智能洁净型煤生产工艺及参数的选定

1、智能洁净型煤生产工艺及参数的选定第4期 2007年 4 月 山西焦煤科技 ShanxiCokingCoalScience&Technology No.4Apr.2007 ? 试验研究? 智能洁净型煤生产工艺及参数的选定 徐林粱少春（西山煤电股份公司西曲矿多经公司 ） 摘要通过对型煤生产工艺及参数科学选定 ,达到型煤规模生产 ,优质 ,高效,环保,探 索出了条循环经济发展之路 . 关键词智能洁净 ;型煤;生产工艺 ;参数选定 智能洁净型煤是一种符合环保要求 ,无需进行燃 具改造的民用 ,工业用的洁净产品 ,具有固硫 ,消烟 , 炉况稳定 ,热效率高和可控燃烧的优点 ,根据原料及

2、副产品的不同性质和燃煤用户对型煤理化性能的要 求 ,我们结合国内先进的型煤科研成果和专利技术 , 反复摸索 ,研究 ,试验 ,开发出的系列产品 ,为规模化 的生产打下坚实的基础 .1原料的选择和配置 现行的型煤制造技术 ,是从民间的煤饼 ,煤块 ,蜂 窝煤发展而来 ,掺和大量黄土做为稳定剂 ,热值上限只有 l6.75 一 l8.84 脚,如果超限将会破坏黏土的稳 定性 ,从而造成型煤的塌落 ,导致炉况恶化 ,经测试 ,般黏土,灰熔特征 :T:9001000C,1"2:1000 l100,T3:l:100 一 l200.在 T.温度范围内黏土 将保持一定的热强度 ,而 T2,T,将发生

3、变形和流动 , 取样证实 ,为避免发生变形 ,只有减少碳氢含量 ,从而 不能保证较高的热值 .同时黏土干燥速度慢 ,只有达 到 80%干燥程度才能产生移动强度 , 破损率高 ,送到 用户 ,下限容易超过 5%,用含有矿物质的矸石 ,中 煤 ,煤泥取代黏土制造型煤 ,既满足了型煤造渣的需 要 ,又带人相当量的固定碳和矿物质挥发性 （高热 值 ）,减少原煤的添加量 ,有效降低原料成本 ,矸石含 有 c,Fe2O3,Fe304,siO2等成分 ,一般发热量 768 5 024kJ,具有固化,黏结性能,煤泥中含有精煤 ,发热 量一般在 l8.84MJ,挥发性高 ,可降低型煤产品的着 火点 ,根据不同用

4、户对型煤产品的理化性能需求 ,可 调配原煤 ,矸石 ,中煤 ,煤泥的比例 ,从而充分利用煤 副产品矸石 ,煤泥及中煤 ,变废为宝 .2 黏接剂 黏接剂是型煤冷压成型工艺中的关键技术 ,同时 黏接剂的质量和合理的配制又是型煤质量的重要保 证 .黏接剂的种类很多 ,但从广义上可分为有机类 , 无机类和复合类三类 .有机黏接剂的最大优点是黏 接性好 ,对产品不增加灰分 ,缺点是冷热强度低 ,无机 黏接剂的最大优点是产品的冷 ,热强度和灰熔点高 , 缺点是增加了产品的灰分 ,降低了产品的固定碳和热 值 ;复合黏接剂是充分利用了有机和无机类的优点 , 克服了其缺点 .为了充分保证型煤产品的理化性能 ,选

5、用了有机 类为主的复合黏接剂 ,通过大量的型煤实验 ,并进行 适当的配方调整 ,根据不同的原料和不同型煤产品的 要求 ,配制出淀粉类 ,聚烯乙醇类 ,腐植酸类等有机黏 接剂 ,配制时除按一定比例外 ,还要把加热的火碱加 进去 ,以增强黏接剂的活性 .为了克服有机黏接剂的 缺点 ,还得增加一些化学元素 ,如果原料煤的含硫量 较高 ,在配制型煤黏接剂时加一定量的固硫剂 ,固硫 剂根据煤质和使用不同而不同 .以便产出的型煤在 燃烧过程中把有害的硫固在炉渣里 ,不排放到空气 中.0302003 盲孔技术 型煤近几年形成了煤球 ,煤棒,蜂窝煤等 ,而智能 型煤是在传统的基础上开发的新产品 .智能型煤与

6、作者简介 :徐林男 1966 年出生 1997 年毕业于太原理工大学工程师古交2007年第 4期徐林等 :智能洁净型煤生产工艺及参数的选定 ?9? 传统型煤的区别在于 :煤球是实心的 ,大多数煤球在 燃烧后都有一个黑心 ,说明燃料在传统的煤球中尚不 能被充分利用 ,其原因在于氧气通量不足 .蜂窝煤是 空心的 ,与煤球相比 ,能提高氧气通过量 ,但工业炉窑 用蜂窝煤容易发生 "片帮""塌落"的弊病 ,这是蜂窝 煤的形状在炉内易 "架桥",导致"窜火"之后果 .同 理煤棒在使用中也因 "窜火 "而导

7、致炉况恶化 . 智能煤则是在煤球中问有一宵孑 Lf 见同 1). 圜一 II 划 1 智能型煤茸孔示意图种一端开口 ,另一端闭口的新品种型煤 ,它的 闭口端实际是一个 "自动阀 ",在炉窑中燃烧时 ,操作 者能令其自动开启 ,起到需要调节炉膛内的 "氧化 带"与"还原带 "的区域配制或温度配制的作用 ,这是 迄今任何一种燃料不具备的智能化功能 ,盲孔型煤的 "自动阀 "在炉膛内一个个开启后 ,即变成千万个拥 有"通风隧道"的助燃器 ,借助于"隧道效应 "不仅能 改善炉况 ,而

8、且能消灭煤球 "黑心 ".以链排锅炉为 例 ,使用盲孔型煤 （与直接燃原煤相比较 ）能节煤 30%左右.4 智能型煤生产路线及关键工艺4.1 系统管理模块功能设计1）工艺路线 .我国开发型煤产业和技术研究已 经几十年了 ,由于型煤厂建设水平低 ,管理不善造成些企业面临倒闭的情况较为突出 ,在型煤生产技术 方面仍处于较分散的单独研究开发状态 ,不能全面掌 握型煤生产技术 ,从而导致型煤质量指标差 ,生产成 本高 ,难以大规模工业化生产 ;在生产设计上 ,达不到 预期要求 ,缺乏实施能力 ,造成产品不合格 . 西山煤电股份公司西曲矿多经公司在型煤生产 筹建过程中 ,经历了建了停

9、 ,停了拆 ,拆了再建等几个 循环 ,在实践中摸索总结出不少经验 ,结合本地区煤 种及煤副产品用途 ,初步得出一条成功的工艺流程 , 即煤及副产品粉碎 ,按精确比例加适配黏结剂碾压搅 拌充分 ,经成型机冷压成型 ,并烘干的生产工艺 ,效果 很好 .工艺流程见图 2.图 2 型煤生产工艺流程不意图 过去在建型煤厂的过程中 ,有几点值得注意的问 题,其一 ,建型煤生产线时 ,不是根据设计的工艺路线 及技术参数选设备 ,而是以生产出的设备去建生产 线 ,造成生产流程不合理 ,原料不匹配 ,成型压力或大 或小 ,黏接剂不匹配或多或少 ,成型机进料不饱满 ,致 使生产的产品质量不合格 .其二 ,配制黏接

10、剂不是根 据原料 ,工艺及用户对型煤指标要求进行配制 ,结果 效果不佳 .其三 ,省掉了辗压和烘干程序 ,导致黏接 剂不能充分进入原料 ,造成反应不全面 ,而降低性能 , 免烘干致使冷 ,热强度降低 ,搬运及贮存过程中容易 碎裂 ,产量上不去 .4.2 关键工艺及参数的确定 1)成型是型煤生产工艺的关键 ,辗压捏合是让 各种原料粉末与黏接剂充分接触混合 ,为成型机冷压 成型的前提准备 ,有如揉面的功效 ,根据不同的黏接 剂和煤种 ,成型最佳压力不同 .最佳压力的确定是建 立在试验的基础上 ,当工艺 ,煤种 ,黏和剂等确定后 , 选择初始强度高 ,初始跌落强度最好的成型机压力调 整范围 .如无烟

11、煤成型的成型最佳压力选择压力为 中低压 ,最高压力在 500 800kg/cm,不管压力选择 在多大范围 ,成型机一定要压力可调 ,可以方便生产 中调试.成型线速度 (n/s)不仅影响生产产量 ,而且 直接影响成型成球率和初始强度 .总体来说 ,黏接剂 黏性高或煤的可黏指数高的煤可选择成型线速高一 些;否则,线速低一些 ,有利于成球率的提高 .一般要 求成球率达到 95%以上,产量高 ,辊皮宽的成型机 , 对成型机的布料装置要求也高 ,布料装置必须均匀 , 定量足量但不过量的性能 ,同时具有防止膨料的功 能.2) 计定量给料 .计定量给料在型煤生产中对保证型煤产品质量 ,型煤生产线的物料 （下

12、转第 13 页）2007年第 4期薛志琴 :西曲矿选煤厂自行研制介质烘干机 4 设计中的几点注意事项1）传动轮组件与支撑轮组件结构 :在传动轮组 件的设计中 ,将轴承体的外形巧妙地设计成中间开 槽 ,夹在支座上 ,使轴承体在轴向和转动方向均定位 , 达到了传动轮 ,轴转动而轴承体不动的设计目的 .支 撑轮组件的设计中 ,巧妙地在轴两端设计开槽 ,用夹 板 ,螺栓将轴与支座固定 ,使轴在轴向和转动方向均 定位 ,达到了支撑轮转动而轴不动的设计目的 .结合 现场介质粉尘大的实际情况 ,在两者组件中都设计了 防尘圈来保护轴承 .若检修传动轮组件 ,只需从支座 上提起就可以进行检修 ,非常方便 ;对于

13、支撑轮组件 的检修 ,只需拧下四条螺栓 ,从支撑轮支座上提起就 可以进行检修 .2）滚筒组件中各部位螺旋角口的选择 .在滚筒 的直径和转速一定的情况下 ,口越大,出料越快 ,处理 量越大 ,但过大的口值会影响介质烘干的质量 .为了 达到使介质在烘干过程中推进的慢一些 ,在出料口和 锥体处推进得快一些的设计 ,在滚筒内采用口 =3.; 在锥体处采用卢 =45.;在出料口采用口 =10.,且旋 向必须一致 .3）辅助措施 :为了防止炉火 ,浓烟四处乱窜 ,滚 筒保温 ,不让大量热量发散到空气中 ,给滚筒设计了 上带烟囱的滚筒护罩 ,起到了聚火 ,聚烟,保温作用 .4）总体布置 .两套传动装置分别布

14、置于炉火后 面的两侧 ,给生火加煤 ,进出介质 ,及检修设备保留了 足够的空间 .5 结论自行设计 ,制造的介质烘干机于 2006 年冬季在 西曲矿选煤厂安装试用 ,日处理量可达 30多 t,满足 了该厂冬季洗煤用介的需求 .经过一个冬季的运行 观察 ,证实了该设备机械性能可靠 ,运行状况良好 ,没 有出现过任何故障 ,且易于正常检修 .同时也证明了 此设计完全合理可行 ;建议将此项成果推广到采用重 介洗煤的其它选煤厂 .收稿日期 2007 0314（上接第 9 页）平衡尤为重要 ,计定量给料包含两个 功能 :准确计量和定量给料 ,二者又是互相依赖和互 补的 .一般要求计定量装置的单机精度在

15、0.20. 5%范围 ,系统精度 2%.5 结论 智能洁净型煤是一项融合了当今型煤最先进科 研成果和专利技术产品 ,做到了废物利用 ,直接减少 了洗精煤及煤炭副产品的二次污染 ,优化了生产工艺 及合成技术 ,走出了一条循环经济发展之路 .可以将 劣质煤及矸石 ,中煤 ,煤泥合成后 ,发挥出优质煤的效 用 ,发热能效较原煤还有所提高 ,产品燃烧后产生的 炉渣 ,仍保持产品原状 ,检验观察残碳为零 ,可以作为 优质的墙体材料 （经分析化验 ,各项指标均符合墙体 材料要求 ）.对原料黏结剂的选配在科学的理论指 导下 ,结合实际情况 ,具体分析对待 ,在计定量和冷压 成型方面有较高的技术要求 ,实际作业中需要全面系 统掌握.收稿日期 2007 0324ProductionTechniqueandParameterSelectionofIntelligentandCleanMouldedCoalXuLinLiangShaochunAbstractThroughselectingscientificallytheproducti