第二章煤燃燒前的凈化

第三章煤燃燒前凈化３.1潔凈煤技術(shù)基礎(chǔ)３.2選煤技術(shù)３.3型煤技術(shù)３.4水煤漿技術(shù)3.1潔凈煤技術(shù)基礎(chǔ)潔凈煤技術(shù)潔凈煤技術(shù)（CleanCoalTechnology）——針對燃煤對環(huán)境造成污染提出的技術(shù)對策，旨在減少污染和提高效率的煤炭加工、燃燒、轉(zhuǎn)化和污染控制新技術(shù)的總稱。

3.1潔凈煤技術(shù)基礎(chǔ)3.1潔凈煤技術(shù)基礎(chǔ)美國潔凈煤技術(shù)的發(fā)展

美國于1986年推行“潔凈煤技術(shù)示范計(jì)劃（CCTP）,在能源部的主持下，先后投資52億美元，選定38個(gè)商業(yè)性示范項(xiàng)日，涉及4個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域，即先進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)、環(huán)境控制設(shè)備、煤炭加工清潔燃料裝置、工業(yè)應(yīng)用技術(shù)示范項(xiàng)目。

3.1潔凈煤技術(shù)基礎(chǔ)美國潔凈煤技術(shù)的發(fā)展3.1潔凈煤技術(shù)基礎(chǔ)

歐共體的潔凈煤研究與發(fā)展計(jì)劃主要目標(biāo)：改善煤電生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和增強(qiáng)歐洲潔凈煤技術(shù)的出口潛力；近期目標(biāo)：提高現(xiàn)有電站效率，降低排放水平；中期目標(biāo)：支持IGCC和PFBC示范工程的商品化；長期目標(biāo)：建立設(shè)計(jì)簡單、裝備先進(jìn)的新一代技術(shù)基地。日本通產(chǎn)省于2000年公布了“21世紀(jì)煤炭計(jì)劃”該計(jì)劃提出在2030前分3個(gè)階段研究開發(fā)潔凈煤技術(shù)。其主要項(xiàng)目有:先進(jìn)發(fā)電、高效燃燒、脫硫脫氮和降低煙塵；利用煤氣的燃料電池、煤炭制造—甲醚和甲醇、水煤漿、煤炭液化和煤炭氣化等。3.1潔凈煤技術(shù)基礎(chǔ)按照國務(wù)院1997年批準(zhǔn)的《中國潔凈煤技術(shù)九五計(jì)劃和2010年發(fā)展規(guī)劃》，中國潔凈煤技術(shù)包含四個(gè)領(lǐng)域、十四項(xiàng)技術(shù)1、煤炭加工領(lǐng)域：選煤、型煤、水煤漿；2、煤炭高效燃燒與先進(jìn)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域：CFBC、PFBC、IGCC；3、煤炭轉(zhuǎn)化領(lǐng)域：氣化、液化和燃料電池；4、污染排放控制與廢棄物處理領(lǐng)域：煙氣凈化、電廠粉煤灰綜合利用、煤層氣的開發(fā)利用、煤矸石和煤泥水的綜合利用。

3.1潔凈煤技術(shù)基礎(chǔ)

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3.2選煤技術(shù)一、選煤的目的

1、除去原煤中的雜質(zhì)，降低灰分和硫分，提高煤炭質(zhì)量，適應(yīng)用戶的需要；

2、把煤炭分成不同質(zhì)量、規(guī)格的產(chǎn)品，適應(yīng)用戶需要，以便有效合理的利用煤炭，節(jié)約用煤；

3、煤炭經(jīng)過洗選，矸石可以就地廢棄，可以減少無效運(yùn)輸，同時(shí)為綜合利用煤矸石創(chuàng)造條件。

3.2選煤技術(shù)參考資料：《選煤基礎(chǔ)知識》吳式瑜岳勝云編著

我國的選煤技術(shù)有了很大進(jìn)步。我國選煤技術(shù)的研究和開發(fā)已經(jīng)步人世界先進(jìn)行列。各種選煤方法所占比例也發(fā)生了較大變化，具體如下：跳汰選占26%，重介質(zhì)選占54%，浮選占14%，風(fēng)選占5%，其它方法占1%。常規(guī)選煤方法可以去除50%～60%的灰分和30%～40%的硫分。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每入選1億噸原煤可以減少燃煤排放SO22150萬噸，選煤脫硫成本僅及煙氣脫硫費(fèi)的1/2，1995年全國入選原煤2.2億噸，實(shí)現(xiàn)利稅62.5億元，節(jié)省運(yùn)費(fèi)40億元。3.2選煤技術(shù)1、原理

在垂直脈動的介質(zhì)中按顆粒密度差別進(jìn)行選煤的過程叫跳汰選煤。二、跳汰選煤3.2選煤技術(shù)水作分選介質(zhì)的叫水力跳汰，以空氣作分選介質(zhì)的叫風(fēng)力跳汰，以重懸浮液作分選介質(zhì)時(shí)叫重介跳汰。

選煤生產(chǎn)中，以水力跳汰用得最多。3.2選煤技術(shù)（1）床層松散上升水流的速度和加速度對床層松散起決定性作用。速度和加速度配合不當(dāng)，可能使床層不松散或整起整落，只有大小適宜才可得良好的松散。（2）分層原理3.2選煤技術(shù)3.2選煤技術(shù)2、跳汰機(jī)

跳汰機(jī)的種類繁多，用處各有不同。（1）按產(chǎn)生脈動水流的動力源的不同：可分為活塞跳汰機(jī)、無活塞跳汰機(jī)。無活塞跳汰機(jī)中水流的脈動是利用壓縮氣來推動的。（2）按風(fēng)室的布置形式分，有側(cè)鼓式與篩下空氣室跳汰機(jī)。3.2選煤技術(shù)側(cè)鼓式3.2選煤技術(shù)三、重介質(zhì)選煤3.2選煤技術(shù)在靜止的懸浮液中，作用在顆粒上的力有重力G和浮力Go，因此，懸浮液中顆粒所受的合力為：而則1、原理：在密度大于1的介質(zhì)中，按顆粒密度的差異進(jìn)行選煤，叫重介質(zhì)選煤或重介選煤。選煤所用的重介質(zhì)有重液和重懸浮液（簡稱懸浮液）兩類。重液：有機(jī)溶液（如四氯化碳、三溴甲烷）和無機(jī)鹽水溶液（如氯化鋅水溶液、氯化鈣水溶液），它們是穩(wěn)定介質(zhì)，放置很長時(shí)間能保持自己的物理性質(zhì)。懸浮液：是固體粒子和水的混合物，靜置后粒子即下沉，使懸浮液密度上、下不一致，為不穩(wěn)定介質(zhì)。目前，國內(nèi)外普遍采用磁鐵礦粉與水配制的懸浮液作選煤用。3.2選煤技術(shù)2、重介質(zhì)選煤機(jī)3.2選煤技術(shù)具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、重量輕、傳動機(jī)構(gòu)簡單、提升輪磨損較小。3.2選煤技術(shù)重介質(zhì)旋流器選煤原理在離心場的作用下：質(zhì)量為的顆粒受到的離心力為懸浮液給的向心力顆粒在懸浮液中半徑為r處受到的合力F為：3.2選煤技術(shù)物料和懸浮液以一定壓力沿切線方向給入旋流器，形成強(qiáng)有力的漩渦流。液流從入料口開始沿旋流器內(nèi)壁形成一個(gè)下降的外螺旋流；在旋流器軸心處形成一股上升內(nèi)螺旋流;由于內(nèi)螺旋流具有負(fù)壓而吸入空氣，在旋流器軸心形成空氣柱;入料中的精煤隨內(nèi)螺旋流向上，從溢流口排除；矸石隨外螺旋流向下，從底流口排除。3.2選煤技術(shù)重介質(zhì)旋流器是—種結(jié)構(gòu)簡單、無運(yùn)動部件的選煤沒備。根據(jù)機(jī)體形狀分為圓錐型和圓筒型重介質(zhì)旋流器；根據(jù)給料壓力分為有壓給料和無壓給料重介旋流器；根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量可分為兩產(chǎn)品和三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器。3.2選煤技術(shù)3.2選煤技術(shù)3.2選煤技術(shù)3.2選煤技術(shù)3.2選煤技術(shù)3、重介質(zhì)選煤特點(diǎn)重介質(zhì)選煤是當(dāng)前最先進(jìn)的一種重力選煤方法。（1）、可以嚴(yán)格地按密度分選，分選效率高；（2）、能有效地分選難選煤和極難選煤；（3）、對原煤的適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)中受給煤量和原煤質(zhì)量波動的影響較?。唬?）、入選粒度范圍寬，入料上限大，其上限可達(dá)500～1000mm，因此可代替人工手選，使選煤過程全部機(jī)械化：（5）、重介質(zhì)分選設(shè)備構(gòu)造簡單，生產(chǎn)操作和工藝過程的調(diào)整比較方便等。3.2選煤技術(shù)4、重懸浮液重介質(zhì)選煤用的重懸浮液是細(xì)磨高密度固體微粒與水的混合物。選擇加重質(zhì)，注意粒度和密度的綜合要求。達(dá)到重懸浮的分選密度及重懸浮液的穩(wěn)定性；保證較好的流動性，粘度不能高；

其次，要無毒，無腐蝕性，不污染精煤，價(jià)廉，來源廣，易回收。工業(yè)上可以采用的加重質(zhì)有磁鐵礦、重晶石、黃鐵礦、砂子、黃土等。選煤中主要用磁鐵礦（Fe3O4）。3.2選煤技術(shù)3.2選煤技術(shù)重介質(zhì)懸浮液制備3.2選煤技術(shù)3.2選煤技術(shù)磁選機(jī)工作原理四、浮選1、原理從左至右，隨著礦物親水程度的減弱，水滴越來越難于鋪開而成為球形；氣泡的形狀正好與水滴的形狀相反，從右向左，隨著礦物表面親水性的增強(qiáng)，氣泡變?yōu)榍蛐?。顯然，在水中親水性的礦物難與氣泡附著，可浮性差；疏水性的礦物易與氣泡附著，可浮性好。3.2選煤技術(shù)3.2選煤技術(shù)2、浮選的特點(diǎn)為了從大量的煤泥中選出精煤，提高精煤產(chǎn)率，增加經(jīng)濟(jì)收益，選煤廠廣泛采用浮選方法分選煤泥。煤泥的來源有兩個(gè)：入選原煤中所含，即開采和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的，稱為原生煤泥；一為選煤過程中粉碎和泥化產(chǎn)生的，稱為次生煤泥。3.2選煤技術(shù)煤泥浮選需要的基建投資和生產(chǎn)費(fèi)用都較重選高。3、浮選夜配制（1）起泡劑在浮選過程中控制氣泡大小和維持泡沫穩(wěn)定性的浮選藥劑叫做起泡劑。當(dāng)吸附有起泡劑單分子層的氣泡相互接觸時(shí)，由于它們之間有兩層起泡劑單分子層所形成的水層相隔，因而氣泡在水中不容易合并、在水面上也不容易破滅。3.2選煤技術(shù)松木加工副產(chǎn)品黃油、重松節(jié)油等。石油、化工副產(chǎn)品這類藥劑包括雜醇、仲辛醇、高級醉、戊醇?xì)堃旱?。雜醇：主要是酒精廠、香料廠、糖廠、化肥廠的副產(chǎn)品，為黃褐色液體，有較好的起泡性能．主要成分是戊醉。3.2選煤技術(shù)

（2）捕收劑提高煤粒表面疏水性的藥劑稱為捕收劑，它具有捕收煤粒的作用。提高煤粒表面疏水性的藥劑稱為捕收劑，它具有捕收煤粒的作用。浮選煤炭時(shí)通常采用非極性碳?xì)浠衔铮缑河?、柴油等。非極性油類藥劑雖不溶于水，但由于強(qiáng)烈的攪拌作用，被粉碎成許多小油滴而分散在礦漿中。這些小油滴一經(jīng)與煤粒相遇，就附著在煤粒表面。煤粒的疏水性越強(qiáng)，油滴在其表面附著的可能性越大，附著得越快、越多、越牢固。非極性的小油滴不與親水性的矸石附著。3.2選煤技術(shù)4、浮選機(jī)3.2選煤技術(shù)3.2選煤技術(shù)3.2選煤技術(shù)一、什么是型煤技術(shù)

將煤粉和低品位煤加工制成一定強(qiáng)度和形狀的煤產(chǎn)品。二、發(fā)展型煤技術(shù)的意義

我國的工業(yè)鍋爐和市場用煤年耗煤量約5億t，這些設(shè)備均屬層燃方式，要求以型煤為燃料，而煤礦采出原煤的塊煤率不足20%，因而塊煤供不應(yīng)求。研究表明，燃用型煤的工業(yè)鍋爐平均節(jié)煤25%，民用鍋爐20%；同時(shí)少排放CO70～80%，煙塵60%，若添加固硫劑，SO2可減少40%～60%以上的排放，NOX減少55%?！?.3型煤技術(shù)§

3.3型煤技術(shù)參考資料：《型煤技術(shù)》徐振剛劉隨芹主編三、型煤分類§3.3型煤技術(shù)四、民用型煤上點(diǎn)火蜂窩煤由煙煤、褐煤做原料，用火柴或報(bào)紙點(diǎn)燃，它由點(diǎn)火劑、引火劑及煤本體組成。點(diǎn)火劑由二氧化錳、氯酸鹽、硝酸鹽等氧化劑，煤炭、炭素等可燃物及少量穩(wěn)定防潮劑（石蠟、松香、硬酯酸鈣等）和粘結(jié)劑組成。§3.3型煤技術(shù)民用型煤比散燒節(jié)煤20%～30%，煙塵減少40%～60%，CO減少80%；加固硫劑后二氧化硫減少40%～60%，氮氧化合物減少55%，Bap（多環(huán)芳烴）減少90%，煙氣黑度達(dá)到林格曼1/4級?！?.3型煤技術(shù)

19世紀(jì)末法國科學(xué)家林格曼將煙氣黑度劃分為六級,標(biāo)準(zhǔn)的林格曼煙氣黑度圖由14cm×21cm不同黑度的圖片組成，除全白與全黑分別代表林格曼黑度0級和5級外，其余4個(gè)級別是根據(jù)黑色條格占整塊面積的百分?jǐn)?shù)來確定的，黑色條格的面積占20%為1級；占40%為2級；占60%為3級；占80%為4級。

§3.3型煤技術(shù)五、工業(yè)型煤種類：（1）造氣型煤（2）型焦及煉焦配用型煤（3）工業(yè)鍋爐使用§3.3型煤技術(shù)在1200℃的密閉爐（稱為煉焦?fàn)t）中干餾，可得固定碳很高含量之煤焦，俗稱焦炭；因?yàn)槿毖?，所以不會燒掉，某些固體因?yàn)闊崃砍蔀闅怏w，而剩之且成泡沫狀之碳物體就是焦炭了。用來制成焦炭之煤稱之為“焦炭煤”，其應(yīng)具有低硫量及特定灰分的特性；制焦炭過程稱為“干餾”，其中產(chǎn)生氣體部分冷卻之后就成為煤焦油。§3.3型煤技術(shù)煤氣是無色透明的氣體，能猛烈燃燒。用煤氣做燃料，溫度高，火力猛，污染少。家庭和工廠用的管道燃?xì)庥械木褪敲簹?。煤氣還是多種化工原料，用它來合成橡膠、化肥等工業(yè)品。煤焦油是一種黑褐色的很臭的油，但用途很多，可以用來合成塑料、合成纖維、殺蟲劑、糖精、染料、藥品、炸藥等多種工業(yè)品。焦炭是灰黑色的、有小孔的固體，與煤相比雜質(zhì)少，是冶煉鋼鐵不可缺少的燃料?！?.3型煤技術(shù)焦炭主要之功用是用來冶鐵煉鋼，將焦炭、鐵礦及石灰石混和在鼓風(fēng)爐之中燃燒，經(jīng)不完全氧化，生成一氧化碳，再將氧化鐵還原成鐵，就可制成煉鋼所需要之純鐵了。其反應(yīng)可由下列之反應(yīng)式表示：C＋O2→COFe2O3＋3CO→2Fe＋3CO2亦可直接將氧化鐵還原：Fe2O3＋3C→2Fe＋3CO§3.3型煤技術(shù)

工業(yè)鍋爐用型煤優(yōu)點(diǎn)粒度均勻、孔隙率大

型煤進(jìn)入爐膛時(shí)，在床層上堆積—定的厚度，由于其孔隙率較一般大20%，床層的風(fēng)阻力小，空氣分布均勻。煤燃燒反應(yīng)表面積大，從而可強(qiáng)化中燒，使灰渣的含碳量明顯減少。型煤有較好的熱變形特性，確保型煤能氣全燒透。

型煤進(jìn)入爐膛后，由于上下表面溫度不均勻，當(dāng)受熱膨脹時(shí)因應(yīng)力的釋放及上、下表面的膨脹不均勻，使型煤上表面出現(xiàn)花卉狀的裂縫。§3.3型煤技術(shù)型煤燃燒時(shí)，飛灰和漏煤大量減少，能消除煙塵，減輕污染，節(jié)約能源。降粘通過配煤熱壓成型，會使型煤的粘結(jié)性明顯降低。改變灰熔點(diǎn)所謂阻熔是指提高煤的灰熔融性（ST）。例如：大同煤的ST為1190℃，而鯉魚江煤的ST為1480℃，混合型煤的灰熔融性為1265℃，比大同煤的灰熔融性提高了75℃。使用型煤可以降低爐內(nèi)空氣過量系數(shù)，減少床層通風(fēng)阻力，降低風(fēng)機(jī)功耗，減少排煙損失，提高鍋爐效率。§3.3型煤技術(shù)六、型煤成型工藝§3.3型煤技術(shù)1、無粘結(jié)劑冷壓成型（1）破碎破碎的作用除減小煤的粒度外，還可使煤粒度較為均勻，這樣在成型時(shí)可使煤粒緊密接觸，成型后強(qiáng)度較高。一般要求將原煤破碎到4mm以下，其中1mm以下的煤粒占60%左右即可。（2）干燥對無粘結(jié)劑成型，控制原煤的含水量特別重要。制作燃料型煤，煤中的剩余水分應(yīng)在12%～16%之間。當(dāng)對煤料進(jìn)行干燥時(shí)，不僅可降低水分含量，還可使不同粒度煤中剩余水分分布均勻。

§3.3型煤技術(shù)原料煤破碎篩分干燥冷卻壓制冷卻成品

（3）冷卻適宜的成型溫度在60～70℃范圍內(nèi)，這個(gè)溫度常比干燥出來的粉煤溫度低，因此就需要冷卻。

（4）壓制冷卻到適宜的成型溫度后，在沖壓式成型機(jī)或環(huán)式成型機(jī)上進(jìn)行壓制。在壓制過程中，溫度還會升高。為了防止型煤自燃，制得的型煤還需冷卻，然后才能準(zhǔn)放或儲存。§3.3型煤技術(shù)2、粉煤有粘結(jié)劑成型

（1）原料煤干燥疏水性有機(jī)粘結(jié)劑，原料煤的水分含量大于4%時(shí)（質(zhì)量比），就不能正常粘結(jié)。若用親水性有機(jī)粘結(jié)劑或水溶性無機(jī)粘結(jié)劑時(shí)，要求物料具有適當(dāng)水分以利提高型煤強(qiáng)度，一般成型水分控制在8%～10%為宜。（2）原料煤的破碎一般采用的粒度為0～3mm，目前往往是將原料煤加入粘結(jié)劑后再送入破碎機(jī)破碎，在破碎的同時(shí)也進(jìn)行初步混合。

§3.3型煤技術(shù)原料煤與粘結(jié)劑成型原料制備成型生球固結(jié)成品型煤（3）配料即按預(yù)先經(jīng)過試驗(yàn)得到的方案，嚴(yán)格控制原料粉煤和粘結(jié)劑的用量比進(jìn)行配料。（4）物料混合在實(shí)際生產(chǎn)過程中，除在破碎的同時(shí)進(jìn)行初步的混合外，還另有專門的攪拌設(shè)備進(jìn)行混合，一般采用雙軸攪拌機(jī)或立式攪拌筒進(jìn)行混合均勻，以保證型煤質(zhì)量。§3.3型煤技術(shù)（5）成型成型原料制備完畢之后，用成型機(jī)進(jìn)行成型。（6）固結(jié)一般說來，剛從成型機(jī)壓制出來的型煤強(qiáng)度還很低，不能直接應(yīng)用，這時(shí)型煤里的煤粒暫時(shí)被粘結(jié)在一起，為了保證粘結(jié)劑能成為堅(jiān)強(qiáng)的骨架，使煤粒間牢固地粘結(jié)，生球固結(jié)就成為必不可少的—個(gè)環(huán)節(jié)?！?.3型煤技術(shù)由于采用的粘結(jié)劑不同，因而有不同的固結(jié)方法。以石灰為粘結(jié)劑的石灰型煤，生球固結(jié)是采用碳化方式，即生球中的Ca（OH）2與碳化氣體中的CO2反應(yīng)生成CaCO3。型煤就是依靠碳化過程中生成CaCO3的作為骨架固結(jié)，成為具有較高強(qiáng)度的人造塊煤。碳化反比式如下：§3.3型煤技術(shù)（7）粘結(jié)劑

1）種類有機(jī)粘結(jié)劑：焦油、瀝青、淀粉、腐殖酸、本質(zhì)素磺酸鹽、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。無機(jī)粘結(jié)劑：粘土、膨潤土、高嶺土、石灰、水玻璃、石膏、水泥、氯化鈉等。工業(yè)廢棄物：紙漿廢液、制糖廢液、制革廢液、釀酒廢液、糠醛渣、電石渣、動物血漿、污泥。復(fù)合粘結(jié)劑：粘土-紙漿廢液、淀粉-膨潤土、麥秸-石灰?！?.3型煤技術(shù)2）要求粘結(jié)性好，流動性強(qiáng)，在煤粒表面易擴(kuò)散、分布均勻；能很好潤濕煤表面，且增加粒子間的作用力；來源廣，價(jià)廉，無污染；無機(jī)物含量低，盡量減少增加型煤的灰分，固硫效果好；制備工藝簡單；使型煤具有抗?jié)穹浪阅堋Ａ慷?、價(jià)低§3.3型煤技術(shù)3、粉煤熱壓成型1）快速加熱煤加熱溫度升到340～500℃時(shí)，即有氣體和液體產(chǎn)生，同時(shí)形成膠質(zhì)體，煤逐漸軟化熔融。煤是否具有粘結(jié)性要視加熱過程中所形成的膠質(zhì)體的數(shù)量和質(zhì)量，而加熱過程中所形成膠質(zhì)體的數(shù)量和質(zhì)量首先取決于煤種，其次取決于加熱速度。

§3.3型煤技術(shù)煤種

按能否形成膠質(zhì)體可將煤分為粘結(jié)性煤和非粘結(jié)性煤。根據(jù)形成的膠質(zhì)體的多少，又可將粘結(jié)性煤分為：強(qiáng)粘結(jié)性煤（膠質(zhì)體最大厚度大于25mm）、中等粘結(jié)性煤（為9~25mm）、弱粘結(jié)性煤（小于9mm）?！?.3型煤技術(shù)

加熱速度慢速加熱條件下（如1～3℃/min）。受熱時(shí)間長，膠質(zhì)體一旦形成，隨即就進(jìn)一步分解，產(chǎn)生較多的氣，在這種情況下，煤的軟化溫度較高，固化溫度較低，塑性溫度區(qū)間也就較窄，可塑性小，膠質(zhì)體的流動性也較差，不可能形成較多的膠質(zhì)體，所以慢速加熱不可能改善粘結(jié)性能。

§3.3型煤技術(shù)在快速加熱條件下，如在0.5～1min內(nèi)就達(dá)到煤的軟化溫度400℃左右，由于受熱時(shí)間短，形成的膠質(zhì)體還來不及進(jìn)一步分解，就再次結(jié)合，形成分子較大的膠質(zhì)體。一般說來，在中壓下（50MPa）即可獲得強(qiáng)度較好的型煤。因此，熱壓成型過程中需要較高的加熱速度。§3.3型煤技術(shù)2）維溫分解

加熱到塑性溫度的煤粒，進(jìn)一步熱分解和熱縮聚，使煤?！败浕?，并由于氣體產(chǎn)物的生成，使煤粒膨脹。為了使熱解的揮發(fā)產(chǎn)物進(jìn)一步析出，以防止熱壓后型塊膨脹或碳化處理時(shí)外裂，應(yīng)在塑性溫度下隔熱維溫2～4min左右。3）擠壓成型經(jīng)過維溫分解以后，處于膠質(zhì)體狀態(tài)的煤料中，還存在不可熔物質(zhì)或惰性粒子。為了使其均勻地分布于熔融物質(zhì)中，煤料在擠壓機(jī)中進(jìn)一步受到粉碎、擠壓和攪拌，以提高型煤結(jié)構(gòu)的均勻性和強(qiáng)度。§3.3型煤技術(shù)4）后處理突然冷卻會降低新化學(xué)鍵的相互作用力：在熱壓型煤中，由于熱分解和熱縮聚的時(shí)間不足，尚有部分膠質(zhì)體未轉(zhuǎn)化為固相，熱燜可延長液～固相轉(zhuǎn)化的時(shí)間；在熱壓型煤中，急驟冷卻，就會使結(jié)構(gòu)致密的型煤的表里溫度梯度加大，型煤的尺寸愈大，表里溫差就愈大，從而產(chǎn)生不同的收縮力，因而降低型煤的強(qiáng)度?！?.3型煤技術(shù)§3.3型煤技術(shù)§3.3型煤技術(shù)常見機(jī)械§3.3型煤技術(shù)齒輥破碎機(jī)§3.3型煤技術(shù)齒輥破碎機(jī)產(chǎn)物過粉碎程度小，結(jié)構(gòu)簡單工作可靠?！?.3型煤技術(shù)錘式破碎機(jī)能夠把煤破得很細(xì)（13～3mm）以下，而且可以保證產(chǎn)物中不帶過大粒度的顆粒，所以這種破碎機(jī)廣泛用于中碎和細(xì)碎作業(yè)，但它的缺點(diǎn)是錘頭磨損較快，檢修量較大。§3.3型煤技術(shù)環(huán)錘式破碎機(jī)是最幾年國內(nèi)迅速發(fā)展起來的一種新型破碎設(shè)備，該設(shè)備具有節(jié)能、生產(chǎn)效率高，噪聲小，粉塵小及能保證出料細(xì)度等優(yōu)點(diǎn)?！?.3型煤技術(shù)§3.3型煤技術(shù)國外多采用沖壓機(jī)（成型壓力為100～140MPa）成型，現(xiàn)在占世界總產(chǎn)量90%的褐煤型煤都是使用沖壓式成型機(jī)壓制而成?！?.3型煤技術(shù)對輥成型機(jī)§3.3型煤技術(shù)§3.3型煤技術(shù)七、型煤的質(zhì)量要求（1）冷（熱）機(jī)械強(qiáng)度、落下強(qiáng)度、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度等冷抗壓強(qiáng)度：350～500N／球，（MT／T748-1997）落下強(qiáng)度：將粒度60～100mm的塊煤，從2m高處自由落下到規(guī)定厚度的鋼板上，然后將落下的煤中大于25mm的塊煤再次落下，共落下3次，以破碎后大于25mm的塊煤占原煤樣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，大于75%。轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度：大于70%?！?.3型煤技術(shù)（2）灰熔融性：氣化用型煤的灰熔融性ST大于1250℃。（3）固硫性能：添加固硫劑的工業(yè)型煤固硫率應(yīng)大于45%。（4）防水性：以型煤浸入水中之后的性能進(jìn)行評價(jià)。將一定數(shù)量的型煤在空溫的水中浸泡達(dá)24h后，取出，逐個(gè)置于規(guī)定的試驗(yàn)機(jī)的施力面中心位置上，以規(guī)定的均勻位移速度單向施力，記錄型煤開裂時(shí)試驗(yàn)機(jī)顯示施加的力，MT／T749—1997?！?.3型煤技術(shù)八、型煤技術(shù)的發(fā)展方向

1、型煤粘結(jié)劑的開發(fā)鈣系復(fù)合粘結(jié)結(jié)劑、催化固硫粘結(jié)劑等，廉價(jià)、易推廣的粘結(jié)劑。

2、成型機(jī)的研制

3、褐煤成型研究中國礦業(yè)大學(xué)研制成功了老年褐煤成型技術(shù)，以老年褐煤為原料，在不加粘結(jié)劑、不事先干燥的情況下，壓制出型煤，其冷強(qiáng)度不低于9.8MPa，落下強(qiáng)度在80%以上，并有防水性，解決了老年褐煤無粘結(jié)劑成型的難題。

§3.3型煤技術(shù)4．建立生物質(zhì)型煤示范廠根據(jù)日本綠色援助計(jì)劃，由日方提供生物質(zhì)型煤高壓成型設(shè)備，已在山東臨沂礦務(wù)局湯莊煤礦建成了年產(chǎn)1萬噸型煤的示范廠，以煙煤為原料，通過添加農(nóng)作徹秸稈粉碎后的細(xì)料及少量添加物，采用高壓成型設(shè)備壓制出機(jī)械強(qiáng)度高的型煤。5．開發(fā)高固硫率型煤型煤中較普遍采用的氧化鈣型固硫劑，不適于鍋爐溫度達(dá)1200℃左右的操作條件，因?yàn)楣塘蚵什桓撸挥?0%～50%，針對這種情況，需要開發(fā)能用于型煤的高溫固硫劑、制造適于高硫煤的新一代固硫型煤?！?.3型煤技術(shù)§3.4

水煤漿技術(shù)一、水煤漿（CWM）簡介煤漿燃料是以細(xì)的煤粉同水或其它流體調(diào)制而成的，能用于燃燒的燃料，主要有煤—油混合物，煤—甲醇混合物，煤—水混合物（CWM）等。是煤炭的一種深加工產(chǎn)品，一種代油產(chǎn)品，一種節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，一種流動的煤炭，是一種煤基清潔流體燃料。應(yīng)用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐作為燃料。水煤漿組成：煤顆粒（64～70%），水（29～35%）

§3.4水煤漿技術(shù)§3.4水煤漿技術(shù)§3.4水煤漿技術(shù)水煤漿的技術(shù)特點(diǎn)

（1）濃度高、流變性好、長期儲存不沉淀，能象燃油一樣泵送、霧化，完全能夠代替燃油在工業(yè)鍋爐、窯爐、電站鍋爐上使用；（2）燃盡率由燒煤的60～70％提高到98％以上，鍋爐熱效率83%以上，爐渣中的含碳量降到2％以下，充分體現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能的特點(diǎn)；

（3）水煤漿與燃油類似，用儲罐運(yùn)輸及儲存，減少了運(yùn)輸過程中的污染和儲存的占地面積；（4）由于較高的燃盡率，爐渣排放量明顯減少，既減少煤廠、渣廠占地面積，又改善了周邊的環(huán)境；

（5）由于是系統(tǒng)內(nèi)液體自動化燃燒，與燃煤鍋爐相比，大大改善了工作環(huán)境和條件。不同燃料的價(jià)能比燃料品質(zhì)（低位熱值）價(jià)格價(jià)能比（元/GJ）與煤之價(jià)能比原煤5800kcal/kg25.9MJ/kg230元/t8.88

1水煤漿4800kcal/kg20.1MJ/kg350元/t17.411.96重油9500kcal/kg39.7MJ/kg1500元/t37.78

4.25天然氣8740kcal/m336.5MJ/m31.8元/m349.3932

5.55柴油10400kcal/kg43.5MJ/kg2000元/t46.00

5.18電熱860kcal/kwh3.6MJ/kwh0.4元/kwh111.11

12.51§3.4水煤漿技術(shù)二、水煤漿產(chǎn)品質(zhì)量及其國家標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量指標(biāo)：燃料（煤質(zhì)）指標(biāo)和流體指標(biāo)主要質(zhì)量指標(biāo)：濃度：64—70%；粘度：≤1200mpa.s（常溫）；穩(wěn)定性：1～3個(gè)月不發(fā)生硬沉淀；發(fā)熱量：4500～5000kcal/kg；灰分（Aar）:＜7%；硫分（St,ar）:＜0.35%；平均粒徑：45~50μm；粒度分布：<75μm，（%）>75，<150μm，（%）>93；最大粒度：250μm?！?.4水煤漿技術(shù)三、煤的成漿特性及制備技術(shù)

1、煤的成漿特性§3.4水煤漿技術(shù)§3.4水煤漿技術(shù)§3.4水煤漿技術(shù)2、改善煤的成漿性（1）、配煤成漿：低變質(zhì)程度煤成漿性差，發(fā)熱量低，但揮發(fā)份高，易點(diǎn)火燃燒，高變質(zhì)程度煤則相反，一般采用配煤改善成漿性，高變質(zhì)煤作為細(xì)料（HGI高），低變質(zhì)作為粗料（HGI低），這樣即可得到優(yōu)質(zhì)煤漿又能節(jié)省磨煤電耗。（2）、壓力處理：降低煤孔隙度，避免過分消耗添加劑，加速水煤漿的老化等問題。（3）、熱力處理：借助于熱力和疏水物質(zhì)驅(qū)趕燥孔中的水，可減小孔隙度，改善成漿效果。（4）、新型添加劑的與應(yīng)用。§3.4水煤漿技術(shù)§3.4水煤漿技術(shù)3、制漿方法和流程初期分干法與濕法干法要求入料水分＜5%。濕磨分高濃度（＞60%）與中濃度（40%～50%）磨礦兩種工藝。（1）高濃度磨礦工藝簡單，磨礦濃度稍高于最終水煤漿產(chǎn)品濃度，分散劑直接加入磨機(jī)，在磨礦過程中藥劑與煤顆粒表面接觸混合，可省去強(qiáng)力攪拌與捏混。缺點(diǎn)：要求控制好級配，否則煤漿在磨機(jī)中流動性差，必須加分散劑，降低粘度。§3.4水煤漿技術(shù)（2）中濃度磨：磨機(jī)的能力高但其產(chǎn)品須經(jīng)過濾脫水，濾餅與分散劑再經(jīng)捏混和強(qiáng)力攪拌使其均勻混合成漿?！?.4水煤漿技術(shù)確定水煤漿制備工藝時(shí)，應(yīng)注意（1）選擇滿足用戶要求的煤種：對制備水煤漿的原料煤一般要求是：灰分應(yīng)小于10%，硫分小于1%，揮發(fā)分通常在用于鍋爐燃燒時(shí)要求大于25%?；胰廴谛攒浕瘻囟葘τ诠虘B(tài)排渣爐ST>1300，液態(tài)排渣則要求灰熔中的溫度>1200度（2）選擇好添加劑：在添加劑選擇上，要遵循性價(jià)比最優(yōu)的原則，同時(shí)對煤種的適應(yīng)性要強(qiáng)，無毒無環(huán)境污染；（3）控制粒度級配：在水煤漿粒度級配上做到堆積效率要高。要具備一定量的細(xì)顆粒；但隨著煤粉平均粒徑的降低，磨礦電牦將增加，煤的總表面積增加，添加劑用量會增加?！?.4水煤漿技術(shù)添加劑的作用（1）改變煤顆粒間的表面性質(zhì)，提高煤炭表面的親水性，降低煤水界面間的張力，促使煤粒表面能更容易被水所潤濕，使煤顆粒均勻地分散在水中，防止顆粒團(tuán)聚；（２）借助于添加列調(diào)節(jié)煤漿的酸堿度，消除漿體中的氣泡等有害成分等不利因素。§3.4水煤漿技術(shù)分散劑分散劑是最重要的化學(xué)添加劑：兩親的表面活性劑，一端由碳?xì)浠衔飿?gòu)成的非極性的親油極，另一端是親水的極性極。分散劑屬表面活性劑，大致可分為離子型（陽離子型、陰離嚴(yán)型）和非離子型兩大類。用于水煤漿的分散劑主要是陽離子型和非離子型。陰離子型分散劑主要包括磺酸鹽、羧酸鹽及少量磷。§3.4水煤漿技術(shù)穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑應(yīng)具有使煤漿中已分散的煤粒能與周圍其它煤粒及水結(jié)合成一種較弱但有具有一定強(qiáng)度的三維空間結(jié)構(gòu)的作用。穩(wěn)定劑的加入，可以使已分散的固體顆粒相互的交聯(lián)，形成空間結(jié)構(gòu)，從而有效的阻止顆粒沉淀，防止固液間的分離。常見的有無機(jī)鹽、高分子有機(jī)聚合物，聚丙烯酰胺絮凝劑，羧甲基纖維素等。用量一般在干煤量的0．006%?！?.4水煤漿技術(shù)四、水煤漿輸運(yùn)水煤漿的輸運(yùn)方式有：管道輸運(yùn)：用于大運(yùn)量、長距離水煤漿輸運(yùn)。鐵路罐車輸運(yùn)：用于中小運(yùn)量、長距離水煤漿輸運(yùn)。汽車罐車輸運(yùn)：用于小運(yùn)量、短距離水煤漿輸運(yùn)。船舶輸運(yùn)：用于沿海港口至港口間的水煤漿輸運(yùn)。

上述水煤漿輸運(yùn)方式均有工業(yè)應(yīng)用實(shí)例。如山東棗莊八一水煤漿廠至廣西桂林鋼廠，鐵路罐車輸運(yùn)距離長達(dá)2200公里。山東兗日水煤漿廠生產(chǎn)的水煤漿由山東日照市5000噸海船運(yùn)至日本北九州1100公里，又轉(zhuǎn)至岡山港400公里?！?.4水煤漿技術(shù)§3.4水煤漿技術(shù)水煤漿的燃燒可分力五個(gè)階段：第一階段：蒸發(fā)水分預(yù)熱及霧化；第二階段：加速加熱水分完全蒸發(fā)，煤漿顆粒結(jié)團(tuán)；第三階段：水煤漿中的揮發(fā)分析出并著火，即一般的形成火焰階段；第四階段：強(qiáng)力燃燒階段，并伴有水煤氣反應(yīng)；第五階段：燃盡階段。五、水煤漿燃燒應(yīng)用§3.4水煤漿技術(shù)1、水煤漿的燃燒特點(diǎn)（1）水煤漿的著火熱量比煤粉的著火熱量高。（2）水煤漿以噴霧方式進(jìn)入爐內(nèi)燃燒，為達(dá)到良好的霧化，入口速度高，一般要求達(dá)到200～300m/s，而燒煤粉則以一次風(fēng)混合帶入，速度較低，一般為20～30m/s?！?.4水煤漿技術(shù)（3）在水煤漿的水分被迅速蒸發(fā)后，其燃燒特性要優(yōu)于煤粉顆粒的燃燒，這是因?yàn)樗簼{霧滴在經(jīng)干燥和析出揮發(fā)分后，所形成的炭粒比煤粉顆粒具有更大酌比表面積和微孔容積水煤漿為霧化燃燒，燃燒效率高（95～99%），比散煤燃燒提高20%以上，起到節(jié)能，減少煤炭的燃燒量