炭素厂废煤沥青的回收利用研究

论文摘要

本文以中铝公司青海分公司产生的废沥青为原料,从三种途径对废沥青的回收利用进行了实验室研究: 第一部分内容以废沥青为原料,通过加入少量化学添加剂使煤沥青的结焦值、甲苯不溶物等性质发生显著的变化。在加入混合添加剂(氧化剂A、催化剂B、试剂C)后对沥青进行改性实验,初步考察了添加剂含量、添加剂顺序、反应温度、反应时间等对改性沥青甲苯不溶物、结焦值的影响,确定了最佳实验条件。在此条件下制得的沥青的甲苯不溶物、结焦值分别为:26.32%、48.63%,达到了粘结剂的标准。并对改性前后煤沥青的粘度、硫含量、混捏温度下的加热稳定性、固定碳进行测定和对比比较,结果表明:改性后沥青在混捏温度下具有良好的流动性和稳定性;固定碳含量明显提高。改性前后沥青红外光谱对比的结果说明沥青的聚合程度提高。本文研究为废沥青回收利用提供了新方法,具有良好的实际应用前景。 第二部分内容采用混合乳化剂和超声乳化法,以炭素厂废煤沥青为原料生产沥青乳化燃料。分别考察了调配剂用量、不同HLB值乳化剂、乳化剂用量、加水量等条件对乳化过程的影响,并对乳化燃料的粘度和稳定性进行了测定,制得的沥青乳化燃料40℃粘度仅为360mpa.s,在常温下放置30天无水析出。并采用热重分析方法对乳化燃料的燃烧特性进行了考察。使废煤沥青得到了合理的回收利用。 第三部分内容研究了以废沥青为原料制取煤系针状焦原料,采用正交实验对工艺条件进行优化,并对结果进行直观分析和方差分析,得到的最佳工艺条件为:溶剂配比为1:1、溶剂用量为60ml、加热时间为30min、加热温度为50℃。结果表明制得的净化沥青不但喹啉不溶物含量低,灰分也很低,适合作为生产煤系针状焦的原料。

论文目录

• 第一章 煤沥青的综合利用
• 1
• 1.1 煤沥青种类和组成
• 1.1.1 煤沥青的种类
• 1.1.2 煤沥青的组成和结构
• 1.1.3 煤沥青的组分分析
• 1.2 我国煤沥青的利用现状
• 2.国内外煤沥青的综合利用研究进展
• 2.1 煤沥青改性研究进展
• 2.1.1 成分分离
• 2.2.2 添加塑性剂
• 2.2.3 添加化学活性剂
• 2.2 煤沥青针状焦研究进展
• 2.3 浸渍剂沥青的研究进展
• 2.3.1 溶剂沉降法
• 2.3.2 溶剂离心法
• 2.3.3 溶剂—过滤法
• 2.3.4 溶剂絮凝法
• 2.4 环氧煤沥青涂料研究进展
• 2.5 筑路用煤沥青研究进展
• 2.6 乳化燃料研究进展
• 3 本课题的来源、内容和意义
• 第二章 化学添加剂对废煤沥青的改性研究
• 2.1 实验原理
• 2.1.1 氧化剂对沥青的氧化作用
• 2.1.2 催化剂的催化作用
• 2.1.3 研究思路
• 2.2 仪器和试剂
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 废沥青的改性实验
• 2.3.2 结焦值的测定
• 2.3.3 甲苯不溶物的测定
• 2.3.4 喹啉不溶物的测定
• 2.4.结果和讨论
• 2.4.1 添加剂及最佳用量的选择
• 2.4.2 混合添加剂添加方式的选择
• 2.4.3 反应温度的选择
• 2.4.4 反应时间的选择
• 2.4.5 改性后主要质量指标与一些改质沥青标准比较
• 第三章 改性前后的沥青性能的比较
• 3.1 改性前后粘度的比较
• 3.2 改性前后硫含量的比较
• 3.2.1 吸收光谱
• 3.2.2 标准曲线的绘制
• 3.2.2 样品测定
• 3.3 混捏温度下加热的稳定性比较
• 3.4 固定碳含量的变化
• 3.5 红外光谱的比较
• 3.6.改性沥青实验小结
• 第四章 乳化燃料的制备
• 4.1 实验原理
• 4.1.1 乳化液形成机理
• 4.1.2 乳化燃料完全燃烧和节能降污机理
• 4.2 仪器和试剂
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 乳化剂的作用及混合乳化剂的配制
• 4.3.2 沥青乳化燃料制备
• 4.3.3 沥青乳化燃料粘度的测定
• 4.3.4 沥青乳化燃料常温稳定性和冷热循环稳定性的测定
• 4.3.5 乳化燃料燃烧性能的测定
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 沥青调配剂及其用量的选择
• 4.4.2 不同HLB值乳化剂的选择
• 4.4.3 乳化剂用量的选择
• 4.4.4 不同加水量的选择
• 4.4.5 乳化温度的选择
• 4.4.6 粘度随温度变化曲线的测定
• 4.4.7 沥青乳化燃料常温稳定性测试结果
• 4.4.7 沥青乳化燃料冷热循环稳定性的测定结果
• 4.4.8 乳化燃料燃烧特性的测试
• 4.5 结论
• 第五章 煤系针状焦原料（净化沥青）的制备
• 5.1 实验原理
• 5.2 仪器和试剂
• 5.3 实验部分
• 5.3.1 净化过程
• 5.3.2 正交实验设计
• 5.3.3 喹啉不溶物的测定
• 5.3.4 灰分的测定
• 5.3.5 粘度的测定
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 正交实验结果及直观分析、方差分析
• 5.4.2 因素指标图
• 5.4.4 灰分测定结果
• 5.5 结论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间主要研究成果