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深圳東信環能科技有限公司
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一、抑塵劑的抑塵原理通過向煤炭表面噴灑抑塵劑，抑塵劑均勻滲透，在蒸發過程中，將煤炭表面的大小顆粒黏結在一起,形成一個厚度在10mm以上，有一定的強度和韌性的固化層
一、抑塵劑的抑塵原理
通過向煤炭表面噴灑抑塵劑，抑塵劑均勻滲透，在蒸發過程中，將煤炭表面的大小顆粒黏結在一起,形成一個厚度在 10 mm以上，有一定的強度和韌性的固化層。固化層可以有效抵御100 km/h以下的風速，抑塵劑實際上是一種對于煤炭十分有效的黏結劑，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題，膠接是不同材料界面間接觸后相互作用的結果。因此，界面層的作用是膠粘科學中研究的基本問題，諸如被黏物與黏料的界面張力表面自由能、官能基團性質界面間反應等.都能影響膠接。膠接是綜合性強、影響因素復雜的一種技 術,現有的膠接理論都是從某一方面出發來闡述其原理，所以至今全面[敏感詞]的理論還沒有形成。目前較為流行的膠接理論有如下六種:吸附理論、化學鍵形成理論、弱界層理論擴散理論、靜電理論和機械作用力理論。
1.吸附理論
人們把固體對膠黏劑的吸附看成是膠接主要原因的理論,稱為膠接的吸附理論。該理論認為，黏接力的主要來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。膠黏劑分子與被黏物表面分子的作用過程有兩個,[敏感詞]階段是液體膠黏劑分子，借助于布朗運動,向被黏物表面擴散，使兩界面的極性基團或鏈節相互靠近，在此過程中,升溫、施加接觸壓力和降低膠黏劑黏度等，都有利于布朗運動的加強;第二階段是吸附力的產生，當膠黏劑與被黏物分子間的距離達到5~10 nm時，界面分子之間產生相互吸引力，使分子間的距離進一步縮短到處于[敏感詞]穩定狀態。
根據計算,由于范德華力的作用，當兩個理想的平面相距10 m時，它們之間的引力強度可達10~1 00 MPa;當距離為3~4 m時，可達10~1 000 MPa,這個數值遠遠超過現代[敏感詞]的結構膠黏劑所能達到的強度。因此，只要當兩個物體接觸良好時，膠黏劑對黏接界面充分潤濕，達到理想狀態的情況下僅色散力的作用,就足以產生很高的膠接強度,可是實際膠結強度與理論計算相差很大,這是因為固體的力學強度是一種力學性質,而不是分子性質。其大小取決于材料的每一個局部性質,而不等于分子作用力的總和。計算值是假定兩個理想平面緊密接觸,保證界面層上各對分子間的作用同時遭到破壞,也就不可能保證各對分子之間的作用力同時發生。
膠黏劑的極性太高,有時候會嚴重妨礙濕潤過程的進行,降低黏接力。分子間作用力是提供黏接力的一個因素,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作用。
2.化學鍵形成理論
化學鍵形成理論認為,膠黏劑與被黏物分子之間除相互作用力外,有時還有化學鍵產生,例如,硫化橡膠與鍍銅金屬的膠接界面、偶聯劑對膠接的作用、異氰酸酯對金屬與橡膠的膠接界面等的研究,均證明有化學鍵的生成。化學鍵的強度比范德華作用力高得多;化學鍵形成不僅可以提高黏附強度,還可以克服脫附使膠接接頭破壞的弊病。但化學鍵的形成并不普通,要形成化學鍵必須滿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都形成化學鍵,況且,單位黏附界面上化學鍵數要比分子間作用的數目小得多,因此,來自于分子間的作用力的黏附強度是不可忽視的。
3. 弱邊界層理論
邊界層的概念是 1904 年德國[敏感詞]的力學家普朗特在其“關于摩擦極小的流體運動"論文中提出的,該論文在海德爾堡國際數學家學會上宣讀。他根據理論研究和實際觀察,證實了對于水和空氣等黏性系數很小的流體,在大雷諾數下繞物體流動時,黏性對流動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。普朗特把這一薄層稱為邊界層。
如果邊界層內存在有低強度區域,則稱為弱邊界層。在聚合物基體內部,形成弱邊界層的原因一是由于聚合過程中所帶入的雜質,其次是聚合過程中沒有轉化的低相對分子質量物質或者是加入的各種助劑的影響，最后是在商品儲存及運輸過程中不慎帶人的雜質等。弱邊界層對于膠結體系的黏合是有危害的，非常容易引起破壞。因此，應當盡量避免弱邊界層。
4.擴散理論
兩種聚合物在具有相容性的前提下，當它們相互緊密接觸時，由于分子的布朗運動或鏈段的擺動產生相互擴散現象，這種擴散作用穿越膠黏劑，被黏物的界面交織進行。擴散的結果，導致界面的消失和過渡區的產生。黏接體系借助擴散理論，不能解釋聚合物材料與金屬.玻璃或其他硬體膠黏,因為聚合物很難向這類材料
5. 靜電理論
當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，電子會從供給體(如金屬)轉移到接受體(如聚合物)，在界面區兩側形成雙電層,從而產生靜電引力。
在干燥環境中，從金屬表面快速剝離膠黏層時，可用儀器或肉眼觀察到放電的光、聲現象，證實了靜電作用的存在。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，有些學者指出，雙電層中的電荷密度必須達到1021電子/cm2時，靜電吸引力才能對膠接強度產生較明顯的影響，雙電層遷移電荷產生密度的[敏感詞]值只有1 019電子/cm2 (有的認為只有1 010~1 011電子/cm2 )，因此，靜電力雖然確實存在于某些特殊的黏接體系,但不是起主導作用的因素。
6.機械作用力理論
從物理化學觀點看，機械作用并不是產生黏接力的因素，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,固化后在界面區產生了嚙合力,這些情況類似釘子與木材的結合或樹根植入泥土的作用。機械連接力的本質是摩擦力。在粘合多孔材料、紙張、織物等時，機構連接力是很重要的，但對某些堅實面光滑的表面，這種作用并不顯著。
7.影響膠粘強度的因索
膠接理論考慮的基本點都與材料的分子結構、被黏物的表面結構以及它們之間的相互作用有關。膠接體系破壞實驗表明，膠聚破壞時，出現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(膠黏界面脫離):
(2)內聚力破壞:破壞發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 種破壞說明、黏結強度不僅與被黏劑和被黏物之間的作用力有關，也與聚合物黏料分子之間的作用力有關。
對于煤炭而言、抑塵劑溶液首先要能夠在煤炭中滲透.其次應該能夠和煤炭表面良好的接觸，再次抑塵劑對煤炭產生的膠黏強度應符合抑塵目的的需要。
二、環保型鐵路煤炭運輸抑塵劑的技術特點
抑塵劑是由新型多功能高分子聚合物組合而成.聚合物中的交聯度分子形成網狀結構，分子間具有各種離子集團，由于電荷密度大，與離子之間產生較強的親合力，并通過凝結、黏結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，因而具有很強的抑塵、防塵作用。
抑塵劑應具有無毒、無味、無腐蝕，性能優異，價格低廉,技術經濟指標合理，使用方便等特點,要求不影響原料物的性能。
(1)抑塵劑無毒、無味、無腐蝕。抑塵劑應使用可降解的有機高分子材料，無毒副作用，無異味，對材料無腐蝕、人體接觸后不會產生不良反應。
(2)抑塵劑性能優異。通過噴薩抑塵劑，應使沿線揚塵消減率達到95%，隧道內揚塵消減率90%以上，起到明顯的抑塵效果。
(3)價格低廉，抑塵制使用成本應控制在每噸煤0.5元以下，避免給企業造成經濟負擔。
(4)使用方便。抑塵劑與水通過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,對煤炭的燃燒性能幾乎沒有影響。
三、抑塵劑的特點及適用范圍
抑塵劑的作用機理:通過捕捉吸附、團聚粉塵微粒，將其緊鎖于網狀結構之內，起到濕潤、黏接、凝結、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膜。
抑塵劑是針對鐵路煤炭運輸揚塵污染而研制開發的新型環保防揚塵產品。抑塵劑配置的溶液，均勻噴灑于易引起揚塵的貨物表面，形成固化層，能有效地防止揚塵，減少貨物損失，對改善沿線環境中可吸入顆粒物的指標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，具有無毒、無味、無腐蝕，價格低廉，性能優異，使用方便等特點，可以針對不同覆蓋基質的特性,采用不同的配比，以達到有效的防揚塵效果，對環境不再產生二次污染,適用于鐵路煤炭礦物粉料運輸揚塵污染防治渣料場、、儲煤場、建筑工地汽車運煤揚塵、固沙、鋼鐵建材、水泥等企業各種露天料場，生態護坡等方面。
抑塵劑還可用于以下范圍:
(1)煤礦發電廠焦化廠洗煤廠等企業的儲煤場、渣料場;
(2)港口碼頭儲煤場及各種料場尾礦場
(3)汽車運煤抑塵;
(4)鋼鐵建材水泥等企業各種露天料場;
(5)鐵路、公路煤炭集運站、儲煤場;
(6)建筑工地，道路抑塵;
(7)沙塵暴區城固沙;
(8)鐵路、高速公路護坡生態修復。
四、使用抑塵技術的經濟效益和社會效益
1.經濟效益
全國鐵路煤炭發送量，2017年21.6億t,2018年23.8億t.2019年24.6億t。煤在儲存、運輸過程中,由于風力等原因會隨風流失、拋灑揚塵。據統計，目前在鐵路、公路等運輸過程中，次運輸煤損耗約為0. 8%~ 1%,運輸(轉運)次數越多，損耗越大。以2019年為例，煤炭鐵路運輸總體經濟效益計算如下。
(1)煤炭總體損失
按平均1%計算，2019年全國鐵路煤炭運輸損耗為24.6億tX1%=0. 246億t按噸煤價格500元計算，直接經濟損失為0.246億tX500元/t= 123.00億元
(2)抑塵總體費用
使用抑塵劑.5元/t左右，抑塵設備維修費用0.2元/t左右，2019年抑塵總成本費用為24.6億tX(0.5+0.2)元/t=17.22億元
(3)2019年煤炭運輸總體經濟效益123. 00億元-17. 22億元= 105.78億元經濟效益十分明顯。
對于鐵路設備維修部門而言，其經濟效益主要表現在間接效益方面，主要是采用抑塵劑抑塵后,工務部門維修扣件、軌枕板、鋼軌以及清掃隧道的工作量明顯降低;電務部門維修鐵路信號設備的工作量降低;供電部門維修接觸網、絕緣子的工作量明顯降低，節省了人工費用和維修設備費用。
2.社會效益
經實驗測試，抑塵技術應用后，煤塵凈化率可達90%以上，0.1mm以下飄塵顆粒物明顯減少。數據表明， 推廣應用抑塵技術，對改善鐵路沿線大氣污染起到明顯作用，使用該技術的環保效益顯著，減少了煤炭污染，保護了鐵路運輸環境和周圍人群的健康，較好地體現了創新、協調綠色、開放、共享的發展理念。
煤炭揚塵,經常引起接觸網、絕緣子的短路和放電，對列車行車安全和維修人員構成嚴重威脅，尤其是列車通過隧道時，隧道內煤塵彌漫，能見度大大降低，直接影響機車乘務人員的視線;更為嚴重的是.煤揚塵達到一-定的濃度(爆炸極限)，遇到明火極易引起爆炸后果不堪設想:另外，煤揚塵堵塞機車散熱網，降低通風散熱效率，使機車內的電氣設備工作環境溫度升高，降低了設備的完好率和安全度.給行車安全帶來隱患。經過噴灑抑塵劑，沿線揚塵消減率可達95%，隧道內揚塵消減率可達90%以上，抑塵效果十分明顯,有效地減少了煤揚塵對接觸網、絕緣子的危害，降低了隧道內煤揚塵的濃度，降低了煤揚塵堵塞機車散熱網的頻率，提高了列車行車安全和鐵路工作人員的人身安全。
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