燃油的黏度产生影响，温度还是燃油黏度的一个重要的影响因素。当温度升高，燃油的黏度会减小，可以便于运输和使用。因此对于黏度比较高的燃油，在运输和雾化的过程中为了达到更好的效果，要进行必须的加热处理。黏度比较大的燃油在管道中会产生比较大的阻力，因此容易对机器产生损坏。当前对于一些比较大的沥青混凝土拌和站，其燃油燃烧器大多是采用机械压力的方式进行雾化，会影响燃油的燃烧效果。点火比较困难，而且火力的稳定也不太容易控制。对于沥青混凝土拌和站，其温度一般是控制在50摄氏度左右。
对燃油的含硫量也有一定的要求，一般说来，在对石油进行提炼的过程中，有大多数的硫都会在提炼以后重油之中，在油渣或者重油中，会有各种硫化物或者硫的单质存在。硫在燃烧之后会产生很多二氧化硫或者三氧化硫气体，这种有毒气体会污染环境，对人类的健康带来很大的威胁，还会影响燃烧器的管道、风轮等，而且在燃烧器中生成具有强烈腐蚀性的亚硫酸、硫酸等，对各种除尘系统带来很大的营销。燃油在运输和存储的过程中，其中的各种硫化物也会对任何设备产生影响，缩短各种设备的使用寿命，所以对于燃油原料，一般是其中的硫的含量越低越好。
燃油质量的好坏对于设备的运行以及经济效益会有很大的影响，因此在实际的生产过程中，应该要根据设备的具体特点来选择合适的燃油产品，保护设备，发挥设备的使用性能，使得设备产生更高的经济价值，再对燃油进行选择时，需要从其属性方面进行考虑和控制。
三、水煤浆的成本分析
水煤浆是从上个世纪八十年展起来的一种清洁的能源，在燃料系统中，被应用得越来越广泛。水煤浆也具有一定的流动性，这方面与石油的性质比较像。其储量十分丰富。水煤浆的燃料一般是煤，在具体的生产中，水煤浆的生产是采用浮选精煤或水洗煤进行相应的研磨、细化等处理之后，然后加入一定比例的水和化学制剂，将煤中不能进行燃烧的成分进行剔除，将其中会产生严重污染的各种杂质进行剔除，从而保证燃料的性能。水煤浆的浓度比较高、流动性比较好，在运输和存储的过程中占据一定的优势，据统计，水煤浆的燃尽率往往可以达到 98% 以上，而且在燃烧的过程中排放物也能达到相应的环保标准。这种新型的液态燃料，对于当前石油资源比较匮乏的问题，可以进行有效的缓解，而且它本身具有一定的环保节能以及存储安全的优点，因此在很多生产中都有逐渐广泛的应用。
从投入的成本上进行考虑，在当前的很多沥青混凝土拌和站中，如果利用水煤浆的生产线进行生产，其造价是十分高的，甚至是要于燃油燃烧器的成本，也会增加拌和站的经营难度，在价格方面会有所提高，失去一定的竞争力。同时，由于水煤浆的热值会比等量的煤粉要低，因此会增加水煤浆燃料的需求量，也会增加成本。所以咋实际的运用中，一般规模的拌合站利用水煤浆的概率相对要小一些。
结语
当前很多沥青混凝土拌和站中的燃料大多还是采用煤粉，因为这种燃料的成本比较低，对于大型的拌和站，选用燃油原料的比较多，对于水煤浆而言，其性能和环保要求都比较高，但是成本也比较高，因此在具体的使用中要根据实际情况采用合适的燃料。
参考文献
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煤沥青范文第7篇
关键词：间歇式；沥青搅拌设备；环保燃料
中图分类号：TV442文献标识码： A
前言：
节能减排是世界各国共同关注的热点问题，我国也把节约资源，降低排放作为基本国策。交通运输部近些年更是把节能减排作为发展中的重中之重。沥青搅拌设备作为公路路面施工中的关键要点，是属于大型的成套产品，也是固定式工程机械的典型代表及主要的能耗设备。沥青拌和站的燃烧器是系统中的关键部件，在燃烧器生产过程中，如果能加大空气系数，保证最佳的空气燃料混合比，就会使燃料油充分燃烧，现阶段原油的价格一路飙升，如果能采用代用能源，比如重油、煤等，将更低碳环保。因此研究沥青搅拌设备环保燃料具有重大意义。
1、间歇式沥青混合料搅拌设备燃料系统
矿料烘干加热系统是沥青混合料搅拌设备的一个关键部件，强制间歇式搅拌设备中对矿料烘干加热的方式主要是明火加热，包括气体燃料加热、煤加热、油类加热等。矿料烘干加热系统结构形式的选择主要在于燃烧系统的选择。
目前与沥青混合料搅拌设备配套的燃烧系统按使用的燃料种类，一般分为三
大类:油类燃烧器、煤粉燃烧器和气体燃烧器，表1是各种燃料应用于沥青混合料搅拌设备时的优缺点。由于沥青混合料搅拌设备具有移动性，天然气运输困难，铺设管道成本高，燃料的使用成本也很高，所以目前在中小型和大型沥青混合料搅拌设备中几乎不使用天然气。
（表1 各种燃料应用于沥青混合料搅拌设备特点）
1.1、煤转气型
煤炭气化是在一定温度及压力下，运用特定的设备使得煤中含有的有机质与蒸汽或空气发生化学反应，生成含有C0、H等环保可燃气体的过程。其燃烧系统主要包括煤气发生装置和燃烧器系统，并可实行人工点火和自动点火功能，煤转气沥青混合料搅拌设备是沥青混合料搅拌设备中利用煤炭的一种全新技术，煤转气技术打破了传统的燃料燃烧方式，将煤炭转化为清洁气体燃料进行燃烧，对沥青矿料进行加热，是一种洁净、高效利用煤炭的技术。
（图1 煤气发生装置）
1.2、燃油型
目前，得到业内公认最好的油类燃烧器是德国边宁荷夫公司生产的，它是采用低压油和高压空气雾化，轴流风机用来提供燃烧用空气，其调节比为1: 8，见图2。油类燃烧系统主要包括燃油供给系统和燃烧器，其中，燃烧器是油类燃烧系统的成套搅拌设备的关键部件，它的燃烧器所运用的燃料也从最开始的柴油，到现在最常运用的重油、天然气和煤粉，传统的人工点火与手动调温已逐渐不适应现在的发展模式。因此，油类燃烧器的控制形式基于人工智能的基础上已经发展为自动点火和自动控温，低压油加高压空气雾化和高压油雾化成为其主要的雾化形式。
（图2 德国边宁荷夫燃烧器）
1.3、燃煤粉型
煤粉燃烧器结构包括磨煤喷粉机、燃烧炉、点火装置和控制系统，它主要是以烟煤作为燃料，用于沥青混合料搅拌设备中对矿料加热的加热装置。它的最关键部件是控制系统，但因为煤粉燃烧的固有缺点，致使成品料的温度波动范围较大，不能完全满足沥青沥青混合料搅拌设备对矿料温度的要求，这就要求在质量标准较高的高速公路施工中最好避免使用煤粉燃烧器。
2、间歇式沥青搅拌设备环保燃料分析
2.1、重渣油燃料
面对日益激烈的市场竞争，降低生产成本，减少燃油费用已成为所有沥青拌和站的共识，全面推广使用重渣油的沥青拌和设备已经成为各厂商的热点和主流。所谓渣油，是在原油中提取了汽油、柴油、重油等后的最后剩余产物.由于各炼油厂的提炼工艺和提炼方法不同，最终的产物渣油也是多种多样的;就是同一炼油厂，也会因所用的原油不同，生产出不同的渣油。重油又称为燃料油，它是造油前一道工序的产物。其特点是分子量大、粘度高。重油的比重一般在 0.82～0.95，比热在 10 000～11 000kcal／kg 左右。其成分主要是碳水化点物，另外含有部分的（约 0.1～4％）的硫磺及微量的无机化合物。重渣油，简单言之，就是石油经提炼各种成品油后所剩的成分。重渣油一般是由裂化重油、减压重、常压重油或腊油等按不同比例调制而成。在选择时，总体要求应该是热值高、燃烧性能好、粘度适中、腐蚀性和固体杂质小，易于储存和输送。
其次，我们应注意渣油贮罐中渣油的最高温度应低于该种渣油的闪点，以免引起火灾.升温后的渣油经粗滤器、输油泵、精滤器送到1500L的渣油预热器里二次升温，通过导热油或电加热使渣油由100℃升到150℃。此罐的容量以满足设备连续生产1-2h为宜，因油温太高，不宜多存。在渣油贮罐到渣油预热器之间的管路上装有溢流阀.使渣油的输送量适当，达到节省热源的目的，通过燃油泵，将150℃的渣油由渣油预热器送到干燥筒燃烧器的喷嘴里，在喷嘴里渣油被高压空气雾化喷出，供油压力和供油量的大小可由管路上的安全阀和油阀自动调节，多余的油通过安全阀返回到渣油预热器里再使用。
2.2、煤粉燃料
随着煤粉燃烧技术的发展，煤粉燃烧也开始在沥青搅拌设备中得到应用，煤粉燃烧是将煤磨成一定细度的煤粉，用空气带动将煤粉喷入炉内燃烧，燃烧稳定、燃尽度好、燃烧易于控制，操作劳动强度小。目前国内在沥青搅拌设备中应用的煤粉燃烧装置基本有两种型式：切向进给煤粉炉和单风机直吹磨煤燃烧系统。
切向进给煤粉炉由于需外购煤粉才能使用，适合于煤粉来源方便地区使用，若长距离运输不仅增加运输成本，而且在运输过程中煤粉和空气按一定比例混合，易自燃爆炸。另外切向进给煤粉由于受到进给方式的限制，在炉内形成较强的径向旋流，轴向流动性差，因而煤粉的燃烧主要在炉内进行，存在炉体易烧损、炉内易结渣等缺陷。
单风机直吹磨煤燃烧系统是将磨煤机和煤粉预燃室等组成的整体，使用时边磨煤粉边将煤粉喷入炉内燃烧，使用较方便。煤粉燃烧要求有一定的煤粉细度，因此配套的磨煤机是该系统的重要设备，目前大多采用低速(1800r/ min)磨煤
机，因而磨煤粒度粗，燃烧效果差;影响煤粉燃烧的另一个因素是预燃室的容积和形状，预燃室容积过大，易使部分煤粉在炉内充分燃烧而结渣，炉内结渣不仅增加清渣工作量且炉衬易损坏，预燃室合理的形状是形成良好燃烧的必要条件，只有组织起良好的空气动力场，才能达到稳定燃烧。
煤粉燃烧是一个复杂的过程，必须具备一定的条件：一定的细度、合理的进风旋流强度、预燃炉的形状等。M R-300煤粉燃烧装置采用高速磨煤机，因而磨煤细度好，符合煤粉燃烧的需要，为煤粉燃烧提供了良好的条件.旋流强度即气的轴向和切向速度之比，若切向进风旋转强烈，而无轴向推力，煤粉只能停留在炉内燃烧而结渣.因此煤粉燎烧时必须要有一定的轴向速度和切向速度，根据试验结果，应以轴向为主形成一定的旋流.对沥青搅拌设备来说，要求煤粉在预燃炉内着火并部分燃烧，大部分煤粉的燃烧在推力和引风力的作用下在滚筒内燃烧，这样不仅提高了热的利用率又避免了炉内结渣的问题，因此预燃炉的形状和容积大小的选择是十分重要的。
3、结束语
重渣油的节能应用技术是目前应用最为成熟的间歇式沥青搅拌设备环保燃料，而更经济的煤粉燃料也应用较多，由于天然气的储存运输比较困难，加上对燃烧器要求比较严格，因此在工地上应用较少。但是随着科学技术的发展，加上这一燃料的环保性能比较高，在不远的将来，也会有很大的应用前景。
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煤沥青范文第8篇
关键词：现状；可行性；经济比较
沥青混合料加热燃油改煤技术是一门技巧性很强的技术，在中国许多省市都进行了有益的尝试，但使用效果参差不齐。针对国产(LB3000)沥青拌和设备燃油改煤成套技术使用情况来看，只要有优质的燃煤及采用适合本拌和设备的燃烧炉并在使用前期对一些技术细节加以掌握，且增加研磨、燃烧设备部件的工作可靠性，使用效果是相当令人满意的。
1 现状分析
我单位引进了国产LB3000型间歇式沥青拌和设备强大的拌和能力为施工顺利进行提供了有力的保障，但分析几个路面施工项目的机械成本中，沥青拌和设备燃油约占机械成本的30％一40％。特别是近几年燃油价格持续上涨，燃油成本在沥青混凝土拌和设备中的比重还会进一步加大。拌和设备不断增长的费用成为影响施工企业竞争力的拌脚石。拌和设备使用成本的控制也是我单位这几年一直关注的重点之一。
为解决沥青拌和设备燃油成本问题，我单位技术人员一直努力通过技术改进寻找燃油替代品，以达到同样的加热效果，从而大大降低机械使用成本。
2可行性技术分析
2.1 骨料加热系统工作原理
通过对LB3000型及ASTEC一50型2种沥青拌和设备的骨料加热燃烧系统进行分析后发现沥青拌和设备燃烧系统工作原理基本相同，可用图1流程图进行说明。
图1燃烧系统工作流程
由燃烧系统流程图1可以看出，拌和设备的加热系统主要由燃料燃烧装置和温度控制器组成。
2．2 骨料加热对燃料的要求
要求燃料燃烧后能使温度升高到合适的温度并对骨料不造成污染。
从燃烧系统的工作原理来看，我们只要解决燃煤在系统中燃烧的热值和沥青拌和设备产量的配套、燃烧过程中产生的灰粉进入干燥筒的问题，就可以使用煤来实现燃油的加热功能。
2.3 国内外相关微法分析
目前，国内外同行在寻找燃油替代品方面做法存在以下几种情况：
(1)采用水煤浆做燃料水煤浆是将煤磨成粉，掺入一定量的水和少量乳化剂制成的一种浆体，含水量为20％～30％。水煤浆由泵加压后经燃烧器喷入炉膛燃烧，其优点是燃烧效率高、脱硫效果好，但需建制浆厂，对煤的品质要求高，成本较高。目前国内在沥青拌和设备燃油改水煤浆方面只处于试验阶段。
(2)采用重油作为燃料
该方案也有许多施工单位采用。比较有争议的是：含硫的重油燃烧产生的SO：对除尘布袋影响及不完全燃烧产生的高浓度残质粘附碎石后对沥青混合料的影响存在争议，有待进一步研究。
(3)烟煤作为燃料
烟煤作为燃料的缺点是质量不稳定，有的煤发热值低、火焰不稳定、温度不宜控制，其次是燃烧过程中产生的灰粉进入干燥筒。但其优点是价格便宜，但经过对目前国内外采用烟煤作为燃料的拌和设备考察，发现成功使用的案例不在少数。
烟煤作为骨科加热燃料的缺点是可以改进的，关键是要熟悉骨料的加热原理，采用与拌和设备烘干筒相匹配的燃烧炉及采用先进加工技术对烟煤材料质量进行控制。
3 燃油改煤装置的选用
结合LB3000拌和设备的特点，本油改煤技术准备采用RMF系列煤粉燃烧炉及磨煤喷粉机。
RMF系列煤粉燃烧炉根据沥青拌和设备骨料加热需燃烧高温及低粉尘要求采用了自消烟燃烧和煤气化燃烧机理。
4研磨、燃烧设备及工作原理
煤粉燃烧炉及磨煤喷粉机的特点和LB3000沥青拌和设备的有机组合有利于提高烟煤的热效率，使之在密闭的燃烧室内完全燃烧并形成稳定的螺旋状的火焰。
4．1 燃烧炉
燃烧炉结构如图2、图3所示。
图2燃烧炉膛外形
图3燃烧炉系统结构
表1燃烧炉技术参数
燃烧炉型号 RMF3000
发热能力／(kJ.h h-1) 720×105
配套风机型号 4-72N05A
主机尺寸／m 4×2.1×2.5
主机质量／kg 6 000
耗煤量／(kJ•h-1) 3 600
适配拌和设备产量／(t. h-1) 240一360
4．2磨煤喷粉机
磨煤喷粉机与燃烧炉联结如图4。
图4磨煤喷粉机与燃烧炉联结图
表2磨煤喷粉机技术参数
磨煤喷粉机型号 MPF2000
产量／(kg- h-1) 2 000
主电机功率／kw 40
调速电机功率／kw 2
外形尺寸／m 4×2．1×2．5
喷距／m 9
主机质量／kg 2 000
4. 3工作原理
(1)燃烧炉
其燃烧过程如图3所示：打开柴油控制阀，先是柴油燃烧提高燃烧炉温度，然后再打开煤量控制阀，煤粉通过煤粉管道进入炉膛内初燃加大剂量骤燃(大风大煤)骤燃发出大量热挥发水分、灰粉部分沉积炉渣(部分进入滚筒)。
煤粉进入炉堂前由柴油燃烧将炉烧热，以便给后续煤粉的燃烧提供合适的温度。一次风管来风(内风)和煤粉充分混合初燃并产生CO，二次来风通过的风口小、风压大，在炉堂二次燃烧区产生高速环流，使之充分燃烧，提高了热效率。炉内中心温度可达1 000℃～1 200℃。
(2)磨煤喷粉机
磨煤喷粉机是集磨煤与离心送风于一体的多功能设备，它是一种无级调速式高压型磨煤喷粉机，用于粉碎粒径小于15 mm的煤块，并将煤粉和送风在输送管道里面混合，为煤粉在炉膛内充分燃烧提供条件。
5 燃油改煤技术应用中需注意的问题
5．1 燃烧炉与磨煤喷粉机匹配要求
燃烧炉与磨煤喷粉机匹配是由拌和设备产量决定的，产量大的拌和设备要求加热量大，研磨喷粉机产量也要大。
5．2 煤质的要求
为确保燃烧火焰的质量，必须对煤质作相应的要求，具体指标如表3。
表3煤质的具体要求
指标 标定值域 备注
发热量 ≥5500kcal／kg Q自≥6 000 kcal时火焰温度≥1500℃，Q自≥4500～6000kcal时火焰温度1000℃～1500℃。
进料的粒径 ≤15 经研磨后粒度控制在200目左右（误差±10％），越均匀越好。
灰粉 ≤12％ 灰粉影响燃烧值，使发热量降低，炉渣的含硫量高，清渣难。
挥发粉 ≥25％ 挥发粉达不到时燃点升高，燃烧困难。
含水量 3％-5％ 水分过大，煤粉和空气混合已结成团，影响燃烧
含s量 ＜2％ 原煤含s量过高，so2排放浓度会偏高
煤灰熔点 ≥1450℃ 煤灰熔点低，炉渣易结块，清渣难。
5．3 场地的要求
从燃油改煤技术在几个公路工地使用情况来看，必须注意以下问题：
(1)公路施工多为野外作业，拌和场地多为临时用地。在考虑场地布置时需留出足够的场地供燃煤堆放。开工前备足用量，以避免使用过程中进货不及时或临时进货无法监控引起质量波动。
(2)燃煤的存放需搭棚遮盖，防止雨水淋泡。如果湿度过大则应烘干，煤中水分含量应少于5％，否则煤粉容易结块而难于燃烧。
5．4 灰粉对骨料影响
煤粉燃烧产生的粉尘和废气比柴油多，考虑粉尘及废气(特别是so2)对骨料
的影响是必然的，主要采取如下措施：
(1)引风机有大于20％的富余能力。建议调节风门，增大除尘箱内负压，提
高除尘效果，加强监控力度以防止出现排粉不及时。
(2)煤粉燃烧容易产生so2使骨料酸性加大，建议石场骨料生产除尘时使用水灰比为9：1的石灰水冲洗以增大骨料碱性。
5.5 其他需要调整的措施
(1)煤粉燃烧炉炉头砖采用耐高温浇铸料成型，浇铸体十分致密，初次使用煤粉燃烧炉时必须使用木柴或煤炭进行烘烤，把浇铸体中的水分脱掉。烘烤方法如下：
以25℃／h升至110℃保温6 h以上；以40℃／h升至400℃保温6 h以上。
烘烤时一定要严格控制温度，禁止升温过快，否则炉头砖寿命会大大缩短，甚至发生爆裂以至导致燃烧炉报废而无法使用。
(2)路面大规模施工时煤粉用量大，多台磨煤喷粉机同时供应煤粉时因进粉量均匀性较难控制而产生火苗时大时小现象，这对骨料温度质量有很大的影响。建议在燃烧炉与磨煤喷粉机组之间增加1个贮存罐，再由罗茨风机送料人炉膛。
6 经济效益分析
6.1 改造费用
LB3000拌和设备燃油改煤实践中按1台燃烧炉配置4台磨煤喷粉机设计。
表4改造费用
序号 名称 型号 数基 费用（万元)
1 燃烧炉 RMF3000 1 8
2 磨煤喷粉机 MPF2000 4 7.2
3 装载机 ZL30 1 16
4 粉罐 100t 1 8
5 风机 3m3 1 2.4
6 钢丝管 6寸 批 2.1
7 费用合计 43.7
6．2 燃烧成本对比
表5燃烧成本比较
骨料含水量 ≤4％ ≥4％
柴油 油耗／(kg•t-1) 6.21 7.13
成本／(元•t-1) 27.113 31.13
重油 油耗／(kg- t-1) 6.32 7.33
成本／(元•t-1) 17.38 20.158
煤 煤耗／(kg•t-1) 14.68 16.72
成本／(元•t-1) 8.808 10.032
煤节约费用／(元•t-1) 相对柴油 18.305 21.098
相对重油 8.572 10.126
•按目前市场挂牌价柴油4 366元／t、重油2 750元／t、煤600元／t计。
•柴油、重油及煤的单耗为我单位的经验数值
•重油及煤燃烧成本中未计点火用柴油及煤气，柴油燃烧成本中未计点火用煤气。
6．3 燃烧成本节约
现以某公路路面施工任务为例进行经济分析，承接了公路工程约110 km施工任务，折合拌和设备沥青混合料总工作量是88×104 t，按每吨混合料加热柴油、重油及煤成本如表6。
表6成本节约
燃料种类 柴油 重油 煤
节约单价／元 18.305 21.098 8.572 10.126 0
工作量／万元 22 66 22 66 88
节约／万元 402.71 1392.47 188.58 668.32 0
合计／（元•t-1） 1795.178 856.9 00
备注 含水量≤4％骨料，按总工作量的1 ／4计算；
含水量≥4％按总工作量的3／4计算。
从表中可看出油改煤技术在沥青拌和设备的采用使成本节约是非常可观的。
7 结论
本文对沥青拌和设备燃油改煤技术进行探讨主要是看重其具有的良好经济效益和广泛应用前景，只需投入一定的改装费用，沥青拌和设备采用油改煤技术就可以取得很好的经济效益。
煤沥青范文第9篇
【关键词】油改气；沥青拌合楼；天然气；煤
随着国民经济的迅速发展，国家对路桥建设的投入力度也在不断加大，沥青砼拌合设备作为路桥施工的主要生产设备之一，其需求量也在不断增加，但是现阶段我国路桥施工企业所使用的拌和设备不仅能源利用率低，给生态环境造成不利影响，而且生产成本高，使生产企业的利润空间不断萎缩，因此，研发新型的油改气拌和设备，增加能源利用率，对减少环境污染，降低生产成本具有重要的意义[2]。
一、课题研究概述
（一）活动目标
天然气作为一种清洁环保无污染的能源物质，具有燃烧充分、无粉尘排放、含硫量和含氮量比燃煤低的特点。积极推进“煤改气”工作，大力推广使用天然气不仅有利于我市消除使用燃煤锅炉造成的低空污染，而且还有利于缓解成品油供应紧缺、汽车营运成本过高等一系列问题，在改善市民生活环境、提高生活质量，以及加快经济发展、促进社会和谐等方面都具有重要的意义[3]。
活动研究对象漳永高速公路B2合同段是龙岩漳永高速打造“景观生态路”的样板工程，为了实施环保、绿色施工，提高本项目的管理水平和技术水平，决定开展四新推广活动。因此本四新活动小组的主要目标就是验证沥青拌和楼油改气技术的实际效果，为本市路桥建设施工的节能设备推广奠定基础。
（二）课题研究思路
本课题的主要研究思路是通过成立专门的四新课题研究小组，并分析公司研发的气化炉设备的实际应用效果，以推广沥青拌和楼煤改气实施为小组活动目标，编写四新推广计划活动记录本和四新活动记录台账，对课题的选定、目标及人员分工、活动效益对比、活动环境因素等进行详细的记录和跟踪。
本次课题研究的主要活动流程是选择课题、设定目标、提出各种方案并确定最佳方案、制定对策表、按对策表实施、确认效果，最后一步便是对目前进场的沥青拌和楼进行分析，观察是否满足煤改气改装要求，并统计煤改气成本，计算煤碳施工成本和天然气施工成本，根据实际数据做综合对比分析。
（三）四新活动小组人员组成及具体职责
四新活动小组人员组成及各自的职责安排具体如下：秦永明（男、本科、中级工程师）担任本次活动小组组长，负责现场的全面协调及技术指导；汪波（本科）负责项目的推广实施；黄永海（男、本科、助理工程师）负责活动现场的控制；易松平（男、本科、试验工程师）负责具体的实验操作；陈洪元（男、中专、中级工程师）负责拌合站控制；江志国（男、专科）负责整个实验过程的数据记录。确定了活动的方向和小组成员，就可以有序开展下一步研究。
二、工程概况
漳永高速公路是“三纵八横三环三十三联”高速公路网中的一条区域性联络线，位于龙岩市、漳州市及三明市境内，是闽中西部及附近地区通往沿海港口的一条快速通道。漳永高速公路B2合同段路线全长41.94km，其中，龙岩段35.49km，三明段6.8km；隧道8条，长度共计8.28km。桥梁24座长度共计4.99km，包括新桥互通和岭头枢互通两处互通点；服务区1处，养护站1处。本工程工作内容包括：沥青混凝土17.45万m3/ 41万吨，级配、水稳共37.4万m3/82万吨、绿化、交安及房建等工程。本项目有效合同工程造价4.74亿元，工期为路面交安绿化365天，房建270天，缺陷责任期2年，保修期5年。
三、粉煤空气气化设备气化炉的应用研究
（一）气化炉系统组成
气化炉是由我公司与华东理工大学合作自主研发的粉煤空气气化设备，由浙江赤道筑养路机械有限公司负责生产。用于沥青拌合站的气化炉成套设备由气化炉系统、煤粉输送系统、柴油点火系统、导热油循环系统、燃烧器五大部分组成。
气化炉系统由气化炉本体、气化风机、烟道、助燃风机、捞渣机、底部烧嘴风机及若干仪表管道等组成，它的工作流程是煤气经过烟道输送至燃烧器，离心式助燃风机为煤气提供助燃风，与此同时，离心式气化风机为煤粉的气化提供气化剂和助燃风，底部烧嘴风机属于涡旋风机，它为气化炉底部烧嘴提供气化剂，池内的剩余煤灰和细渣被捞渣机捞出，最后经过空气预热器的置换导热油功能，将空气预热，使其充分燃烧和进行气化反应[4]。柴油点火系统包括柴油箱、 柴油泵、输油管道、油压变送器、电磁阀等设备，柴油最初储存在柴油箱里，经过柴油泵的输送到达点火器，操作界面的油压信号则通过油压变送器进行传送。煤粉输送系统是气化炉的重要部分，它由煤粉仓、布袋除尘器、除尘风机、煤粉吹送风机、螺旋泵、煤粉输送管道及若干仪表、管道等设备组成，除尘风机能够起到除尘引风的作用，经过脉冲除尘设备的空气压缩功能对空气布袋进行定期的吹扫，涡旋式流化风机可以流化仓底部的煤粉，使炉腔内的煤粉能够顺畅的流动，之后煤粉经过罗茨式风机的吹送进入气化炉内，并经过螺旋泵和电动葫芦的传送提升功能到达煤粉仓，通过改变给料阀的频率可以调节煤粉的输送量[5]。导油热循环系统由导热油循环泵、注油泵、油过滤器、油气分离器、高位槽、低位槽等部分组成，热油循环泵是导热油闭路的强制循环动力，通过注油泵向系统补充或者抽出导热油，其顶部的主轴旋转方向也是介质的流动方向。高位槽、低位槽的功能分别是为管道膨胀储油和储存热导油，内置的停炉冷却器可以利用软水将设备内的热导油冷却，最后通过导热油循环泵的离心作用实现导热油的热循环。
（二）气化炉设备的工作原理
气化炉设备以干煤粉为原材料，以空气为气化剂，使二者在气化炉内反应并高效、洁净的合成粗煤气。它的工作原理是以导热设备为热载体，利用热油循环泵强制液相循环为炉膛降温，通过导热油对气化风、助燃风的加热作用，提高燃料的利用率，达到节约能源，降低生产成本的目的[6]。
（三）各系统的风险防范措施
1、气化炉系统
气化炉系统是煤粉和气化剂的反应器，两者正常反应时，炉内的温度高达1200℃，壁面温度也可以达到100℃，如果出现设备故障或者其他特殊情况，很有可能导致气化炉外壁的温度骤然升高，因此在气化炉系统运行的过程中，要做好现场操作人员的高温防护工作，并安排专门的防护监管人员，严禁任何人靠近气化炉，在进行气化设备检修时，务必保证气化炉系统的所有设备均处于停止状态，并且只有烟气出口的检测温度低于100℃且持续时间超过一个小时才能进行下一步的工作[7]。
2、柴油点火系统
柴油罐内储存的柴油为易燃易爆危险品，设备安置现场要严禁烟火，高能点火器是一种高压的点火装置，电压可高达10KV，因此非专业人员不可随便拆卸。
3、煤粉输送系统
煤粉的挥发成分含量是导致爆炸的重要因素，挥发成分越高，发生爆炸的可能性就越大，因此要保证挥发成分的含量控制在10%以下，此外，气体中的CO含量、氧含量、温度等其他因素也会对煤粉的燃烧爆炸产生一定的影响，因此要控制各影响因素在合理的范围内。
4、导热油循环系统
导热油循环系统运行过程中会达到200℃的高温，因此对导热油管道要严格保存，禁止任何人员靠近。导热油循环系统中的各阀门、泵等都有可能出现漏油的情况，因此现场操作人员务必要注意自身的安全。如果导热油系统和搅拌站导热油系统共用，必须要保证气化炉烟气出口的温度连续一个小时保持在150℃以上，只有在此前提下才能停止导热油循环泵的运行，才能防止气化炉内导热油结焦造成的不良影响[8]。
5、燃烧器系统
燃烧器系统包含粗煤气燃烧器和重油燃烧器两部分，在进行燃烧器检修时，要确保燃烧器各组成设备的温度已降为常温。燃烧器系统的压缩机等压力容器要保证有专门的技术人员操作，避免高压爆炸情况的发生[9]。
四、煤、天然气费用以及沥青拌合楼煤改气装置的成本
（一）天然气节约费用计算
四新活动小组根据目前煤、天然气的价格行情，对比分析两种能源的生产费用。根据市场行情及实际的生产情况可以作出以下分析：煤的市场价为1 元/kg，天然气为 3.7 元/m?；每生产 1 t 沥青拌合料需烧煤 12 kg，每生产 1 t 沥青拌合料需烧天然气 8 m?；煤改气装置需设置 2 名小工，工资 2×8.00元/h，电费 0.6 元/度；5000 型沥青拌合楼产量360 t/h ，假设每天工作10 h，那么每天需要烧煤：360 t/h×10 h×12 kg/t=43200 kg，2名小工工资：2×80=160.00 元，折合人民币：43200×1 +160元=43360.00 元；需烧天然气：360 t/h×10h×8 m?/h=28800 kg；根据上面的计算可以得出天然气每天可为用户节约燃料费：43360-28800=14560元，那么每月可节约费用：14560元/天×30天=436800 元。由此可见天然气费用与煤的费用相比，可以为用户节约更多的成本。一般 5000 型沥青拌合楼改装费用约在 22 万元左右，如果生产正常，改装投产后当月就可以收回设备改装成本，并且还有较大节余。在此基础上，从漳永高速公路B2合同段所有需要用到沥青的施工项目来看，对煤的需求量更加巨大，如果将全部的煤通过沥青拌和楼油改气技术转化为气体，整个工程项目节约的成本将是不可估量的。
（二）煤、天然气对比分析
燃煤热效率不高，能源浪费现象和超标排放现象严重，大气污染物排放总量过大，排放的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、粉尘等大气污染物不仅给节能减排工作带来很大压力，而且污染了城市环境。天然气具有方便、清洁、易于储存的优点，燃烧热效率可高达75%，但是煤炭的燃烧效率只有40%-60%。天然气也不含一氧化碳，而且比空气重量轻，因此即使发生泄漏问题，它也会迅速向上扩散，不易积聚形成危害性的爆炸气体，因此安全性比煤更高。采用天然气作为能源，不仅可以减少煤和石油的用量，改善空气环境，而且天然气作为一种清洁能源，也能有效的减少二氧化硫和粉尘的排放量，有助于减少酸雨的形成，缓解地球的温室效应，因此天然气与煤相比，其优势不仅表现在投入成本上，从人类社会的长远角度考虑，它最大的优势就是能够该改善地球的环境质量，有利于人类生存的持续可协调发展[10]。
五、活动小组研究成果分析
现有的拌合设备主要使用重渣油、煤粉作为燃料，但重渣油的粘性，，不易流动，燃烧效果不好，会对沥青砼质量产生不利的影响，使用时还必须在燃烧器上增加预热装置以增加流动性，而预热的能源仍需要用柴油或燃气获得，成本降低程度有限。虽然中国的煤炭资源丰富、分布广泛，但采用煤粉作为燃料的拌合设备，存在着环境污染大、燃烧不充分、操作环境恶劣、煤粉中的二氧化硫等物质酸化沥青拌合料而降低拌合料的质量等问题，燃烧器处易结渣，煤粉粉碎机耗电量也特别大。采用气化炉的煤转气技术，把煤转化成煤气后为沥青砼拌合设备供热，可以达到降低成本、减少环境污染与合理利用能源的目的，而且经过小组成员的数据分析也可以看出天然气在节约费用方面的巨大优势。因此在漳永高速公路B2合同段推广并使用沥青拌合楼煤改气技术也就是气化炉设备，能够极大的降低工程成本，实现经济效益和环境效益的双丰收。
结语：
天然气虽不是新能源，但是作为燃料在修筑沥青路面方面的运用却是一种全新的工艺方法。四新活动小组本着创新的研究思路，分析了新型沥青拌合楼油改气技术的工作原理和实践应用防范措施，并结合漳永高速公路B2合同段工程对能源的巨大需求，分析了其应用前景。这一新方法的使用推广不仅能使施工企业快速掌握油改气的技术方法，取得显著的经济效益，而且还能达到节约能源，环境保护的社会效益，因此随着路桥施工规模的不断扩大，气化炉作为一种新型的沥青拌和楼油改气技术改变了能源利用的方式，提升了能源利用的效率，必然成为我市乃至全国未来路桥建设技术发展的必然趋势[11]。
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煤沥青范文第10篇
关键词：煤炭液化；直接液化能源安全关系到一个国家的长期稳定发展，我国的煤炭资源相对于其他形式的资源而言较为丰富。但是长期以来，我国的煤炭资源一直处于低利用率水平，造成了大量的资源浪费以及环境污染等问题。随着资源的日益减少，如何提高资源利用率成为需要研究的关键问题。本文根据当前我国煤炭资源利用存在的问题，对煤炭液化技术进行了分析，并且针对煤炭直接液化过程中煤加碱预处理进行了系统的研究，希望能够为煤炭资源的充分利用提供一些可借鉴的研究成果。
煤炭液化技术可以分为直接、间接两种。所谓煤炭直接液化技术是指将粉状煤炭与循环溶剂制备成的混合油煤浆在定温、定压以及催化剂条件下，进行加氢化学反应，最终生成所需要的液态和气态烃类化合物。同时要对所生成的物体进行脱硫、脱氮处理等有害物质处理；煤炭的间接液化技术先进行的是气化处理，将煤气化后并在催化剂的作用下，通过F-T费托过程，得到相应的烃类化合物。相对于煤炭间接液化而言，直接液化在同样原料的基础上，所能够生产出的油品率更高一些。直接液化将煤中所包含的芳烃加氢、C-C键断裂和C-O、C-N、C-S键氢解等在一定条件下，直接生产出高H/C比的汽、柴、煤油等液态能源。这样就能够在较小污染的前提下，将煤炭资源转化为其他形式的能源进行储存或者运输。
煤液化过程可以通过图1来表示：煤中所存在的能量较小的C-C、C-N、C-O和C-S等化学键，在反应的过程中发生断裂，形成了数量众多的自由基碎片。然而大量存在的自由基碎片又可以通过化学反应，与溶剂和氢气中的活性氢相结合，形成较为稳定的化合物。该化合物中的H/C原子比将有0.8%上升至2.0%。在一系列的化学反应后，之前煤中的固态大分子成为了液态小分子化合物。煤液化后就可以形成液化油、沥青烯、前沥青烯、液化残渣、少量的水和气体。煤液化可以大致分为热溶解裂解、氢转移和加氢三大步骤。图1煤炭直接液化过程
1、热溶解裂变：粉状煤炭与循环溶剂制备成的混合油煤浆在约250℃高温的环境下，煤中键能较小的化学键将会出现断裂，一旦温度超过250℃，煤的大分子将发生热裂解反应，那些不稳定的化学键也会断裂。煤中出现大量的自由基碎片。
2、氢转移：煤中一些弱碱断裂所形成的自由基碎片，在断裂处会出现未配对的自由电子，这些带有未配对电子的自由基碎片我们称之为自由基。煤基质或者溶剂中的活性氢原子将与自由基结合，达到稳定状态。稳定状态下的生成物中，分子量最大的就是前沥青烯，其次是沥青烯，分子量最小的就是液化油。大分子量前沥青烯在经过加氢反应后，可以生成较小分子量的沥青烯、油以及烃类气体。同样，沥青烯在经过加氢反应后也可以生成油或者烃类物质。
3、加氢：煤液化反应过程中，氢气分子在压力以及催化剂的作用下活化，之后这些H分子可以直接与热裂解所形成的自由基或者稳定分子进行反应。该过程主要有芳烃加氢饱和，加氢脱氧、氮、硫等杂原子以及加氢裂化等。根据加氢条件的约束程度不同，可以控制加氢催化剂活性已近加氢反应深度。
接下来对煤加碱预处理过程进行研究实验：预处理的主要作用就是提高煤的活性，本实验采用0.4%-1.6%的NaOH碱溶液对煤进行预处理，以研究碱处理后的煤经过液化其油出率的变化。表1给出了实验结果。
煤炭的液化过程需要考虑很多方面的因素，温度、压力、催化剂等等，很多环境条件都会对煤炭的液化结果产生影响。本文介绍了煤炭液化的过程，并对碱溶液在煤预处理中所起到的作用，以及对最终液化油出率影响进行了分析。在今后的工作中，笔者将对煤炭液化其他过程以及相应影响因素进行更为深入的研究，以期能够进一步提高煤炭利用率。（作者单位：宁夏工业职业学院）
参考文献
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