我国型煤技术现状分析

1、我国型煤技术现状分析李海华,徐志强(中国矿业大学(北京化学与环境工程学院,北京100083摘要:介绍了中国民用型煤与工业型煤技术的发展现状,重点分析了工业型煤中的锅炉型煤、气化型煤和型焦及配型煤炼焦技术的发展情况;指出型煤技术在推广应用中存在的一些问题以及产生这些问题的原因。关键词:民用型煤;工业型煤;技术;问题;分析中图分类号:T Q536文献标识码:A文章编号:100528397(20080320030203中国是以煤炭为主要能源的国家,多年以来,我国一次能源消费总量中煤炭占75%以上,而且在今后相当长的一段时间内,以煤为主的能源供应与消耗格局不会改变。中国煤炭总产量的84%用于直接燃烧,

2、仅约10%用于炼焦,6%7%用作化工原料,利用效率比发达国家低20%以上。工业实验结果表明,燃用型煤的工业锅炉热效率可提高10%17%,节煤率达10%26%,燃用型煤的民用炉灶节煤率为20%。同时,燃用型煤,烟尘排放量可减少71%89%,S O2和NOx可减排50%60%。发展型煤具有投资省、运行费用低,并且节能增效的经济价值。因此大力推广使用型煤具有显著的经济效益和环境效益。1-31型煤及其分类型煤是以适当的工艺和设备,将具有一定粒度组成的粉煤加工成一定形状、尺寸、强度及理化特性的人工“块煤”。按用途不同,型煤可分收稿日期:2008203206表1中国型煤产品分类民用型煤工业型煤普通蜂窝煤化

3、肥造气用型煤上点火蜂窝煤工业燃气用型煤航空保温型煤工业锅炉用型煤烧烤方形炭工业窑炉用型煤炊事、取暖用型煤蒸汽机车用型煤火锅用型煤冷压型焦用型煤手炉、被炉用型煤热压型焦用型煤烧烤用型煤炼焦配用型煤2国内型煤技术现状211民用型煤我国型煤技术的发展比较缓慢,起步也比较晚。20世纪50年代后期,我国开始研究民用型煤,主要目的是节约能源和减少环境污染。60-70年代,国内开展了大规模的民用型煤研究。1978年研制出了以无烟煤为原料的上点火蜂窝煤,1980年研制出了以烟煤为原料的上点火蜂窝煤及易燃民用手炉煤球、火锅炭、烧烤炭等,从表明,应用科学的配煤方法,充分发挥捣固炼焦的优点,可以提高弱粘结性煤的配入

4、量,生产出质量合格的冶金焦。参考文献:1朱良钧.捣固炼焦技术M.北京:冶金工业出版社,1992.2姚昭章.炼焦学M.北京:冶金工业出版社,1997.3郑明东,水恒福,等.炼焦新工艺与技术M.北京:化学工业出版社12006.4潘立慧,等.炼焦新技术M.北京:冶金工业出版社,2006.03煤炭加工与综合利用COAL PROCESSI N G&COM PREHE NSI V E UTI L I Z ATI O NNo13,2008而使型煤向易燃、高效、洁净的方向迈出了可喜的一步。我国的民用型煤技术已达国际先进水平,拥有机械化加工生产线。例如:广东省江门市煤建公司研制的年产4万t蜂窝煤生产线,

5、采用集中成型一条龙生产工艺,效果很好。目前,全国民用型煤的年销量在4000t以上。212工业型煤按用途不同,工业型煤分为三类:工业燃料型煤,包括锅炉窑炉型煤、机车型煤;气化用型煤,包括化肥造气型煤、燃料气造气型煤;工业型焦用型煤及炼焦配用型煤。21211锅炉型煤20世纪80年代以来,锅炉型煤在少部分省市有所发展,1986年山西大同市建立了年产5万t的型煤厂,随后北京建成了一条年产5万t的型煤生产线,上海建成一条年产12万t工业型煤生产线,贵阳建成年产10万t的型煤工程,加上其他地区的建设,全国先后建立了70余座锅炉型煤厂。但由于经济、技术或政策方面的原因,目前仍正常生产的却不多。2000年以来

6、,山东省出现了锅炉型煤快速发展的可喜状况,新建了50多座型煤厂,各厂的年生产能力在35万t。锅炉型煤的生产分为集中成型和炉前成型两种。后者成型工艺简单,通常无需加粘结剂,不用烘干,型煤生产成本大幅度降低,因此,该工艺受到越来越多用户的欢迎。近年来,炉前成型技术又得到了一定发展,由浙江大学研制设计的炉前成型设备,已在数家型煤厂应用。在此基础上,由西安交大、兰州环保设备厂生产的4t/h 炉前成型机已在兰州地区的上百家单位应用,取得了良好的效果。21212气化型煤20世纪60年代以来,为解决中小合成氨厂气化用块煤供应不足问题,相继开发了石灰碳酸化煤球、纸浆粘土煤球、腐植酸盐煤球、粘土煤球等成型技术,

7、总产量曾达100M t/a以上,提供了全国化肥工业60%的造气原料,其中石灰碳酸化煤球产量最大。目前,在广泛采用石灰炭化煤球造气的化肥厂,全国约建有800套粉煤成型装置。纸浆废液粘土煤球和棒状型煤已在氮肥厂及其他行业的煤气发生炉、工业窑炉中推广应用。2000年以来,随着小合成氨厂减少以及块煤供需矛盾的缓和,碳酸化型煤的产量已大量削减。吉林梅河玻璃厂用褐煤造气,取得了成型和气化工业性试验的成功。中国矿业大学应用新开发的工业废液加粘土复合粘结剂,利用淮南有粘结性的粉煤,研制出了供两段气化炉用的造气型煤,并建成一座年产15万t型煤的生产厂,该厂曾正常运行1a。我国在开发高强度、防水造气型煤方面也取得

8、了技术上的突破。焦作工学院、合肥煤研所、山西煤化所、北京煤化所等单位研制出的这种型煤已分别获得了工业性试验的成功。2000年底,晋城矿务局采用先进技术在矿区建立了一座年产10万t的造气型煤示范厂4,并组织科研、制造单位分别对成型工艺、设备进行技术攻关,成果显著。21213型焦及配型煤炼焦工业型焦是以粉煤为原料,经配煤(或单种煤加工压制成型,再经碳化工艺而形成的型焦和型焦煤制品。碳化温度在600左右时生产的产品为型焦煤(半焦型煤,碳化温度在1000以上生产出的产品为型焦。型焦产品可替代焦炭应用于高炉炼铁、炼钢,型焦煤可作为化肥厂理想的造气原料。20世纪90年代以来,山西省对此技术开发成果突出,分

9、别在翼城、潞城、晋城等地建设了215万t/a型焦厂,自1996年投产以来,至今运转正常。2002年起,山西省加快了对型焦工艺技术及型焦生产装置的开发速度,效果显著4。配型煤炼焦新工艺是将部分装炉煤料在装入焦炉前配入粘结剂压制成型煤,然后与大部分散状煤料按比例配合后装炉炼焦。配型煤炼焦工艺可解决我国资源分布及储量与需求不相适应的矛盾,促进冶金工业的发展5。21214生物质型煤生物质型煤是指把高挥发分、低灰、低硫、低燃点的生物质原料按一定比例与低挥发分、低灰、低硫、高燃点、高热值的无烟煤或烟煤煤粉混合,通过一定工艺制备成的型煤。它结合了生物质和煤的特点,发挥了型煤的优势,并具有环保和经济性。根据成

10、型粒度不同,该型煤分别适于作中小型层燃锅炉或流化床燃烧用燃料。与一般固硫型煤相比,具有着火点低,燃烧彻底,燃132008年第3期李海华,等:我国型煤技术现状分析尽率高,烟气中烟尘、S O2排放量少等特点。同时由于加入大量生物质,是开发资源丰富的可再生能源的有效途径,具有广阔的发展空间,并符合当前我国降低S O2排放和减少烟尘污染的环保产业政策,是值得推广的原煤替代产品。生物质型煤基本上可以分为三类:生物质制浆后的黑液,如纸浆废液作为成型粘结添加剂;生物质水解产物,如水解木质素、纤维素、半纤维素及碳氢化合物等,作为成型粘结添加剂;生物质直接和煤粉混合,利用受热或高压压制成型。日本在面临石油危机的

11、境况下开发了生物质型煤技术,于1985年在北海道建成了一座年产6000t的生物质型煤厂,同时,还试验生产了生物质型煤的小型燃烧装置和专用燃烧设备。中国曾利用植物纤维和碱法草浆原生黑液、腐植酸钠渣等作复合粘结剂,或用氢氧化钠处理稻草制备的粘结剂生产型煤,并于1995年底,建成第一家工业规模的生物质型煤生产厂大型洁净煤厂(原山东临沂矿务局汤庄煤矿生物质型煤示范厂。德国、土耳其等国研究用糖浆作粘结剂,同时掺锯末和造纸厂废纸生产型煤。俄罗斯、乌克兰、美国、英国、匈牙利等国用生物质水解产物作为粘结剂生产型煤。美国、瑞典等国还用脱水泥炭与磨细的生物质混合、挤压、切割成型,生产型煤6。3型煤技术应用中存在的

12、主要问题及原因311主要问题近年来,国内民用型煤发展很快,大部分城市已普及燃用型煤。随着经济的发展,家庭炊事、集体大灶、民用采暖、野炊等,也不同程度的燃用型煤和烧烤煤球,因此民用型煤的推广应用问题不大。我国工业型煤技术的研究起步较早,也取得了显著的科研成果,尤其是“七五”“八五”期间,国家曾多次组织工业型煤技术攻关,开发型煤工艺和粘结剂技术,但是,研究成果的推广应用均不理想。已建成的型煤厂较多,但实际生产型煤的厂家却较少,例如:山西省曾有年产2万t及以上的工业型煤厂153个,设计能力3000万t/a以上,实际生产工业型煤的厂家只有50家左右,产量仅3050万t/a。在型煤生产中,很多型煤企业因

13、冷、热强度低,热稳定性差,灰熔点低,固定碳下降严重,易粉化,产出率低,带出物多,燃烧活性差,正常气化不理想,防水性差,吸水潮解,需增加烘干设备,投资大等问题而无法正常生产7-8。312产生问题的原因(1型煤厂生产规模小,装备水平低。目前中国型煤生产厂生产规模一般在3万t/a以下,多数采用作坊式生产方式。工艺流程不规范,灵活性差,生产线能力不配套;与型煤生产配套的设备可靠性差,运行故障率高;生产自动化程度非常低;生产过程中原料计量不准,不能按标准配方生产,造成产品质量波动大7。(2设计规范和质量标准不健全。大多数型煤厂和型煤公司没有正规定型的设计工艺路线及工序配置,生产出的型煤产品也无统一规范的

14、质量标准检测法。(3型煤生产成本高,无法形成商业化生产规模。由于作坊式的生产方法和主要生产设备依赖进口,操作水平低,型煤厂或型煤企业生产不连续,质量不稳定,致使型煤生产成本居高不下,无法进行统一的大型商业化运作。(4工业型煤技术水平有待提高。型煤生产技术中的粘结剂技术有待创新;型煤生产设备中的核心设备依赖进口,国产核心设备质量偏低;型煤生产工艺、成型技术亟需改进,应提高型煤固硫率,提高型煤质量。参考文献:1徐虎.洁净煤技术的展望J.洁净煤技术,2007,13(1:89-92.2田海宏.中国型煤技术特点及发展动向J.应用能源技术,2004,(3:1-3.3吕志超.洁净型煤技术及推广应用探讨J.辽宁城乡环境科技,2004,27(2:17