本發(fā)明涉及煤液化殘渣廢物資源化利用領(lǐng)域,具體涉及一種煤液化殘渣復(fù)合瀝青及其制備方法。
背景技術(shù):
當前,我國的能源以煤炭為主體,電力、石油天然氣和可再生能源為輔。我國的能源消費結(jié)構(gòu)中煤炭占68%,石油占23.45%,天然氣僅占3%??梢?,我國的能源需求主要為煤炭資源。眾所周知,我國的煤炭資源豐富,但是大量煤炭資源的使用造成了嚴重的環(huán)境污染,于是進一步催生了煤液化等煤清潔利用的技術(shù)。煤液化技術(shù)能夠用原料煤生產(chǎn)出油品,不僅降低了煤燃燒對環(huán)境的污染,也響應(yīng)了環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的政策。深入研究煤清潔利用技術(shù)并將其轉(zhuǎn)化至可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中,不僅保障了國民經(jīng)濟發(fā)展和能源安全,而且緩解了能源緊缺和環(huán)境污染的現(xiàn)狀。然而,盡管煤液化技術(shù)提高了煤的利用效率,但同時也產(chǎn)生了大量的液化殘渣。煤液化殘渣的資源化利用是緩解能源短缺和解決環(huán)境污染問題的有效途徑。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉、性能良好的煤液化殘渣復(fù)合瀝青及其制備方法,在有效利用目前豐富的煤液化殘渣進行材料綜合利用的同時,不僅實現(xiàn)了材料的多元化,同時有利于環(huán)境保護。
為了達到上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
(一)一種煤液化殘渣復(fù)合瀝青,其特征在于,包含煤液化殘渣、基質(zhì)瀝青、塑化劑和廢膠粉。
優(yōu)選地,所述塑化劑為環(huán)氧大豆油、鄰苯二甲酸二辛酯或乙?;鶛幟仕崛□?。
優(yōu)選地,所述煤液化殘渣的質(zhì)量為所述基質(zhì)瀝青質(zhì)量的10-30%。
優(yōu)選地,所述塑化劑的質(zhì)量為所述基質(zhì)瀝青質(zhì)量的6-9%。
優(yōu)選地,所述廢膠粉的質(zhì)量為所述基質(zhì)瀝青質(zhì)量的5-10%。
優(yōu)選地,所述廢膠粉的粒度為40-60目。
(二)煤液化殘渣復(fù)合瀝青的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1,將煤液化殘渣磨成粉末,得煤液化殘渣粉末,備用;
步驟2,將所述煤液化殘渣粉末、廢膠粉與塑化劑混合均勻,并密閉放置30-40min,得混合物;
步驟3,加熱基質(zhì)瀝青,得熔融基質(zhì)瀝青,備用;
步驟4,將所述混合物加入所述熔融基質(zhì)瀝青中,攪拌,混合均勻,并密閉發(fā)育30-60min,即得。
優(yōu)選的,步驟1中,所述煤液化殘渣粉末的粒度為20-60目。
優(yōu)選地,步驟4中,所述攪拌在溫度為160-185℃的條件下進行。
本發(fā)明中,煤液化殘渣是指在煤直接液化生產(chǎn)過程中排出液化裝置的一定量未反應(yīng)的煤、煤中夾帶的無機礦物質(zhì)和加入煤漿的催化劑等固體物料和一些煤液化的中間產(chǎn)物,它是一種高碳、高灰和高硫的物質(zhì),產(chǎn)量一般達到原料煤的30%左右。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明從廢物利用、保護環(huán)境的角度出發(fā),以目前大量積存的煤液化殘渣廢物為主要原料,將其與塑化劑、廢膠粉和基質(zhì)瀝青混合,制成高溫性能、低溫性能、粘彈性等性能優(yōu)良且成本低廉的復(fù)合瀝青,能夠代替基質(zhì)瀝青作為道路鋪裝材料使用的改性瀝青,不僅解決了煤液化殘渣廢棄物環(huán)境污染的問題,同時解決了瀝青資源短缺的問題。
具體實施方式
下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解,下列實施例僅用于說明本發(fā)明,而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明提供了一種煤液化殘渣復(fù)合瀝青,包含煤液化殘渣、基質(zhì)瀝青、塑化劑、廢膠粉。
本發(fā)明中,煤液化殘渣選自于神化煤液化殘渣,基質(zhì)瀝青選用90#基質(zhì)瀝青,其針入度為80-100,軟化點不小于42℃,15℃延度不低于100cm。
實施例1
一種煤液化殘渣復(fù)合瀝青的制備,包含以下步驟:
首先將煤液化殘渣磨成粒度為40目的粉末,將90#基質(zhì)瀝青在160℃條件下加熱熔融,備用;再取90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量的10%的煤液化殘渣粉末和90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量的7%的環(huán)氧大豆油混合均勻,并密閉放置35min,得混合物,并將混合物與熔融態(tài)的90#基質(zhì)瀝青在溫度為170℃條件下攪拌,均勻混合,并密閉發(fā)育30min,即得。
對制得的復(fù)合瀝青進行針入度、軟化點、15℃延度的測試,測試結(jié)果見表1。
實施例2
一種煤液化殘渣復(fù)合瀝青的制備,包含以下步驟:
首先將煤液化殘渣磨成粒度為50目的粉末,將90#基質(zhì)瀝青加熱熔融,備用;再取90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量30%的煤液化殘渣粉末和90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量7%的環(huán)氧大豆油混合均勻,并密閉放置40min,得混合物,并將混合物與熔融態(tài)的90#基質(zhì)瀝青在溫度為170℃條件下攪拌,均勻混合,并密閉發(fā)育30min,即得。
對制得的復(fù)合瀝青進行針入度、軟化點、15℃延度的測試,測試結(jié)果見表1。
實施例3
一種煤液化殘渣復(fù)合瀝青的制備,包含以下步驟:
首先將煤液化殘渣磨成粒度為40目的粉末,將90#基質(zhì)瀝青加熱熔融,備用;再取90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量20%的煤液化殘渣粉末和90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量7%的環(huán)氧大豆油混合均勻,并密閉放置40min,得混合物,并將混合物與熔融態(tài)的90#基質(zhì)瀝青在溫度為170℃條件下攪拌,均勻混合,并密閉發(fā)育30min,即得。
對制得的復(fù)合瀝青進行針入度、軟化點、15℃延度的測試,測試結(jié)果見表1。
實施例4
一種煤液化殘渣復(fù)合瀝青的制備,包含以下步驟:
首先將煤液化殘渣磨成粒度為30目的粉末,將90#基質(zhì)瀝青加熱熔融,備用;再取90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量20%的煤液化殘渣粉末和90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量7%的鄰苯二甲酸二辛酯混合均勻,并密閉放置30min,得混合物,并將混合物與熔融態(tài)的90#基質(zhì)瀝青在溫度為170℃條件下攪拌,均勻混合,并密閉發(fā)育30min,即得。
對制得的復(fù)合瀝青進行針入度、軟化點、15℃延度的測試,測試結(jié)果見表1。
實施例5
一種煤液化殘渣復(fù)合瀝青的制備,包含以下步驟:
首先將煤液化殘渣磨成粒度為30目的粉末,將90#基質(zhì)瀝青加熱熔融,備用;再取90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量20%的煤液化殘渣粉末和90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量7%的乙?;鶛幟仕崛□セ旌暇鶆?,并密閉放置30min,得混合物,并將混合物與熔融態(tài)的90#基質(zhì)瀝青在溫度為170℃條件下攪拌,均勻混合,并密閉發(fā)育40min,即得。
對制得的復(fù)合瀝青進行針入度、軟化點、15℃延度的測試,測試結(jié)果見表1。
實施例6
一種煤液化殘渣復(fù)合瀝青的制備,包含以下步驟:
首先將煤液化殘渣磨成粒度為50目的粉末,將90#基質(zhì)瀝青加熱熔融,備用;再取90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量20%的煤液化殘渣粉末和90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量6%的環(huán)氧大豆油混合均勻,并密閉放置40min,得混合物,并將混合物與熔融態(tài)的90#基質(zhì)瀝青在溫度為170℃條件下攪拌,均勻混合,并密閉發(fā)育40min,即得。
對制得的復(fù)合瀝青進行針入度、軟化點、15℃延度的測試,測試結(jié)果見表1。
實施例7
一種煤液化殘渣復(fù)合瀝青的制備,包含以下步驟:
首先將煤液化殘渣磨成粒度為60目的粉末,將90#基質(zhì)瀝青加熱熔融,備用;再取90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量20%的煤液化殘渣粉末和90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量8%的環(huán)氧大豆油混合均勻,并密閉放置30min,得混合物,并將混合物與熔融態(tài)的90#基質(zhì)瀝青在溫度為170℃條件下攪拌,均勻混合,并密閉發(fā)育60min,即得。
對制得的復(fù)合瀝青進行針入度、軟化點、15℃延度的測試,測試結(jié)果見表1。
實施例8
一種煤液化殘渣復(fù)合瀝青的制備,包含以下步驟:
首先將煤液化殘渣磨成粒度為40目的粉末,將90#基質(zhì)瀝青加熱熔融,備用;再取90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量20%的煤液化殘渣粉末與熔融態(tài)的90#基質(zhì)瀝青在溫度為170℃條件下攪拌,均勻混合,并密閉發(fā)育40min,即得。
對制得的復(fù)合瀝青進行針入度、軟化點、15℃延度的測試,測試結(jié)果見表1。
實施例9
一種煤液化殘渣復(fù)合瀝青的制備,包含以下步驟:
首先將煤液化殘渣磨成粒度為40目的粉末,將90#基質(zhì)瀝青加熱熔融,備用;再取90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量20%的煤液化殘渣粉末、基質(zhì)瀝青質(zhì)量6%的廢膠粉和90#基質(zhì)瀝青質(zhì)量7%的環(huán)氧大豆油混合均勻,并密閉放置30min,得混合物,并將混合物與熔融態(tài)的90#基質(zhì)瀝青在溫度為170℃條件下攪拌,均勻混合,并密閉發(fā)育30min,即得。
對制得的復(fù)合瀝青進行針入度、軟化點、15℃延度的測試,測試結(jié)果見表1。
表1實施例1-9的復(fù)合瀝青的針入度和軟化點
由表1可知,環(huán)氧大豆油、鄰苯二甲酸二辛酯和乙?;鶛幟仕崛□シ謩e與煤液化殘渣、90#基質(zhì)瀝青混合,混合后得到的復(fù)合瀝青的針入度與不摻加塑化劑(實施例8)相比均有不同程度的提高,其中實施例1、3、5、7、9針入度均在80-100之間,即滿足90#道路石油瀝青的針入度技術(shù)要求。
由表1可知,環(huán)氧大豆油、鄰苯二甲酸二辛酯和乙酰基檸檬酸三丁酯分別與煤液化殘渣、90#基質(zhì)瀝青混合,除煤液化殘渣摻加量較小的實施例1外,混合后得到的復(fù)合瀝青,軟化點均不低于42℃,滿足90#道路石油瀝青的軟化點技術(shù)要求。且與不摻加塑化劑的復(fù)合瀝青相比,軟化點有所下降。
由表1可知,環(huán)氧大豆油、鄰苯二甲酸二辛酯和乙?;鶛幟仕崛□シ謩e與煤液化殘渣、90#基質(zhì)瀝青混合,混合后得到的復(fù)合瀝青的15℃延度均有大幅提升,但相對于不摻加橡膠粉的瀝青樣品而言,15℃延度仍與《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)中的A、B級瀝青延度不低于100,C級瀝青延度不低于50有較大差距,但摻加廢膠粉后,延度有較大改善,完全滿足C級瀝青的技術(shù)要求。
由此可見,煤液化殘渣可以改善瀝青的高溫性能以及粘彈性能,塑化劑和橡膠粉主要是提高復(fù)合瀝青的延度,并產(chǎn)生協(xié)同作用改善復(fù)合瀝青的低溫性能。本發(fā)明可以實現(xiàn)煤液化殘渣、廢膠粉等廢物資源在道路工程上的材料化利用,不僅降低了瀝青成本,而且降低了廢物資源的環(huán)境污染,具有良好的經(jīng)濟、社會及環(huán)境效益。
雖然,本說明書中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述,但在本發(fā)明基礎(chǔ)上,可以對之作一些修改或改進,這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此,在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進,均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。