型煤及其加工概述

1、型煤及其加工概述作者：孫孝仁 文章來源：山西省科技情報研究所 點擊數(shù)： 20940 更新時間：2007-1-3 10:10:21 摘要：型煤加工對于有效地利用粉煤資源和保護(hù)環(huán)境具有十分重要的意義。本文簡單介紹了型煤的粘結(jié)劑成型和無粘結(jié)劑成型兩種生產(chǎn)工藝，同時介紹了對輥式、沖壓式、環(huán)式和螺旋式等型煤成型機(jī)。關(guān)鍵詞型煤型煤加工粉煤型煤成型機(jī) 在我國的能源構(gòu)成中，煤炭占有十分重要的地位。據(jù)統(tǒng)計，在我國能源生產(chǎn)和消費中，煤炭約占總量的75%左右。但是，隨著采煤機(jī)械化程度的不斷提高， 粉煤在原煤中所占的比例也越來越大。粉煤比例的增加不僅降低了散煤的燃燒效率，而且嚴(yán)重地污染了環(huán)境。發(fā)展型煤是提高粉煤利用率

2、和減少環(huán)境污染的重要途徑。研究表明，工業(yè)鍋爐、窯爐使用型煤后可比燒散煤節(jié)煤10%27%，煙塵排放量可減少50%60%，添加固硫劑后，二氧化硫的排放量可減少3550%。因此，發(fā)展型煤對我國具有十分重要的現(xiàn)實意義。 1 型煤的粘結(jié)劑成型 型煤的生產(chǎn)方法可分為粘結(jié)劑成型和無粘結(jié)劑成型兩大類。粘結(jié)劑成型是研究時間最長、應(yīng)用最廣的成型方法。這種方法主要用于無煙煤、煙煤和年老褐煤的成型。目前，世界上絕大多數(shù)型煤廠都采用粘結(jié)劑成型的方法生產(chǎn)型煤。 1.1粘結(jié)劑成型的工藝 粘結(jié)劑成型實際上是將粘結(jié)劑與煤炭顆粒均勻攪拌，然后利用型模加壓成型，再經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮筇幚恚詈螳@得符合要求的型煤。粘結(jié)劑成型的基本流程圖如圖

3、1所示。 篩分的目的在于選取塊煤另作他用。篩分的尺寸隨各廠工藝的不同而不同。有些廠將塊煤選出后，將小于20毫米的煤用破碎機(jī)破碎至03毫米或06毫米直接用于生產(chǎn)型煤。有些廠將大于3毫米或6毫米的塊煤選出后，省略破碎工序，直接將小于3毫米或6毫米的粉煤用于型煤生產(chǎn)。 國外的型煤生產(chǎn)通常采用干燥工序，干燥的目的是將混合后的原煤水分保持在一定的水平。根據(jù)使用的粘結(jié)劑的不同，對混合后的原煤水分的要求也不同。例如，用瀝青作粘結(jié)劑，原煤水分應(yīng)保持在2%4%；用紙漿廢液或腐殖酸鹽溶液作粘結(jié)劑，原煤水分應(yīng)控制在10%12%。 破碎的目的是將原煤破碎到所需的粒度。為了避免鐵器損壞破碎機(jī)，一般在破碎機(jī)前安裝電磁除鐵

4、器。 攪拌工序的目的在于將原煤和粘結(jié)劑均勻混合，使粘結(jié)劑均勻地分布在煤炭顆粒的表面。采用瀝青作粘合劑時，還需通入蒸汽進(jìn)行加熱。 成型工序是型煤成型的關(guān)鍵。型煤成型機(jī)主要有對輥式成型機(jī)、沖壓式成型機(jī)和環(huán)式成型機(jī)等。蜂窩式成型機(jī)主要用于生產(chǎn)民用型煤。目前，在工業(yè)型煤中應(yīng)用最廣的是對輥式成型機(jī)。 剛剛成型的型煤強(qiáng)度很低，需要經(jīng)過后處理才能達(dá)到一定的強(qiáng)度。后處理工序也叫養(yǎng)護(hù)或干燥工序。后處理工序的目的在于使粘結(jié)劑在適當(dāng)?shù)臏囟认庐a(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，從而使型煤具有一定的強(qiáng)度。歐洲一些國家的型煤廠還在后處理工序中給型煤涂敷一層保護(hù)膜，從而使型煤具有防潮和耐磨的特性。 1.2粘結(jié)劑 粘結(jié)劑也是型煤技術(shù)的關(guān)鍵。目

5、前，世界上已開發(fā)了數(shù)百種不同的粘結(jié)劑。從發(fā)展趨勢看，各國在研究粘結(jié)劑時，主要將重點放在來源充足、當(dāng)?shù)匾椎谩⒘畠r、無污染和防水等方面。 型煤粘結(jié)劑大致可分為：有機(jī)粘結(jié)劑、無機(jī)粘結(jié)劑、工業(yè)廢料和復(fù)合粘結(jié)劑。 有機(jī)粘結(jié)劑可分為親水型和疏水型兩種。親水型有機(jī)粘結(jié)劑主要有淀粉、腐殖酸鹽和生物質(zhì)等。疏水型有機(jī)粘結(jié)劑主要有煤焦油瀝青、石油瀝青和高分子聚合物等，而高分子聚合物主要包括聚乙烯(醇)、聚苯乙烯、合成樹脂和樹脂乳膠等。 有機(jī)粘結(jié)劑的粘結(jié)性能好，固化后可使型煤具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。在高溫時，有機(jī)質(zhì)易于分解，因此用有機(jī)粘結(jié)劑生產(chǎn)的型煤，其熱機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性都不太理想。 無機(jī)粘結(jié)劑主要有石灰、水泥、粘土、

6、石膏和硅酸鈉等。無機(jī)粘結(jié)劑的共同特點是具有較強(qiáng)的粘結(jié)能力，固化后能起“骨架”的作用，使型煤具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。由于大多數(shù)無機(jī)粘結(jié)劑在較高的溫度下不易分解，因而用無機(jī)粘結(jié)劑生產(chǎn)的型煤的熱機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性都比較理想。無機(jī)粘結(jié)劑的主要缺點是防水性差并增加了型煤的灰分。 工業(yè)廢料主要指紙漿廢液、釀酒廢液、制革廢液和制糖廢液等。這些廢液主要屬于有機(jī)粘結(jié)劑。利用工業(yè)廢料作為粘結(jié)劑既可使廢物得到充分的利用，又可大大減少廢料對環(huán)境的污染。這是值得大力提倡的好事。 復(fù)合粘結(jié)劑是指同時使用兩種或兩種以上不同物質(zhì)作粘結(jié)劑。復(fù)合粘結(jié)劑可以利用不同物質(zhì)的優(yōu)點，互相補(bǔ)充，從而使型煤具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。復(fù)合粘結(jié)劑主要包括

7、有機(jī)有機(jī)、有機(jī)無機(jī)、無機(jī)無機(jī)三種形式。另外，為了賦予粘結(jié)劑或型煤特殊的性能，人們常常在粘結(jié)劑中添加少量添加劑。這些添加劑主要包括固硫劑、防水劑、速凝劑和助燃劑等。 2 型煤的無粘結(jié)劑成型 型煤的無粘結(jié)劑成型是指在不加粘結(jié)劑的前提下用高壓直接成型。即原料煤經(jīng)過篩分后，送入干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后的粉煤冷卻到4045后，再由成型機(jī)壓制成型。這種成型方法廣泛用于褐煤的加工，盡管沒有外來的粘結(jié)劑，但它仍利用了煤炭本身含有的粘結(jié)性成分。另外，也有的型煤廠采用熱壓成型，用加熱的方法使中年褐煤產(chǎn)生一定的塑性，然后加壓成型。德國和匈牙利等國利用年青褐煤生產(chǎn)型煤已進(jìn)入商品化生產(chǎn)階段。 我國也有些小氮肥廠不用粘結(jié)劑

8、而將無煙煤轉(zhuǎn)變成清水濕煤棒，直接用作造氣爐的造氣材料。為了改善無煙煤硬度大、彈性大和塑性小的缺點，可在無煙煤中混入部分風(fēng)化煤。 3 成型設(shè)備 型煤生產(chǎn)涉及篩分、干燥、攪拌、成型、后處理、包裝和粘結(jié)劑制造等眾多的設(shè)備，其中最受人們關(guān)注的是成型設(shè)備。 成型設(shè)備是型煤生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，它的選擇應(yīng)以原煤的特性、型煤的用途及成型時的壓力等因素為基礎(chǔ)。目前工業(yè)上應(yīng)用最廣的是對輥式成型機(jī)，另外，還有沖壓式成型機(jī)、環(huán)式成型機(jī)和螺旋式成型機(jī)等。在我國，蜂窩式成型機(jī)也廣泛應(yīng)用于民用型煤的生產(chǎn)。3.1 對輥式成型機(jī) 對輥式成型機(jī)的工作原理如圖2所示，它主要由兩個大小相同的壓輥和加料箱組成。 在壓輥的表面分布著許多型

9、模，每個型模相當(dāng)于半個型煤的形狀。有的加料箱中還裝有螺旋送料器，以便及時送料并對原煤進(jìn)行預(yù)壓。 在對輥式成型機(jī)中，原煤受壓的時間短，成型壓力不大，因而型煤的彈性變形較小。目前，這種機(jī)型主要用于生產(chǎn)使用粘結(jié)劑的型煤。 3.2 環(huán)式成型機(jī) 環(huán)式成型機(jī)有固定外環(huán)和旋轉(zhuǎn)外環(huán)兩種形式，其工作原理如圖3所示。 對固定外環(huán)成型機(jī)來說，型煤是被旋轉(zhuǎn)壓輥從固定外環(huán)的底部擠出的，型煤被擠出后由切刀切斷。而旋轉(zhuǎn)外環(huán)成型機(jī)的成型是由旋轉(zhuǎn)外環(huán)和壓輥共同旋轉(zhuǎn)來完成的。 3.3 沖壓式成型機(jī) 沖壓式成型機(jī)有多種不同的型式，目前應(yīng)用最廣的是液壓沖壓缸和曲柄連桿沖壓缸成型機(jī)，沖壓式成型機(jī)的工作原 理如圖4所示。 沖壓式成型機(jī)的生產(chǎn)過程如下：給料機(jī)構(gòu)將一定數(shù)量的原料煤送入成型機(jī)內(nèi)；沖桿前移，原料煤被逐步壓實，成為型煤；在沖桿前移的同時，已成型的型煤被向前推動一定的距離，而最前端的型煤被推出了型模；沖桿回程，返回到起始位置。 沖壓式成型機(jī)的優(yōu)點是成型壓力大，型煤在成型過程中多次受壓而易產(chǎn)生塑性變形。其缺點是耗能大、單產(chǎn)低。 3.4 螺旋式成型機(jī) 螺旋式成型機(jī)的工作原理如圖5所示，原料煤由供料口加入，螺旋葉片向前推進(jìn)原料煤， 同時