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型煤技术及发展现状分析
作者:管理员    发布于:2015-01-12 08:46:18    文字:【】【】【

型煤技术及发展现状分析

    能源短缺和环境污染已成为全球性的两大问题,严重威胁着人类的生存和健康。我国是当今世界上最大的产煤国和消费国,煤炭作为能源在国民经济发展中做出巨大贡献的同时,在其开发与利用过程中也带来了一系列环境污染问题。因此寻求一种高效、洁净的燃煤方式是我国经济可持续发展的重要任务。

    型煤以其具有提高热效率、节约能源、降低大气污染等优势而被广泛关注。型煤与散煤相比,可以减少烟尘排放量约70%,减少SO2排放量60%以上,节煤率达15%~20%。因此,发展型煤是有效利用煤炭资源、减少燃煤污染的重要途径。

    型煤技术

    型煤是以粉煤为主要原料,添加粘结剂、助燃剂、固硫剂后,按具体用途所要求的配比、机械强度和形状大小经机械加工压制成型的,具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。型煤可分为工业型煤和民用型煤。工业型煤有化工用型煤,用于化肥造气、蒸汽机车用型煤、冶金用型煤(又称为型焦);民用型煤又称为生活用煤,用于炊事和取暖。型煤按加工工艺,可分为冷压成型和热压成型两种。由于冷压成型需要加入粘结剂,且工艺比较简单,又称为粘结成型,在我国获得广泛的应用。

    1.工业型煤

    (1)化工用型煤。此用途的型煤一般为35mm~50mm的球状,可用无烟煤或焦油产率大于10%的褐煤成型,发热量要求较高。主要用于化肥造气,生产半焦、液体或气体燃料和生产甲醇、醋酸等化工产品。

    (2)作蒸汽机车燃料型煤。该种型煤主要有卵形和滴水型等几种形状。我国研制的机车型煤,可节煤8%以上。该种型煤的燃烧温度较高,因此可以通过配料技术改善煤质,来提高型煤灰熔点的技术难点。

    (3)型焦。型焦是将弱粘结性粉煤成型后,在连续炼焦炉内焦化,或利用高速热解析出胶质体的方法实现热压成焦。发展型焦可以扩大炼焦原料,提高焦炉效率。

    2.民用型煤

    民用型煤一般为35mm~50mm球状或180mm×180mm×100mm方形,可由无烟煤、烟煤、褐煤、泥炭或浮选尾煤等作为主要原料,通常发热量要求在5500大卡左右,这种型煤的结构和原料配方比较复杂。一般由点火层、引火层和煤本体三部分组成,各层原料的配方不同。为了推广民用型煤,1987年国务院环境保护委员会颁布了《关于发展民用型煤的暂行方法》,对煤炭的分配、型煤的生产等做出了规定。

    3.型煤优势

    型煤成型过程中,通过加入不同的添加剂,改变原料煤的某些特性,增加反应活性、易燃性、热稳定性,提高灰熔点,同时具有固硫等功能。燃用型煤后可达到节煤、降尘、减少有害气体排放量的效果。和烧散煤相比,通常可节煤15%~20%,提高热效率10%~15%,减小烟尘排放量60%~80%,强致癌物(Bap)减少50%以上。型煤添加固硫剂后,SO2、NOx的排放量减少50%~60%。型煤技术不仅使低质的粉煤、泥煤、褐煤提高了其经济价值,而且在利用过程中可以给人们一个相对洁净的环境。

    由于不同添加剂可改变原料煤的某些特性,使得不能用于气化炉或锅炉的弱粘结性煤破粘,变成适用的造气型煤或锅炉型煤,从而扩大煤炭的利用途径。在一台型煤成型机上,可以按照锅炉燃煤的粒径配比要求,适当改变型窝的形状,生产多粒级型煤,再与经过分级的筛上原煤混烧,这样可以实现燃料煤的粒径级配,从而改善锅炉,窑炉的燃烧特性,提高燃烧热效率,节约煤炭资源。

    随着采煤机械化程度的提高,块煤产率逐渐下降,难以满足工业对块煤的需求。粉煤、泥煤堆积量日益增加,发展工业型煤,不仅可以缓解块煤供不应求的被动局面,而且为粉煤、泥煤的合理、有效利用开辟了新的途径。

    型煤发展及现状

    1.国内型煤技术研究现状

    工业型煤在中国的发展起步于上世纪50年代,由于化肥生产的需要,气化型煤发展较快,上世纪60年代无烟粉煤成型用于中、小氮肥厂气化代替了约60%的化肥用无烟块煤,有利地促进了合成氨工业的发展,并且先后开发了石灰碳化煤球、纸浆煤球、腐殖酸煤球、粘土煤球、清水煤棒等。

    工业型煤作为清洁、高效的新型燃料,曾被列入国家“七五”、“八五”攻关项目,引起了国内各科研院所、大专院校、煤炭企业的普遍关注。煤科总院北京煤化所、中国科学院山西煤化所、中国矿业大学及矿大研究生部等在型煤粘结剂、锅炉型煤制备等诸多方面进行研究开发,取得了大量研究成果。同时国家环保局和国家科委投入大量的人力物力,组织有关单位在北京、杭州、太原、黄石等地,对工业锅炉固硫型煤进行了专门的攻关研究,并取得了可喜的成果。但目前来看,真正能够生存下来的型煤企业并不多,因为,一是由于型煤产品本身的质量问题,如有的防水性能不佳,产品极易吸水潮解而失去或降低强度;有的热性能不理想,难以进行正常的燃烧和气化;有的粘结剂加入量较大,型煤灰分增加较多而降低了产品热值;有的粘结剂来源受限制,生产成本较高。二是由于人为因素和社会因素,使得型煤难以规模化、产业化。

    2.山西省型煤技术应用现状

    山西省作为产煤及燃煤大省,且煤炭资源以中硫煤和高硫煤为主,加强煤炭能源的洁净利用早已走在全国的先列,型煤技术较早的应用于山西,主要以民用蜂窝煤和化肥厂造气型煤为主。上世纪90年代,以中科院山西煤化所、太原理工大学、山西大学等高等院校和一些科研机构在型煤粘结剂、型煤成型技术等方面进行了大量的研究,且取得了一定的成果。但真正能够应用于规模生产的只有少数几家,以山西晋城为例,近十几年来,该市曾先后建起的型煤厂家约40余座,目前仅有几家能正常生产,大部分处于停产、半停产、濒于倒闭状态。原因主要有①型煤粘结剂质量不过关,导致型煤不防水或强度低,只能就地销售,不能长途运输;②型煤成本高。由于型煤所用的粘结剂价格在一般情况下高出原煤许多,再加上型煤生产要消耗一定的人力及电能,型煤生产厂家也要获取一定的利润, 致使锅炉型煤的售价一般比可代替煤种高出数十元,也很难形成市场;③劣质型煤充斥市场损害了型煤专用锅炉用户的利益,从而影响了型煤的推广。有的型煤厂家受经济利益驱动,在没有掌握核心技术的前提下,匆匆生产销售;有的厂家为了迎合用户想省钱的心理,使用劣质煤或掺入大量粘土以达到降低成本的目的。无序的市场竞争,一时间使得这些只图经济利益的厂商有机可乘,失去了预期的环保效益,质量问题及无序竞争已成为制约型煤市场良性发展的瓶颈。

    结 语

    型煤虽经过几十年的发展,但型煤在中国依然没有实现规范化、产业化,大部分仍然是分散的、各自为政的、小型的手工作坊式的落后生产经营方式。这在很大程度上也制约了型煤技术的发展。因此,相关部门应该建立和统一规范,同时加强监管。对燃煤锅炉煤炭的品质要按国家规定严格要求,从锅炉源头上对燃料做出严格的限制,即禁止锅炉燃烧高灰高硫的原煤,推广使用洁净配煤或添加燃煤助燃剂。同时要做好对原煤、型煤产品的随机抽查工作,对不符合环保要求的厂家,相关部门应联合执法,采取罚款等手段进行处罚,从源头上根除超标煤的来源。

    目前我国大中城市型煤普及率达60%,但在中小城镇和农村仍以原煤、薪柴、秸秆为主要燃料,型煤普及率很低。同时我国工业锅炉、窑炉年消耗煤炭量较大,其中燃用型煤的消耗量仅占到4.9%,因此型煤的需求仍然很大,配套开发优质、高效、节能、低污染的炉具和高固硫率型煤的规模化生产是今后山西洁净煤技术的发展方向。

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