传统的粉煤成型工艺主要有无粘结剂成型和 粘结剂成型两种 。无粘结剂成型工艺主要用于褐 煤成型 。有粘结剂成型工艺包括冷压成型 、热压 成型等 。冷压成型包括物理成型(憎水型粘结剂 成型和亲水性粘结剂成型)及化学成型(有机热固 结和无机化学成型)。 热压成型包括配煤加粘结
收稿日期 :2002-09-30 作者简介 :赵贵福(1961 —), 男 , 山 西昔阳 人 , 晋城 无烟煤矿业集团有限责任公司高级工程师 ;电话 :0356366 2784 。
无烟煤属高变质程度煤 , 煤体质地坚硬 、脆度 小 、可磨性差 , 自身抵抗外来机械力作 用的能力 强 , 其煤粒在较低的成型压力下不易压碎 , 因此 , 煤粒间不能达到最紧密堆积 , 故型块强度低 。 无 烟煤微孔发达且孔隙度大 , 成型所需粘结剂量大 ; 无烟煤对水具有较大的润湿性 , 故在成型试验过 程中 , 常因型块粘附模具而造成脱模困难 ;无烟煤 弹性大 、可塑性 较差 , 在无粘结剂冷压 成型过程 中 , 随着压力增加 , 弹性增大 , 因此不宜高压成型 。
跌落 % 82 .94
固定碳 % 灰分增量 %
64 .04
6 .17
煤种
抗压强度 N·球-1
阳泉无烟煤
1 650
晋城无烟煤
1 600
表 2 实验室试制的半 焦型煤强度指标
热强度 N·球 -1 落下强度 % 浸水强度 N·球 -1
1 520
92
1 450
复干强度 N·球 -1 挥发分 Vdaf % 固定碳 FCd %
灰渣脱硫的效果明显 。如果将燃用煤炭地下气化 所产生煤气的锅炉余热回收 , 再将含焦油 、酚水等 难处理的水蒸汽通入地下气化反应区 , 将使煤炭 地下气化成为一种最洁净的煤炭开发利用方式 。
4 结束语
综上所述 , 影响煤炭地下气化技术发展的重 要因素是气 化剂应用 、废气利用 、废水回收等问 题 。特别是矿井式气化炉已经成功实现单 、双式 制气 , 随着试验规模的扩大 , 会出现复式或多联式
经过 2 a 多的摸索 , 晋城煤业集团半焦型煤 厂的生产逐步正常 , 产品质量也趋于稳定 。特别 是 5 kt 型煤在化肥厂的连续试烧 , 得到了化肥厂 的认可和高度评价 。从销售情况看 , 由于型煤固 定碳含量高 , 产品质量档次高 , 销售一直看好 , 处 于供不应求状态 。由此看来 , 半焦型煤市场前景 非常广阔 。
一般有粘结剂冷成型生产的造气型煤指标要
灰渣带出物 <4 %;养护时间 ≤24 h ;型 煤粘结剂
求如下 :
(添加剂)成本 <35 元 t 。
水分 Mad ≤4 %;灰分 Ad 增加量 ≤5 %;总硫
实验室试验用无机类粘结剂冷态成型生产的
St, ad <1 %;挥发分 Vad <10 %;固定碳 FC , d >60 % (前提是原煤灰分 ≤23 %);灰熔点 ST >1350 ℃; 冷强度 >600 N 球 ;热强度 >300 N 球 ;热稳定性
2003 年第 1 期
赵贵福 , 等 :半焦型煤生产的工艺技术
39
采用无粘结剂半焦型煤生产工艺可以有效解 决无烟煤难于成型 、产品强度低等问题 。工艺路
线如示意图 1 。
烟
制
定 量
煤
备
给 料
无 烟
粉
定 量
末 煤
碎
给 料
搅 拌
成
混 捏
型
筛下料
入 炉 焦 化
出 炉
热 型 煤 卸 车
水 冷 却
成 品 场
矿井气化炉 , 并可以按照需要设计产气量 。 煤炭 地下气化 , 不仅可以实现煤炭的能源转化 , 使煤炭 资源的利用率达到 90 %以上 , 而且还获得了化学 能(H2 、CO 、CH4 、CO2 、CnHm )和矿 产资源(灰渣 中 的 Al 、Fe 、Si 、Cu 等贵重金属);可以回收矿井残余 煤柱 ;开发利用 难采煤层 、高硫煤及可 燃矸石资 源 。煤炭地下气化已经在世界上发展了几十年 , 充分证明其造气原理的可靠性 、稳定性和成熟性 。 在国家方针政策的指引下 , 在新的世纪里 , 煤炭地 下气化事业将会得到突飞猛进的发展 。
型煤强度指标见表 1 。 2 .2 实验室试制的半焦型煤强度指标
实验室试制的半焦型煤强度指标见表 2 。
煤种 晋城无烟煤
初始强度 N·球 -1 47
表 1 无机类粘结剂冷态成型的型煤强度指标
冷强度 N·球 -1 618
浸水强度 N·球 -1 228
复干 N·球 -1 热强度 N·球 -1
475
520
2003 年第 1 期
煤炭加 工与综 合利 用
COAL PROCESSING &COMPREHENSIVE UTILIZATION
No .1 , 2003
半焦型煤生产的工艺技术
赵贵福 , 张国华
(山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 , 山西 晋城 048006)
摘 要 :通过对晋城煤业集团半焦型煤厂现状和试验研究的分析 , 全面系统地介绍了半焦型 煤生产的工艺技术路线和产业化进程 。
产品质量 :型煤球形不合理 , 飞边多 , 产品在 运输和转运过程中会产生破损 , 造成限下率高 , 带 出物多 。
40
Hale Waihona Puke 煤炭加工与综合利用2003 年第 1 期
型煤成型工艺 :以结合剂 A 、B 为粘结剂 , 结 合剂中添加的材料降低了型煤的灰熔点 ;结合剂 制造设备庞大 、投资高 ;焦化炉输送网带的耐高温 能力限制了干馏温度的进一步升高 , 不仅影响了 型煤质量 , 而且生产能力达不到设计要求 。
4 半焦型煤生产中的几项关键技术
4 .1 烟煤的添加方式 对半焦型煤生产工艺中烟煤的添加方式 , 在
实验室进行了对比试验 , 其结果是 :在 600 ℃和 800 ℃干馏条件下 , 烟煤以粉煤形式加入 , 与加入 结合剂 A 、B 生产的型煤相比 , 前者强度分别提高 5 .5 %和 22 .7 %。 4 .2 烟煤破碎中应注意的问题
○ ENGLISH ABSTRACT ○ ENGLISH ABSTRACT ○
Comprehensive Development and Environmental Protection through the Comprehensive Utilization
Projects in Shenhua Group Corp. WU Yuan , MA Zhi-fu , YANG Gen-sheng (Shenhua Group Corp ., Beijing 100011 , China) Abstract :For upgrading the coal quality , improving market competitiveness, and fulfilling consumers' requirement , Shenhua Group Corp.have developed with full effort the coal processing and comprehensive utilization:3 coal preparation plants constructed;another one specific for coal direct liquefaction underway ;2 thermo-electricity power plants commissioned for utilizing meddling and low calorific fuel;and a direct liquefaction plant going to be constructed for releasing oil supply shortage in China . Efforts paid concurrently on environment protection :reclamation of caving area ;soil and water conservation ;and measures against desertation.Good results attained from such projects . Keywords:Shenhua Group Corp.;coal processing and utilization;coal liquefaction;environmental protection
成本 :由 于网带损耗 大 , 造 成生产运 行费用 高 , 产量达不到设计要求 , 成本偏高 , 利润偏低 。 3 .3 试烧结果
2000 年 6 月 —2001 年 6 月 , 晋城煤业集团半 焦型煤厂生产的型煤在山东某化肥厂进行了 1 :1 试烧 , 试烧总量 5 kt 。 试烧结果为 :热稳定性好 , 试烧中没有出现大量碎煤现象 ;灰熔点较高 , 不易 结疤 ;每 1 t 半焦型煤相当于 0 .9 t 中块煤的产气 量 ;煤气中 CO 、CO2 、H2 、N2 组分和单独使用中块 煤基本相同 ;煤气中含尘略高 ;限下率为 10 %。 3 .4 半焦型煤的市场前景
用晋城 、阳泉高硫无烟煤 , 在实验室和隧道窑 生产线生产半焦型煤的结果表明 , 采用半焦型煤 工艺 可使无 机硫减 少 70 %～ 80 %, 有机 硫减 少 20 %, 型煤的硫含量达到 1 %以下 。
5 结束语
经过多年的研究和生产实践 , 生产的半焦型 煤具有固定碳含量高 、强度指标高 、热稳定性高 、 限下率低等特点 。 各项指标接近或达到了块煤指 标 , 其产品质量是其它型煤生产工艺无法达到的 。 晋城煤业集团半焦型煤厂稳定 运行 2 a 以上 , 取 得了较好的经济效益 , 目前的产品市场已处于供 不应求 , 这充分说明了该型煤生产工艺的先进性 以及产品质量的优越性 。