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1、型煤及其加工概述作者：孙孝仁 文章来源：山西省科技情报研究所 点击数： 20940 更新时间：2007-1-3 10:10:21 摘要：型煤加工对于有效地利用粉煤资源和保护环境具有十分重要的意义。本文简单介绍了型煤的粘结剂成型和无粘结剂成型两种生产工艺，同时介绍了对辊式、冲压式、环式和螺旋式等型煤成型机。关键词 型煤 型煤加工 粉煤 型煤成型机在我国的能源构成中，煤炭占有十分重要的地位。据统计，在我国能源生产和消费中，煤炭约占总量的75%左右。但是，随着采煤机械化程度的不断提高， 粉煤在原煤中所占的比例也越来越大。粉煤比例的增加不仅降低了散煤的燃烧效率，而且严重地污染了环境。发展型煤是提高粉煤
2、利用率和减少环境污染的重要途径。研究表明，工业锅炉、窑炉使用型煤后可比烧散煤节煤 10%27% ，烟尘排放量可减少50%60%，添加固硫剂后，二氧化硫的排放量可减少 3550%。因此，发展型煤对我国具有十分重要的现实意义。1 型煤的粘结剂成型型煤的生产方法可分为粘结剂成型和无粘结剂成型两大类。粘结剂成型是研究时间最长、应用最广的成型方法。这种方法主要用于无烟煤、烟煤和年老褐煤的成型。目前，世界上绝大多数型煤厂都采用粘结剂成型的方法生产型煤。 1.1 粘结剂成型的工艺粘结剂成型实际上是将粘结剂与煤炭颗粒均匀搅拌，然后利用型模加压成型，再经过适当的后处理，最后获得符合要求的型煤。粘结剂成型的基本流
3、程图如图 1 所示。 筛分的目的在于选取块煤另作他用。筛分的尺寸随各厂工艺的不同而不同。有些厂将块煤选出后，将小于 20 毫米的煤用破碎机破碎至 03 毫米或 06 毫米直接用于生产型煤。有些厂将大于 3 毫米或 6 毫米的块煤选出后，省略破碎工序，直接将小于 3 毫米或 6 毫米的粉煤用于型煤生产。国外的型煤生产通常采用干燥工序，干燥的目的是将混合后的原煤水分保持在一定的水平。根据使用的粘结剂的不同，对混合后的原煤水分的要求也不同。例如，用沥青作粘结剂，原煤水分应保持在2%4%；用纸浆废液或腐殖酸盐溶液作粘结剂，原煤水分应控制在 10%12%。 破碎的目的是将原煤破碎到所需的粒度。为了避免铁
4、器损坏破碎机，一般在破碎机前安装电磁除铁器。搅拌工序的目的在于将原煤和粘结剂均匀混合，使粘结剂均匀地分布在煤炭颗粒的表面。采用沥青作粘合剂时，还需通入蒸汽进行加热。 成型工序是型煤成型的关键。型煤成型机主要有对辊式成型机、冲压式成型机和环式成型机等。蜂窝式成型机主要用于生产民用型煤。目前，在工业型煤中应用最广的是对辊式成型机。刚刚成型的型煤强度很低，需要经过后处理才能达到一定的强度。后处理工序也叫养护或干燥工序。后处理工序的目的在于使粘结剂在适当的温度下产生物理化学反应，从而使型煤具有一定的强度。欧洲一些国家的型煤厂还在后处理工序中给型煤涂敷一层保护膜，从而使型煤具有防潮和耐磨的特性。1.2
5、粘结剂粘结剂也是型煤技术的关键。目前，世界上已开发了数百种不同的粘结剂。从发展趋势看，各国在研究粘结剂时，主要将重点放在来源充足、当地易得、廉价、无污染和防水等方面。型煤粘结剂大致可分为：有机粘结剂、无机粘结剂、工业废料和复合粘结剂。有机粘结剂可分为亲水型和疏水型两种。亲水型有机粘结剂主要有淀粉、腐殖酸盐和生物质等。疏水型有机粘结剂主要有煤焦油沥青、石油沥青和高分子聚合物等，而高分子聚合物主要包括聚乙烯(醇) 、聚苯乙烯、合成树脂和树脂乳胶等。有机粘结剂的粘结性能好，固化后可使型煤具有较高的机械强度。在高温时，有机质易于分解，因此用有机粘结剂生产的型煤，其热机械强度和热稳定性都不太理想。无机粘
6、结剂主要有石灰、水泥、粘土、石膏和硅酸钠等。无机粘结剂的共同特点是具有较强的粘结能力，固化后能起“骨架 ”的作用，使型煤具有较高的机械强度。由于大多数无机粘结剂在较高的温度下不易分解，因而用无机粘结剂生产的型煤的热机械强度和热稳定性都比较理想。无机粘结剂的主要缺点是防水性差并增加了型煤的灰分。工业废料主要指纸浆废液、酿酒废液、制革废液和制糖废液等。这些废液主要属于有机粘结剂。利用工业废料作为粘结剂既可使废物得到充分的利用，又可大大减少废料对环境的污染。这是值得大力提倡的好事。复合粘结剂是指同时使用两种或两种以上不同物质作粘结剂。复合粘结剂可以利用不同物质的优点，互相补充，从而使型煤具有较高的机
7、械强度。复合粘结剂主要包括有机有机、有机无机、无机无机三种形式。另外，为了赋予粘结剂或型煤特殊的性能，人们常常在粘结剂中添加少量添加剂。这些添加剂主要包括固硫剂、防水剂、速凝剂和助燃剂等。2 型煤的无粘结剂成型型煤的无粘结剂成型是指在不加粘结剂的前提下用高压直接成型。即原料煤经过筛分后，送入干燥机进行干燥，干燥后的粉煤冷却到 4045后，再由成型机压制成型。这种成型方法广泛用于褐煤的加工，尽管没有外来的粘结剂，但它仍利用了煤炭本身含有的粘结性成分。另外，也有的型煤厂采用热压成型，用加热的方法使中年褐煤产生一定的塑性，然后加压成型。德国和匈牙利等国利用年青褐煤生产型煤已进入商品化生产阶段。我国也
8、有些小氮肥厂不用粘结剂而将无烟煤转变成清水湿煤棒，直接用作造气炉的造气材料。为了改善无烟煤硬度大、弹性大和塑性小的缺点，可在无烟煤中混入部分风化煤。3 成型设备型煤生产涉及筛分、干燥、搅拌、成型、后处理、包装和粘结剂制造等众多的设备，其中最受人们关注的是成型设备。成型设备是型煤生产中的关键设备，它的选择应以原煤的特性、型煤的用途及成型时的压力等因素为基础。目前工业上应用最广的是对辊式成型机，另外，还有冲压式成型机、环式成型机和螺旋式成型机等。在我国，蜂窝式成型机也广泛应用于民用型煤的生产。 3.1 对辊式成型机 对辊式成型机的工作原理如图 2 所示，它主要由两个大小相同的压辊和加料箱组成。在压
9、辊的表面分布着许多型模，每个型模相当于半个型煤的形状。有的加料箱中还装有螺旋送料器，以便及时送料并对原煤进行预压。在对辊式成型机中，原煤受压的时间短，成型压力不大，因而型煤的弹性变形较小。目前，这种机型主要用于生产使用粘结剂的型煤。3.2 环式成型机环式成型机有固定外环和旋转外环两种形式，其工作原理如图 3 所示。 对固定外环成型机来说，型煤是被旋转压辊从固定外环的底部挤出的，型煤被挤出后由切刀切断。而旋转外环成型机的成型是由旋转外环和压辊共同旋转来完成的。3.3 冲压式成型机冲压式成型机有多种不同的型式，目前应用最广的是液压冲压缸和曲柄连杆冲压缸成型机，冲压式成型机的工作原 理如图 4 所示
10、。冲压式成型机的生产过程如下：给料机构将一定数量的原料煤送入成型机内；冲杆前移，原料煤被逐步压实，成为型煤；在冲杆前移的同时，已成型的型煤被向前推动一定的距离，而最前端的型煤被推出了型模；冲杆回程，返回到起始位置。冲压式成型机的优点是成型压力大，型煤在成型过程中多次受压而易产生塑性变形。其缺点是耗能大、单产低。 3.4 螺旋式成型机 螺旋式成型机的工作原理如图 5 所示，原料煤由供料口加入，螺旋叶片向前推进原料煤， 同时对原料煤施加混合和加压的作用。原料煤被挤压通过一段导管，在出口处一段段地断裂最终形成表面光滑的煤棒。总之，随着研究工作的不断深入和科学技术的不断发展，上述各种成型机的自动化程度在不断地提高，设备的性能也在不断地完善。目前，我国、法国、英国、德国、美国和日本等许多国家都在为用户提供各种不同的型煤成型机。
