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1、1 型煤生产工艺、设备及操作参数标签杂谈型煤生产工艺、设备及操作参数引言中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，一次能源消费结构中，煤炭占761，煤炭用于燃料的部分占总产量的90以上，其中发电占286，工业锅炉、窑炉占40，民用燃料占189。这种以煤为主的能源结构，在今后相当长的时间内仍不会改变。由于直接燃煤每年排放到大气中的烟尘及二氧化硫量分别为1314万t及1622万t。因此，我国大气污染主要是燃煤引起的煤烟型污染。1995年中国环境状况公报指出，据87个城市对大气中总悬浮微粒的监测，45个城市年日均值超过国家二级标准，占监测城市数的517。据88个城市对二氧化硫的监测，超过年日均值国家二级
2、标准的城市48个，占监测城市数的544。当前，污染物排放总量不断增加，污染范围继续扩大，环境恶化趋势仍在加剧，一些地方环境污染和生态破坏已经成为制约经济发展影响社会稳定和威胁人民健康的重要因素。在中国，控制煤烟型污染，改善大气环境质量，最现实可行的办法是发展洁净煤技术。型煤技术则是投资少、见效快、符合中国国情的洁净煤技术之一。1995年8月29日公布的中华人民共和国大气污染防治法明文规定，“要推广型煤的生产和使用”，“对市区内的民用炉灶，限期实现燃用固硫型煤或其他清洁燃料，逐步替代直接燃用原煤。”因此，型煤的开发及生产技术日益得到加强及推广。实践证明，燃用锅炉型煤可提高锅炉热效率，节煤率约20
3、，烟尘排放量可减少90以上，固硫率约50，及苯并(a)芘减少约50%以上，使环境质量有明显的改善。随着采煤机械化程度的不断提高，粉煤占原煤总产量的比例已高达60以上。中国目前的小化肥厂及供燃料气的煤气发生炉均需要块煤作燃料，故块煤的供需矛盾日益加剧。为了充分利用粉煤资源，气化型煤的开发与生产受到了用户的普遍欢迎。实践证明气化型煤可获得与块煤相当的产气量及气体组成，且操作稳定，技术可行，可代替块煤用于煤气发生炉中。粉煤成型技术中粘结剂是关键技术，国内外曾开发了许多不同类型的粘结剂，我们开发的以工业废料及辅料为主要原料的粘结剂技术，已获得发明专利权和中国科学院科技发明三等奖，该技术已在生产应用中获
4、得良好效果。近年来我们在承担国家“七五”、“九五”关于型煤重点科技开发项目中取得一定的成果，先后开发了工业气化型煤和锅炉型煤以及民用固硫、防水洁净锅炉型煤、蜂窝煤和易燃烧烤火锅型煤，从工业性生产及燃烧试验结果看，符合国家环保指标及应用要求，被列为国家重点推广项目。1型煤生产工艺、设备及操作参数11生产工艺流程12主要设备主要设备有：锤式粉碎机、双轴搅拌机、皮带输送机、对辊成型机、烘干设备及粘结剂制造设备等。13操作参数粘结剂是粉煤成型的关键技术，而操作参数的选择同样也很重要，经各工艺参数的成型对比试验，型煤生产主要操作参数为表1所示。表1型煤生产主要操作参数TR原煤水分M%煤粒度WT%成型总水
5、分M%混捏时间mim成型压力MPa烘干温度及时间型煤水分M%0.833mmCH51004060121453060801201401212150015001500表3气化型煤煤质分析结果粉煤名称工业分析ab,%St,ad%MAVFC阳泉1#1.2718.6710.5669.500.97阳泉2#1.0527.9810.5961.171.02粉煤名称Qgr,v,adMJ/kg灰熔点。cDTSTFT阳泉1#140014401480阳泉2#24.01430150015002气化型煤的生产(2)表4气化型煤质量测试结果样品名称抗压强度PN/个热稳定性TS+6%落下强度DS%阳泉1#67676.297.6阳
6、泉2#89965.395.622燃烧结果与讨论阳泉1#气化型煤在3M一21型及TG一3MI型两种煤气发生炉中进行了燃烧试验。阳泉2#气化型煤在2.4m的半水煤气发生炉中进行了造气试验。试验结果见表5、表6。从表5及表6的结果可看出，燃用气化型煤时的产气量、煤气热值及气体组分与燃用相应的块煤基本相同。运行中炉况正常，未出现吹翻、风洞、偏流现象。炉渣可燃物分析结果表明，烧型煤时残碳含量较低即碳转化率较高，对产气量有利。目前，块煤与粉煤的差价一般在80100元以上，扣除每吨加工费用计55元，每吨气化型煤可获利税2545元.按年生产3万吨型煤计，年利税可达75万135万元，约一年时间即可收回建厂投资，
7、是一项投资少、见效快的适用技术。另外，我们也对我省的资源进行了考查，并有针对性地进行了应用性试验，对粉焦、半焦、煤泥等资源都作了成型试验，有的还作了工业性燃烧试验。表6直径为2.4m炉造气结果原料名称炉号制气循环时间，S气体组分，%炉渣可燃物吹风上吹下吹上吹吹净CO2。2COH2N2阳泉块煤14137551076.00.435.635.023.023.307.40.432.641.817.8（平均）5.80.432.638.023.26.40.433.638.221.3阳泉型煤54438511077.40.427.645.220.015.324240511079.60.429.242.818.
8、0（平均）6.80.428.040.024.87.90.428.342.720.92气化型煤的生产（3）工业型煤技术的开发表5直径为3mm炉内的造气结果测试项目3M-21型炉TG-3MI型炉阳泉块煤阳泉型煤阳泉型煤炉底压力Pa38004200300044006000炉底风量Nm3/h240028002600320025003300炉出压力Pa160018501200145015002500炉出温度。C620720620680400500饱和温度。C284526386070煤气产量.Nm3/h421342534192435951145111煤气组成-CO252922272227CO2464669
9、。2040804080.20.6N2455249584851H2151711141317CH41.62.41.22.423.5低位热值MJ/Nm34.96.15.05.45.46.0*产量由炉底风量N2%计算面得。3固硫、防水锅炉型煤固硫、防水锅炉型煤31原料煤及固硫、防水型煤质量在普通锅炉型煤开发的基础上，为了降低S02对大气的污染，开发了固硫、防水锅炉型煤，原料煤采用了高硫烟煤，其煤质分析结果列于表7。在3mm的粉煤中分别加入了钙系固硫剂、助燃催化剂、防水剂及FS粘结剂，按前述的生产工艺生产出固硫、防水锅炉型煤产品，其煤质分析结果及质量测试结果列于表7、表8。32锅炉型煤的质量测定委托山西
10、省产品质量监督检验所对锅炉型煤的质量进行了检验，其测定结果与我们测定的结果汇总列于表9。表7原料煤质分析名称工业分析ar,%元素分析ar,%MAVFCCHONSt烟煤2.1017.7712.8467.2969.813.343.180.992.81名称发热量,MJ.kg-1灰熔点，。cQnet,arDTSTFT烟煤27.50146015001500表8锅炉型煤的煤质化验结果名称工业分析ar,%元素分析ar,%MAVFCCHONSt烟煤1.3030.9912.1055.6157.762.993.840.882.24名称发热量,MJ.kg-1灰熔点，cQnet,arDTSTFT烟煤23.261220
11、128012904锅炉型煤的燃烧试验(1)锅炉型煤的燃烧试验41燃烧试验及热工，环保测试在工业生产线上批量加工了固硫、防水锅炉型煤约150多t,在DZL41.25A型4t/h链条锅炉中进行了型煤与原煤的对比燃烧试验。燃烧试验连续进行了半个月。试验期间，由山西省节能监测中心分别对型煤和原煤散烧进行了热工测试，环保项目的测试由中国核工业总公司理化工程研究院承担。热工测试结果汇总于表10,锅炉燃烧环保项目的测试结果列于表11。42分析与讨论(1) 节煤。从热工测试结果中可以看出,燃用原煤时,锅炉的热效率低于型煤。其主要原因,一是燃用原煤时的固体不完全燃烧损失率(q4)较型煤高了约15%；二是由于粉煤
12、成型后的锅炉型煤具有一定粒度，不易从炉蓖上掉落，燃烧时基本无漏煤损失，也不易被烟气流带出,很少飞扬损失；三是新型锅炉型煤的优选配方中,加入了助燃催化剂后,降低了型煤的着火点及燃尽温度,使型煤在燃烧时迎火焰面开裂呈花卉状，有利于氧气和燃烧产物的相互扩散换质，促使型煤燃烧更完全，灰渣含碳量降至8%9%，提高了碳的利用率；四是在燃用型煤时根据其块度均匀、大小适中、通风条件好，但着火较散煤慢的特点，采用了“高煤层、低风速、慢推进”的操作方法，使型煤预热较充分，过剩空气系数小，有利于型煤的引烧，也降低了排烟热损失。上述措施均对提高热效率产生了良好的效果，因而获得了较高的节煤率。(2) 环境效益。层燃锅炉一般燃用宽筛分的原煤，小于3mm的末煤较多，在锅炉火床上各区密实程度将不相同，容易产生通风阻力不均的情况，在通风阻力较小处则会产生风洞，不仅影响床层稳定燃烧，而且因风速较大，吹走大量末煤及细灰，造成高的烟尘排放浓度而污染环境。由于型煤粒径相同，火床上阻力均匀，不会形成风洞，型煤的含末率很小，且燃尽后灰渣也不完全散碎成粉末，所以烟气中的含尘量较燃用原煤时降低80%以上。固硫、防水锅炉型煤在加工时加入了固硫剂、助燃催化剂，改善了煤的燃烧特性及固硫效果，因而在燃用锅炉型煤时，烟气中烟尘含量及SO2排放浓度大幅度降低，改善了大气环境质量，具有显著的环境效益。表10热工测试结果项目
