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聯(lián)系我時(shí)，請(qǐng)告知來(lái)自 環(huán)保在線(xiàn)一、抑塵劑的抑塵原理通過(guò)向煤炭表面噴灑抑塵劑，抑塵劑均勻滲透，在蒸發(fā)過(guò)程中，將煤炭表面的大小顆粒黏結(jié)在一起,形成一個(gè)厚度在10mm以上，有一定的強(qiáng)度和韌性的固化層
一、抑塵劑的抑塵原理
通過(guò)向煤炭表面噴灑抑塵劑，抑塵劑均勻滲透，在蒸發(fā)過(guò)程中，將煤炭表面的大小顆粒黏結(jié)在一起,形成一個(gè)厚度在 10 mm以上，有一定的強(qiáng)度和韌性的固化層。固化層可以有效抵御100 km/h以下的風(fēng)速，抑塵劑實(shí)際上是一種對(duì)于煤炭十分有效的黏結(jié)劑，一方面它可以在煤炭空隙中有效滲透，另一方面它還可以與煤炭表面良好的接觸,通過(guò)膠黏作用，將煤炭大小顆粒固化在一起 ,形成更大的粒徑和覆蓋層。
聚合物之間、聚合物與非金屬和金屬之間、金屬與金屬金屬與非金屬之間的膠接，都存在聚合物基料與不同材料之間界面的交接問(wèn)題，膠接是不同材料界面間接觸后相互作用的結(jié)果。因此，界面層的作用是膠粘科學(xué)中研究的基本問(wèn)題，諸如被黏物與黏料的界面張力表面自由能、官能基團(tuán)性質(zhì)界面間反應(yīng)等.都能影響膠接。膠接是綜合性強(qiáng)、影響因素復(fù)雜的一種技 術(shù),現(xiàn)有的膠接理論都是從某一方面出發(fā)來(lái)闡述其原理，所以至今全面[敏感詞]的理論還沒(méi)有形成。目前較為流行的膠接理論有如下六種:吸附理論、化學(xué)鍵形成理論、弱界層理論擴(kuò)散理論、靜電理論和機(jī)械作用力理論。
1.吸附理論
人們把固體對(duì)膠黏劑的吸附看成是膠接主要原因的理論,稱(chēng)為膠接的吸附理論。該理論認(rèn)為，黏接力的主要來(lái)源是黏接體系的分子作用力，即范德華引力和氫鍵力。膠黏與被黏物表面的黏接力與吸附力具有某種相同的性質(zhì)。膠黏劑分子與被黏物表面分子的作用過(guò)程有兩個(gè),[敏感詞]階段是液體膠黏劑分子，借助于布朗運(yùn)動(dòng),向被黏物表面擴(kuò)散，使兩界面的極性基團(tuán)或鏈節(jié)相互靠近，在此過(guò)程中,升溫、施加接觸壓力和降低膠黏劑黏度等，都有利于布朗運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng);第二階段是吸附力的產(chǎn)生，當(dāng)膠黏劑與被黏物分子間的距離達(dá)到5~10 nm時(shí)，界面分子之間產(chǎn)生相互吸引力，使分子間的距離進(jìn)一步縮短到處于[敏感詞]穩(wěn)定狀態(tài)。
根據(jù)計(jì)算,由于范德華力的作用，當(dāng)兩個(gè)理想的平面相距10 m時(shí)，它們之間的引力強(qiáng)度可達(dá)10~1 00 MPa;當(dāng)距離為3~4 m時(shí)，可達(dá)10~1 000 MPa,這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)代[敏感詞]的結(jié)構(gòu)膠黏劑所能達(dá)到的強(qiáng)度。因此，只要當(dāng)兩個(gè)物體接觸良好時(shí)，膠黏劑對(duì)黏接界面充分潤(rùn)濕，達(dá)到理想狀態(tài)的情況下僅色散力的作用,就足以產(chǎn)生很高的膠接強(qiáng)度,可是實(shí)際膠結(jié)強(qiáng)度與理論計(jì)算相差很大,這是因?yàn)楣腆w的力學(xué)強(qiáng)度是一種力學(xué)性質(zhì),而不是分子性質(zhì)。其大小取決于材料的每一個(gè)局部性質(zhì),而不等于分子作用力的總和。計(jì)算值是假定兩個(gè)理想平面緊密接觸,保證界面層上各對(duì)分子間的作用同時(shí)遭到破壞,也就不可能保證各對(duì)分子之間的作用力同時(shí)發(fā)生。
膠黏劑的極性太高,有時(shí)候會(huì)嚴(yán)重妨礙濕潤(rùn)過(guò)程的進(jìn)行,降低黏接力。分子間作用力是提供黏接力的一個(gè)因素,但不是[敏感詞]因素,在某些特殊情況下,其他因素也能起主導(dǎo)作用。
2.化學(xué)鍵形成理論
化學(xué)鍵形成理論認(rèn)為,膠黏劑與被黏物分子之間除相互作用力外,有時(shí)還有化學(xué)鍵產(chǎn)生,例如,硫化橡膠與鍍銅金屬的膠接界面、偶聯(lián)劑對(duì)膠接的作用、異氰酸酯對(duì)金屬與橡膠的膠接界面等的研究,均證明有化學(xué)鍵的生成?；瘜W(xué)鍵的強(qiáng)度比范德華作用力高得多;化學(xué)鍵形成不僅可以提高黏附強(qiáng)度,還可以克服脫附使膠接接頭破壞的弊病。但化學(xué)鍵的形成并不普通,要形成化學(xué)鍵必須滿(mǎn)足一定的量子化條件,所以不可能做到使膠黏劑與被黏物之間的接觸點(diǎn)都形成化學(xué)鍵,況且,單位黏附界面上化學(xué)鍵數(shù)要比分子間作用的數(shù)目小得多,因此,來(lái)自于分子間的作用力的黏附強(qiáng)度是不可忽視的。
3. 弱邊界層理論
邊界層的概念是 1904 年德國(guó)[敏感詞]的力學(xué)家普朗特在其“關(guān)于摩擦極小的流體運(yùn)動(dòng)"論文中提出的,該論文在海德?tīng)柋?guó)際數(shù)學(xué)家學(xué)會(huì)上宣讀。他根據(jù)理論研究和實(shí)際觀察,證實(shí)了對(duì)于水和空氣等黏性系數(shù)很小的流體,在大雷諾數(shù)下繞物體流動(dòng)時(shí),黏性對(duì)流動(dòng)的影響于緊貼物體壁面的薄層中,而在這一薄層外黏性的影響很小,可以忽略不計(jì)。普朗特把這一薄層稱(chēng)為邊界層。
如果邊界層內(nèi)存在有低強(qiáng)度區(qū)域,則稱(chēng)為弱邊界層。在聚合物基體內(nèi)部,形成弱邊界層的原因一是由于聚合過(guò)程中所帶入的雜質(zhì),其次是聚合過(guò)程中沒(méi)有轉(zhuǎn)化的低相對(duì)分子質(zhì)量物質(zhì)或者是加入的各種助劑的影響，最后是在商品儲(chǔ)存及運(yùn)輸過(guò)程中不慎帶人的雜質(zhì)等。弱邊界層對(duì)于膠結(jié)體系的黏合是有危害的，非常容易引起破壞。因此，應(yīng)當(dāng)盡量避免弱邊界層。
4.擴(kuò)散理論
兩種聚合物在具有相容性的前提下，當(dāng)它們相互緊密接觸時(shí)，由于分子的布朗運(yùn)動(dòng)或鏈段的擺動(dòng)產(chǎn)生相互擴(kuò)散現(xiàn)象，這種擴(kuò)散作用穿越膠黏劑，被黏物的界面交織進(jìn)行。擴(kuò)散的結(jié)果，導(dǎo)致界面的消失和過(guò)渡區(qū)的產(chǎn)生。黏接體系借助擴(kuò)散理論，不能解釋聚合物材料與金屬.玻璃或其他硬體膠黏,因?yàn)榫酆衔锖茈y向這類(lèi)材料
5. 靜電理論
當(dāng)膠黏劑和被黏物體系是一種電 子的接受體供給體的組合形式時(shí)，電子會(huì)從供給體(如金屬)轉(zhuǎn)移到接受體(如聚合物)，在界面區(qū)兩側(cè)形成雙電層,從而產(chǎn)生靜電引力。
在干燥環(huán)境中，從金屬表面快速剝離膠黏層時(shí)，可用儀器或肉眼觀察到放電的光、聲現(xiàn)象，證實(shí)了靜電作用的存在。但靜電作用僅存在于能夠形成雙電層的粘接體系，因此不具有普遍性。此外，有些學(xué)者指出，雙電層中的電荷密度必須達(dá)到1021電子/cm2時(shí)，靜電吸引力才能對(duì)膠接強(qiáng)度產(chǎn)生較明顯的影響，雙電層遷移電荷產(chǎn)生密度的[敏感詞]值只有1 019電子/cm2 (有的認(rèn)為只有1 010~1 011電子/cm2 )，因此，靜電力雖然確實(shí)存在于某些特殊的黏接體系,但不是起主導(dǎo)作用的因素。
6.機(jī)械作用力理論
從物理化學(xué)觀點(diǎn)看，機(jī)械作用并不是產(chǎn)生黏接力的因素，而是增加黏接效果的一種方法。膠黏劑滲透到被黏物表面的縫隙或凹凸之處,固化后在界面區(qū)產(chǎn)生了嚙合力,這些情況類(lèi)似釘子與木材的結(jié)合或樹(shù)根植入泥土的作用。機(jī)械連接力的本質(zhì)是摩擦力。在粘合多孔材料、紙張、織物等時(shí)，機(jī)構(gòu)連接力是很重要的，但對(duì)某些堅(jiān)實(shí)面光滑的表面，這種作用并不顯著。
7.影響膠粘強(qiáng)度的因索
膠接理論考慮的基本點(diǎn)都與材料的分子結(jié)構(gòu)、被黏物的表面結(jié)構(gòu)以及它們之間的相互作用有關(guān)。膠接體系破壞實(shí)驗(yàn)表明，膠聚破壞時(shí)，出現(xiàn)以下三種不同的情況:
(1)界面破壞:膠黏層全部與黏體表面分開(kāi)(膠黏界面脫離):
(2)內(nèi)聚力破壞:破壞發(fā)生在膠黏劑或被黏體本身，不在膠黏界面間:
(3)混合破壞:被黏物和膠黏層本身都有部分破壞，或兩者只有其破壞，這 種破壞說(shuō)明、黏結(jié)強(qiáng)度不僅與被黏劑和被黏物之間的作用力有關(guān)，也與聚合物黏料分子之間的作用力有關(guān)。
對(duì)于煤炭而言、抑塵劑溶液首先要能夠在煤炭中滲透.其次應(yīng)該能夠和煤炭表面良好的接觸，再次抑塵劑對(duì)煤炭產(chǎn)生的膠黏強(qiáng)度應(yīng)符合抑塵目的的需要。
二、環(huán)保型鐵路煤炭運(yùn)輸抑塵劑的技術(shù)特點(diǎn)
抑塵劑是由新型多功能高分子聚合物組合而成.聚合物中的交聯(lián)度分子形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子間具有各種離子集團(tuán)，由于電荷密度大，與離子之間產(chǎn)生較強(qiáng)的親合力，并通過(guò)凝結(jié)、黏結(jié)等作用迅速捕捉并將微粒粉塵牢牢吸附，干燥后在粉塵表面固化成膜，因而具有很強(qiáng)的抑塵、防塵作用。
抑塵劑應(yīng)具有無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)腐蝕，性能優(yōu)異，價(jià)格低廉,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理，使用方便等特點(diǎn),要求不影響原料物的性能。
(1)抑塵劑無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)腐蝕。抑塵劑應(yīng)使用可降解的有機(jī)高分子材料，無(wú)毒副作用，無(wú)異味，對(duì)材料無(wú)腐蝕、人體接觸后不會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)。
(2)抑塵劑性能優(yōu)異。通過(guò)噴薩抑塵劑，應(yīng)使沿線(xiàn)揚(yáng)塵消減率達(dá)到95%，隧道內(nèi)揚(yáng)塵消減率90%以上，起到明顯的抑塵效果。
(3)價(jià)格低廉，抑塵制使用成本應(yīng)控制在每噸煤0.5元以下，避免給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
(4)使用方便。抑塵劑與水通過(guò)一定的比例配制成溶液即可。
(5)不影響煤炭的使用屬性。噴灑抑塵劑后不影響煤炭的特性,對(duì)煤炭的燃燒性能幾乎沒(méi)有影響。
三、抑塵劑的特點(diǎn)及適用范圍
抑塵劑的作用機(jī)理:通過(guò)捕捉吸附、團(tuán)聚粉塵微粒，將其緊鎖于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，起到濕潤(rùn)、黏接、凝結(jié)、吸濕、防塵、防浸蝕和抗沖刷的作用。抑塵劑具有良好的成膜特性，可以有效地固定塵埃并在物料表面形成防護(hù)膜。
抑塵劑是針對(duì)鐵路煤炭運(yùn)輸揚(yáng)塵污染而研制開(kāi)發(fā)的新型環(huán)保防揚(yáng)塵產(chǎn)品。抑塵劑配置的溶液，均勻噴灑于易引起揚(yáng)塵的貨物表面，形成固化層，能有效地防止揚(yáng)塵，減少貨物損失，對(duì)改善沿線(xiàn)環(huán)境中可吸入顆粒物的指標(biāo)有著非常重要的意義。
由于抑塵劑在不影響原物料性能的前提下，具有無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)腐蝕，價(jià)格低廉，性能優(yōu)異，使用方便等特點(diǎn)，可以針對(duì)不同覆蓋基質(zhì)的特性,采用不同的配比，以達(dá)到有效的防揚(yáng)塵效果，對(duì)環(huán)境不再產(chǎn)生二次污染,適用于鐵路煤炭礦物粉料運(yùn)輸揚(yáng)塵污染防治渣料場(chǎng)、、儲(chǔ)煤場(chǎng)、建筑工地汽車(chē)運(yùn)煤揚(yáng)塵、固沙、鋼鐵建材、水泥等企業(yè)各種露天料場(chǎng)，生態(tài)護(hù)坡等方面。
抑塵劑還可用于以下范圍:
(1)煤礦發(fā)電廠焦化廠洗煤廠等企業(yè)的儲(chǔ)煤場(chǎng)、渣料場(chǎng);
(2)港口碼頭儲(chǔ)煤場(chǎng)及各種料場(chǎng)尾礦場(chǎng)
(3)汽車(chē)運(yùn)煤抑塵;
(4)鋼鐵建材水泥等企業(yè)各種露天料場(chǎng);
(5)鐵路、公路煤炭集運(yùn)站、儲(chǔ)煤場(chǎng);
(6)建筑工地，道路抑塵;
(7)沙塵暴區(qū)城固沙;
(8)鐵路、高速公路護(hù)坡生態(tài)修復(fù)。
四、使用抑塵技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益
1.經(jīng)濟(jì)效益
全國(guó)鐵路煤炭發(fā)送量，2017年21.6億t,2018年23.8億t.2019年24.6億t。煤在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程中,由于風(fēng)力等原因會(huì)隨風(fēng)流失、拋灑揚(yáng)塵。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在鐵路、公路等運(yùn)輸過(guò)程中，次運(yùn)輸煤損耗約為0. 8%~ 1%,運(yùn)輸(轉(zhuǎn)運(yùn))次數(shù)越多，損耗越大。以2019年為例，煤炭鐵路運(yùn)輸總體經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算如下。
(1)煤炭總體損失
按平均1%計(jì)算，2019年全國(guó)鐵路煤炭運(yùn)輸損耗為24.6億tX1%=0. 246億t按噸煤價(jià)格500元計(jì)算，直接經(jīng)濟(jì)損失為0.246億tX500元/t= 123.00億元
(2)抑塵總體費(fèi)用
使用抑塵劑.5元/t左右，抑塵設(shè)備維修費(fèi)用0.2元/t左右，2019年抑塵總成本費(fèi)用為24.6億tX(0.5+0.2)元/t=17.22億元
(3)2019年煤炭運(yùn)輸總體經(jīng)濟(jì)效益123. 00億元-17. 22億元= 105.78億元經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
對(duì)于鐵路設(shè)備維修部門(mén)而言，其經(jīng)濟(jì)效益主要表現(xiàn)在間接效益方面，主要是采用抑塵劑抑塵后,工務(wù)部門(mén)維修扣件、軌枕板、鋼軌以及清掃隧道的工作量明顯降低;電務(wù)部門(mén)維修鐵路信號(hào)設(shè)備的工作量降低;供電部門(mén)維修接觸網(wǎng)、絕緣子的工作量明顯降低，節(jié)省了人工費(fèi)用和維修設(shè)備費(fèi)用。
2.社會(huì)效益
經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，抑塵技術(shù)應(yīng)用后，煤塵凈化率可達(dá)90%以上，0.1mm以下飄塵顆粒物明顯減少。數(shù)據(jù)表明， 推廣應(yīng)用抑塵技術(shù)，對(duì)改善鐵路沿線(xiàn)大氣污染起到明顯作用，使用該技術(shù)的環(huán)保效益顯著，減少了煤炭污染，保護(hù)了鐵路運(yùn)輸環(huán)境和周?chē)巳旱慕】?，較好地體現(xiàn)了創(chuàng)新、協(xié)調(diào)綠色、開(kāi)放、共享的發(fā)展理念。
煤炭揚(yáng)塵,經(jīng)常引起接觸網(wǎng)、絕緣子的短路和放電，對(duì)列車(chē)行車(chē)安全和維修人員構(gòu)成嚴(yán)重威脅，尤其是列車(chē)通過(guò)隧道時(shí)，隧道內(nèi)煤塵彌漫，能見(jiàn)度大大降低，直接影響機(jī)車(chē)乘務(wù)人員的視線(xiàn);更為嚴(yán)重的是.煤揚(yáng)塵達(dá)到一-定的濃度(爆炸極限)，遇到明火極易引起爆炸后果不堪設(shè)想:另外，煤揚(yáng)塵堵塞機(jī)車(chē)散熱網(wǎng)，降低通風(fēng)散熱效率，使機(jī)車(chē)內(nèi)的電氣設(shè)備工作環(huán)境溫度升高，降低了設(shè)備的完好率和安全度.給行車(chē)安全帶來(lái)隱患。經(jīng)過(guò)噴灑抑塵劑，沿線(xiàn)揚(yáng)塵消減率可達(dá)95%，隧道內(nèi)揚(yáng)塵消減率可達(dá)90%以上，抑塵效果十分明顯,有效地減少了煤揚(yáng)塵對(duì)接觸網(wǎng)、絕緣子的危害，降低了隧道內(nèi)煤揚(yáng)塵的濃度，降低了煤揚(yáng)塵堵塞機(jī)車(chē)散熱網(wǎng)的頻率，提高了列車(chē)行車(chē)安全和鐵路工作人員的人身安全。
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