洁净煤技术第03章型煤技术

1、第三章 型煤技术第一节 发展型煤技术是适合我国国情的有效而实用的技术途径一、发履洁净煤技术，是当今节约能源与保护环境的主导技术发展洁净煤技术之一的型煤技术是一种适合中国国情的、经济实用的洁净煤技术。发展型煤，一是可以节约能源，提高煤炭利用效率(与原煤散烧相比，燃用型煤锅炉的节煤率可达到15%23%)；二是可以有效地减少环境污染(可使原始排尘减少80%95%、烟气黑度降到1/2林格曼级、总固硫率54%74%)；三是型煤技术的投资少，建厂周期短，见效快在众多的洁净煤技术中是名列前矛的。推广使用型煤是一个很好的发展方向。目前，全国大多城镇居民和部分农村居民以煤炭作为日常生活燃料，年消耗量在2亿吨以上

2、，其中城镇居民生活用煤年消耗量约1亿吨，而型煤普及率仅为30%50%。农村几乎全为原煤散烧。工业上，我国现有工业锅炉40余万台，工业窑炉16万台，年耗煤约4亿吨。中小型氮肥厂1300多家，制气用无烟煤约3500万吨。由于层燃工业锅炉、固定床气化炉等对原料煤粒度有一定要求，直接进行原煤散烧，既达不到燃烧用煤的质量要求，也会 造成严重的粉尘污染和能源浪费。同时随着采煤机械化程度的提高，块煤产率逐步降低，已不能满足工业燃用块煤的需要，因此充分利用粉煤资源、扩大工业原料煤的用途，以加工型煤来代替块煤，既可以提高煤炭利用率，节约能源、弥补工业原料的不足，又可以减轻原煤散烧造成的环境污染。修改后的中华人民

3、共和国大气污染防治法第22条、第25条指出：国务院有关部门和地方各级人民政府应当采取措施，改进城市燃料结构，发展城市煤气，推广成型煤的生产和使用；大、中城市人民政府应当制定规划，对市区内的民用炉灶，限期实现燃用固硫型煤或者其他清洁燃料，逐步替代直接燃用原煤。因此必须大力发展和推广利用型煤。目前，我国民用型煤技术已成熟，工业型煤的开发和应用尚不及民用型煤，但已有相当的基础、相信在不久的将来、定会有一个大的发展。二、发展型煤技术能扩大煤炭资源利用贫煤、无烟煤是热稳定性较差的煤，在燃烧中很快崩碎成细粒，造成资源浪费和环境污染，通过成型可以改良其热稳定性。洗煤留下的高灰分煤泥、低发热量的碎页岩难以燃烧

4、，通过型煤技术可以制成燃烧良好的型煤。褐煤和泥炭水分大、发热量低，容易风分，只有通过成型，用型煤技术才能投资省、见效快地加以利用。三、发展型煤技术可推动技术进步将煤末、铁矿粉、白云石等炉料，按冶炼的配方要求加上粘结剂，压制成型煤，用直接还原法，将炼焦、烧结两种工序合而为一，进行球团炼铁，可大大减少生产环节，提高燃烧效率，提高高炉利用系数和产铁量，降低生产成本。预计，型煤技术将在炼铁行业中引起一场革命。在水泥(特别是小水泥)和耐火材料的生产中，把粉碎后的水泥生料和耐火材料按成分比例与煤末混合，加上粘结剂，加工成型煤，再进行煅烧，烧完的残渣就是水泥、就是耐火材料。这种工艺既能增加水泥、耐火材料的产

5、量，又能提高其质量。因此，发展型煤技术可推动整个技术进步。第二节 型煤的定义和分类一、型煤的定义型煤是用一种或数种煤与一定比例的粘结剂、固硫剂等经加工成一定形状和有一定理化性能(冷机械强度、热强度、热稳定性、防水)的块状燃料或原料。二、型煤的分类目前国内外工业型煤品种繁多、工艺类型复杂、粘结剂原料范围不断扩大、再加上各种技术文献没有统一的分类，因此为了有层次的了解工业型煤现状，可作如下简单的分类：(一)按用途分类见表3-1(二)按形状分类见表3-2(三)按成型方式分类见表3-3(四)按粘结剂分类见表3-4 表3-1 按用途分类型煤分类工业型煤蒸汽发动机用铁路蒸汽机车船用蒸汽发动机煤气发生炉用工

6、业燃气用造气合成氨造气工业锅炉用工业窑炉铸造炉用锻造炉用轧钢加热炉用倒烟窑用块状无烟燃料冶金焦代替物（型焦）包括配型煤炼焦硅铁合金炭质还原剂（球团炼铁）民用型煤百姓炊事用普通蜂窝煤其他型煤百姓取暖用手炉，被炉取暖煤取暖煤球，普通蜂窝煤饮食服务行业用烧烤，火锅，煤球， 上点火蜂窝煤机关团体茶浴炉用方形蜂窝煤，普通蜂窝煤，煤球表3-2 按形状分类表3-3 按成型方式分类型 煤工业型煤球形卵形印笼形棱柱形中凹形枕形马赛克形长条形圆柱，圆管形民用型煤圆蜂窝形方形球形型 煤工业型煤冲压成型挤压成型辊压成型圆盘造粒民用型煤冲压成型辊压成型表3-4 按粘结剂分类型 煤工业型煤有粘结剂成型有机粘结剂类沥青类炼

7、焦油沥青液态喷入石油沥青烟煤沥青固态掺混焦油类（包括焦油渣）粘结煤类有机合成物类有机复合粘结剂类腐植酸盐类淀粉类无机粘结剂类膨润土粘土类石灰类无机复合粘结剂类水泥类氯氧镁水泥类无粘结剂成型民用型煤有粘结剂成型有机类有机复合粘结剂类淀粉、尿素类无机类粘土类石灰类无机复合粘结剂无粘结剂成型第三节 民用型煤一、我国民用型煤发展过程我国是使用型煤最早的国家。早在18世纪便开始用黄土做粘结剂，用手工制煤球和煤砖用作民用燃料。19世纪末，英、法、荷兰等国将粉煤成型发展到机械化生产，并研制出了对辊成型机。1908年，日本发明了带孔的能单个燃烧的蜂窝煤，并在1912年开始手工生产和销售。1926年世界上第一台

8、蜂窝煤机产生。从而形成了蜂窝煤工业。在我国特别是缺煤地区的大中城市已有四十余年使用型煤的历史，而真正得以大力推广是在“六五”期间开始的。国家计委把加快城市型煤化列入“六五”、“七五”计划。1985年全国的蜂窝煤产量达2097万吨，“七五”期间全国燃料行业新建和改建蜂窝煤生产线545条，1988年产量为2800万吨，占城镇居民生活用煤总量的54.22%。1991年已经发展到4000多万吨，“九五”期间，民用型煤发展的重点应转移到中小城镇、饮食服务行业，特别是贫困及少数民族地区。力争“九五”末蜂窝煤产量达到8000万吨，节煤1600万吨，老少边穷地区基本实现型煤化。二、民用煤的范围民用煤是相对于工

9、业用煤而言，我国民用燃料的主要部分称生活用煤。主要包括城乡居民炊事、取暖用煤，机关、团体炊事、供水取暖用煤，饮食服务行业用煤。前述的民用蜂窝煤已经发展到4000多吨，主要指的是城乡居民炊事取暖用煤。机关、团体炊事、供水取暖用煤及饮食服务行业的型煤化，至今发展缓慢，是“九五”期间发展民用型煤的又一重点，有些城市发展了方型蜂窝煤供机关团体茶浴炉用煤，但数量少，仅局限在某些大城市有一些发展。目前大中城市机关团体炊事供水、取暖、饮食服务业用煤基本上(除少数用煤气外)仍旧使用原煤散烧，这方面型煤化依然任重道远。三、民用蜂窝煤的节能环保效益显著现在人们通常说的民用型煤，主要是指蜂窝煤。蜂窝煤就是把原煤经过

10、筛分、粉碎、配料、搅拌后用机械压制成多孔状的煤制品。同原煤散烧和其它型煤比较，烧用蜂窝煤有以下好处：(一)节约煤炭蜂窝煤与原煤散烧相比，可节煤20%30%以上，比其他型煤(如煤球)可节煤10%以上。据对沈阳、太原等城市调查，饮食服务业，集体食堂和茶炉使用上燃式蜂窝煤，比烧散煤节煤30%40%以上。(二)减轻环境污染烧上燃式蜂窝煤与原煤散烧相比，CO减少70%80%烟尘和B(a)P减少90%以上，煤中加石灰或电石渣等固硫剂以后，二氧化硫排放量减少40%左右，还可减轻烟的黑度。四、典型民用型煤生产线(一)烟煤型煤计算机控制自动生产线(亦可用于无烟型煤)为了建成一条自动化程度高、适应性强，有代表性的

11、烟煤成型加工生产线，西安市民用煤研究所研制了该条生产线。1.工艺流程，见图3-1。图3-1 烟煤型煤自动生产线工艺流程图烟煤型煤计算机控制自动生产线工序有七个：原料预处理配料粉碎匀和成型烘干装箱。(1)原料预处理的目的，有的是为提高工艺过程的工艺性，有的是为了合理使用原料。对于含有有用块状的原料，要进行筛分，使块状原料直接利用(例如块状原煤)；对于含有无直接利用价值的块状原料，要进行粗破碎，以提高配料准确度，减少主机粉碎比；对含有杂物的原料，要进行清理分离，以提高产品质量；对于过干原料，要进行湿润，以减少加工过程中的粉尘；对于过湿原料，要进行干燥处理，以防加工过程中因粘结机器设备而降低产量。(

12、2)配料是将几种生产原料按规定的比例搭配混合。目前适用民用煤加工用的配料设备有带式流量配料设备和电子皮带秤，前者以体积计量，后者以重量计量。原料中水分含量大小会影响配料比例的准确度。原料中所含过量水分应在预处理阶段加以干燥处理，若在加工过程中减除原料水分，则会使工艺复杂。带式流量配料设备以体积计量，原料粒度经预处理后，配料比例较为准确。对不同原料的配比，应设计不同配料控制程序，且提前输入电子计算机。在每班生产开始前，只要给电子计算机一个配比指令，即可按所需配比进行生产。(3)粉碎。为使原料粘结成型，必须把原料粉碎成所要求的粒度。若粒度过小，粘结性能虽好(烧结性不一定好)，但燃烧过程中透气性差，

13、火力不强；若粒度过大，粘结性差，难以成型。原料的硬度、含块率和块粒大小都影响着粉碎效果，对不同原料，应设计不同粉碎控制程序输入计算机，以自动控制粉碎粒度。(4)匀和。民用煤加工所选用的粉碎机，多为撞击式破碎的中破机。在破碎过程中，虽然伴随着搅拌作用，但由于物料内部相互摩擦运动少，仍然难以匀和。为了提高粉碎后混合料的粘结性，需进行一次匀和。匀和过程是让物料相互摩擦，使粘结剂对主要原料颗粒进行更好的包容，以提高物料的粘结性，使之易于加工成型和增加燃烧过程中的烧结作用。(5)成型是指民用烟煤蜂窝煤的成型或工业用球状型煤的成型。蜂窝煤的型体燃烧性能尚好，而球状成型煤的型体引燃性较差。为此，烟煤型煤计算

14、机控制自动生产线设计时十分注意球状型煤的燃烧性能。(6)烘干的目的是为了便于装箱、运输和堆存。生产线采用电子计算机对连续干燥过程的湿度进行控制，并对烘干后的型煤进行冷却，以提高其强度。(7)装箱。为便于成型煤堆存和运输，该生产线的最末工序是采用机械手装箱。成型煤与其它物件相比，外型尺寸精度低，并且强度差，容易破碎。因此不宜采用纯抓握式机械手，而应采用抓推式机械手。2.主要经济技术指标(1)生产能力：单品种产量和综合生产能力均达3万吨年。(2)配料准确度：单项原料配比误差<5%。(3)生产费用：低于6元吨。(4)粉尘浓度：低于国家规定标准。(5)粉碎粒度及成型质量：达到西安市标准局规定标准

15、。(二)新型立体式蜂窝煤生产流水线新型立体式蜂窝煤生产流水线是由广东省佛山市煤建公司蜂窝煤厂在对原有蜂窝煤生产设备技术的改造基础上研制成功的。1.工艺流程(1)原煤和红泥由装载机分别倒入液压斗中。原煤由液压斗自动抬升送入皮带输送机，进入振动筛。筛下细粉直落原煤给料机，筛上粗粒先后经过反击式破碎机和滚筒破碎机落到皮带输送机上。红泥由液压斗自动抬升倒入破泥机破碎后，经皮带输送机送入红泥圆盘给料机。(2)原煤与红泥分别通过圆盘给料机，按大约4比1的比例搭配进入皮带输送机上混合，经46米长皮带输送机送到五楼，进 入鼠笼粉碎机进行破碎。(3)粉碎后的混合料直落四楼缓冲器料斗，进入皮带输送机送到振动筛，筛

16、下细料输送到三楼中间储存仓，筛上粗粒经滚筒破碎后才送入储存仓。(4)中间储存仓的煤粉，经过集煤机和皮带输送机送入圆盘分料机，通过12条皮带直接送入12台双冲成型煤机，冲压出的蜂窝煤由人工上板，用小车拉到成品车间堆放。再由汽车运到商店出售。2.工艺流程特点(1)工艺流程采用立体式布置，充分利用空间，减少厂房占地面积，解决了厂房面积小的大问题。(2)采用初级和次级共4次破碎，大大提高破碎能力和破碎效果，吃掉原煤中的煤矸石，使原煤得到充分的利用。(3)三楼设置中间储存仓(容量约200吨)，将生产流程划分为碎煤与成型两个部分，整个流程可连续进行，也可分别进行，有利于生产安排与设备维修。此外，中间储存仓

17、对煤粉还起到闷料作用，可提高煤的燃烧质量。(4)采用双冲成型煤机，可使产量提高60%。(5)原煤及红泥落料采用液压斗自行上料，改变过去人工上料办法，从而免去了生产工人笨重的体力劳动。3.效果与收益(1)蜂窝煤质量有明显变化，煤与泥的比例稳定，粉煤粒度比以前细，蜂窝煤外观质量好，通孔垂直性高，燃烧效果好。(2)减人增产，经济效益大。过去碎煤成型共需84人，日产7200板，平均每人每日产85.71板煤，现在碎煤成型81人，日产12000板煤，平均每人每日产148.15板煤，提高工效2.8%。原煤中大约有1.3%具有燃烧价值的煤矸石，每月至少50吨，一年有600吨。现在经多次破碎得到了利用，按每吨4

18、0元计算，每年可节约24000元。4.生产工艺流程示意图如图3-2。5.厂房及设备概况新型立体式蜂窝煤生产流水线现有厂房建筑面积8000m2，其中生产车间2100m2，成品仓库1600m2，阴天仓2000m2，办公楼400m2，饭堂400m2，洗澡房100m2，机修车间300m2，共计投资20万元(83年价)。机械设备包括装载机2台，生产线设备53台，投资78万元。年产蜂窝煤410万板，折算重量5万吨，其中原煤4万吨，红泥1万吨。6.生产线的除尘系统(1)吸尘系统。新型立体式蜂窝煤生产流水线的吸尘系统有两个。地下初级破碎为一个系统，在液压斗上方及振动筛上方安装两个吸尘口；四楼及三楼为另一系统，

19、在粉碎机下方(四楼)安装1个吸尘口和在振动筛下方(三楼)安装2个吸尘口。两个系统共安装5个吸尘点。图3-2 蜂窝煤流水线工艺流程设备示意图1-双冲蜂窝煤机；2-皮带输送机；3-皮带输送机；4-刮板机；5-圆盘分料器；6-斗式提升机；7-圆盘给料机；8-红泥皮带输送机；9-碎泥机；lO-液压红煤斗；11-液压原煤斗；12-装载机；13-原煤皮带输送机；14-振动筛；15-圆盘给料机；16-反击式破碎机；17-滚筒破碎机；18-46米皮带输送机；19-皮带输送机；20-鼠笼粉碎机；21-皮带输送机；22-缓冲落料斗；23-皮带输送机；24-振动筛；25-滚筒破碎机；26-集煤机；27-皮带输送行车

20、(2)设备情况两套系统除管道布置不同外，其他设备完全一样。每一系统有72ZC200布袋反吹除尘器1个(过滤面积为110m2，处理风量1368017100立方米时)，扩散式旋风分离器1个，主风机926，高压离心风机(NO；8#)1台，配用电机J0272-4、30kW，差压变送器及电控1套。(3)使用效果两套系统完工后，经过环保局监测站测试，效果是好的。如四楼原有煤粉尘浓度是314毫克立方米，安装吸尘系统后，煤粉浓度只有12.4毫克立方米，除尘效果达到了预期的目的。吸尘系统每天收集粉尘810斗车，约重、300多公斤，为日产吞吐量的1/500。过去，粉尘大部分飞扬在车间内，小部分(每天约有3040公

21、斤)粉尘飞出车间在大气中散失。安装吸尘系统后，将这部分粉尘回收了。(4)体会旋风分离器除尘与布袋反吹除尘串联使用，能有效地达到除尘目的，是现代工业除尘的一种好方式。经测试，由烟囱排放在大气的粉尘浓度为8.48.6毫克标准立方米，远远低于国家标准规定的150毫克标准立方米。(三)4万吨蜂窝煤生产线1.工艺流程由广东省江门市煤建公司研制的4万吨蜂窝煤生产线采用集中粉碎，集中成型一条龙生产工艺。生产线新建车间厂房两座，标高10米，面积1600平方米，其中成品仓库约1000平方米。另建简易金属厂棚原煤仓500平方米。粉碎车间安装有时产30吨的笼式粉碎机1台，成型车间安装有双冲蜂窝煤机7台，其中6台为大

22、储料斗单独供料，1台利用回收的屑料直接供料。生产线的工艺流程图见图3-3，设备安装布局简图见图3-4。整个蜂窝煤生产从原煤粉碎、配料、到成型，形成一条龙生产，由装载机或自卸汽车运送原煤、黄土直接卸入地下斗式供料运输机供料，经破碎的黄土与经粗筛的原煤各自进入配料机配比后进入笼式粉碎机粉碎。为防止大煤块和煤矸石进入笼式粉碎机，以及使粉料符合成型粒度要求，采用两级筛选、循环破碎的生产工艺，经筛选后的筛上物返回锷式破碎机或笼式粉碎机形成循环破碎，并装设搅拌机对粉料进行加水搅拌以缩短粉料的闷料时间。为了减少粉尘污染，在整个生产线的主要尘源一笼式粉碎机的出口处安装除尘效率较高的高压静电除尘装置除尘。成型车

23、间采用立体斗式单机供料形式。建在每台煤机之上的混凝土结构料斗，每个可储料28吨。加水搅拌后的粉料由皮带运输机送至各料斗，各大料斗底下装1台800mm皮带运输机，由电子控制自动供料给成型煤机生产。粉料的储存与供料部分和成型生产区隔离并密封，大大改善劳动环境，减轻劳动强度。2.资金材料耗用情况整个生产线共投资108.5万元(82年价)，(其中国家补助25万元，占23.04%；其余的83.5万元，占76.96%靠企业自筹和地方财政报补)，其中土建工程52万元，占总投资的48%；机械电力设备30万元，占总投资的28%；其他占24%(包括装载机1台13.6万元)。耗用钢材约45吨。生产线平均每吨生产能力

24、造价27.13元。图3-3 工艺流程图图3-4设备布局安装简图3.使用情况和效果经五年来的使用验证，该生产线达到设计要求和预期目的，并与旧的生产线和其他形式的生产线对照总结出以下优点、特点及存在问题。(1)原料供料采用地下斗式储料运输机，供料均匀连续，满足粉碎机的吞吐量，提高了生产效率，大大减轻子工人的劳动强度。(2)使用皮带配料机配料，比原使用的圆盘式配料机均匀连续准确，而且结构较简单，操作容易；(3)两级筛选采用笼筛，粘筛程度较振动筛轻且噪声较少；(4)笼式粉碎机出口安装了高压静电除尘装置，除尘效果良好。经环保部门测定，除尘效率达90%以上，粉碎机出口的粉尘浓度由未加任何除尘装置检测得的3

25、720mgm3降至现在的40.7mgm3，达到国家粉尘浓度100mgm3的室外排放标准。而且煤粉尘能直接回收。整个装置结构紧凑，能耗低(不足500瓦)，安全可靠，使用寿命长，经五年使用未出现故障。(5)每台煤机单独设置大储料斗实行单机供料，互不干扰，方便生产安排与设备维修。而且粉料在大斗里得到闷料时间，节省了一般生产线所需的闷料间，减少了生产线的占地面积，但混凝土结构料斗的建造费用较大。(6)成型机采用双冲煤机，产量较高，单机班产可达1618吨，比原单冲机提高效率70%78%。不足之处是两只蜂窝煤的高度有差别，但经在生产中不断摸索，有针对性地对煤机进行改造后，已基本解决这一问题。(7)存在问题

26、。因对黄土的破碎还未找到一个较理想的工艺及破碎机械，黄土破碎机粉碎效果差，造成较大土块堵塞配料机出口，影响配比质量。同时由于资金问题，有些粉尘点还未能安装除尘装置，车间内有些地方的粉尘浓度仍超出国家标准。第四节 工业锅炉用型煤一、发展工业锅炉型煤的必要性(一)锅炉总是依据给定的燃料进行设计的锅炉在燃烧时，根据给定的燃料、及满足锅炉设计时的要求，才能达到其设计所给定的热效率。然而在很多情况下用户订不到设计时给定的煤种，例如(、)类烟煤等。这就需要我们用配煤的方式来满足锅炉要求的挥发分和热值、热值太大和太小都对锅炉的燃烧不利。由于采煤机械化程度的提高，煤矿企业销往市场的混煤精度小于13mm的末煤含

27、量越来越高，大多数在55%以上，最高达80%。这样的粒度组成，进入锅炉燃烧室中，在链条炉排的运转过程中，很容易从链排间隙中漏掉，细小煤粒还会随气流从烟囱排出，造成煤炭的浪费和对环境的污染。因此把煤末加工成型煤在工业锅炉里燃用、就可解决浪费和环境的污染问题。(二)工业锅炉改造已达一定深度，进一步改造耗资多、收益少，需要从燃煤方面做文章长期以来，为了提高锅炉的热效率、改善环境污染、国内的工业部门一直在不断地进行锅炉改造。从70年代起先后掀起过几次大高潮，取得了辉煌的成就，随着设备运行水平不断提高，技术改造的难度越来越高，继续改造将耗费更多的资金，但效果不够理想。对燃料的加工改造、使之型煤化、能有效

28、地提高锅炉的燃烧效率，做到事半功倍。(三)对灰熔点低的煤炭，对含硫量较高的煤炭对选煤下来的煤泥，都可以通过添加某些添加剂、然而加工成锅炉型煤进行燃用。这些型煤可以变换成较高的灰熔点，并具有固硫作用，更可以变废为宝成为锅炉的燃料。(四)对于数量众多的层燃锅炉来说，尤其是链条炉排、原煤中较大的块煤没有燃尽就排出，原煤中混乱的粒度造成通风不良。燃用型煤使通风良好，而且可以制成适用于链条炉排的小型煤。通过加入粘结剂使之在燃烧时开花、燃烧更充分、降低炉渣含碳量.、增加型煤反应活性、提高锅炉热效率。二、工业锅炉型煤的特点(一)对于不同炉排的锅炉、型煤的尺寸大小、冷强度的要求不同的。对于往复(振动)炉排型煤

29、的尺寸可大些、对于链条炉排、型煤尺寸可小些，冷强度亦可比前者低些。(二)相对于煤气发生炉型煤(燃料气、合成气)，型焦来说工业锅炉型煤技术要求可低一些。1.冷压强度工业锅炉型煤与煤气发生炉型煤、型焦的冷压强度可以基本相同，但亦可低些。2.热强度工业锅炉型煤可以不要热强度，或很小的热强度，但煤气发生炉型煤、型焦就必须要有足够的热强度。3，粒度大小工业锅炉型煤的粒度一般较小，而煤气发生炉型煤粒度一般都较大。其它如防水性、烘干、落下强度、转鼓强度都相差不大，在商品化工业锅炉型煤情况下，同时要满足防水，无须烘干，粘结剂价廉，冷强度大比较容易做到。对于商品化煤气发生炉型煤、型焦除满足上述四个条件后，再要满

30、足一定的热强度要求就十分困难了。三、我国工业锅炉用型煤的发履概况全国有工业锅炉40多万台，年耗煤3亿多吨，大部分是散烧原煤，平均热效率约65%。早在1963年，煤炭部唐山煤研所就开始了工业锅炉燃用型煤的研究、并在1964年建成一条试生产线，生产能力1.2万吨年。1970年国家有关部门在北京市组织了工业锅炉型煤的试验工作。1980年北京市煤炭总公司建成一条试生产线，生产能力为18吨/小时，连续生产了五个多月。北京矿务局门头沟矿综合厂也建成了一条年产量1.2万吨的工业性试验生产线，试生产了一年。1982年煤炭部、清华大学、中科院环化所和力学研究所联合进行了在RZL25010150型链条热水锅炉上烧

31、用工业型煤的试验，1983年进行技术评议。1984年北京市科委、国家环保局联合在北京七一棉织厂进行KZL28型蒸汽链条锅炉烧用工业型煤的试验。1986年国家环保局组织重庆、泰安等地进行工业型煤的研制和试烧，由中国矿院北京研究生部提供型煤。1986年山西大同还建成了年产五万吨能力的型煤厂、青海矿山机械厂又试制成功了我国最大的工业型煤生产成型设备，年产10万吨对辊式冲压成型机、采用微机控制，产量20吨/小时，七五期间列入了工业型煤开发的科技攻关项目。(一)中国科学院力学所RZL25010150型链条炉排热水锅炉烧用工业型煤：1.原料组成：大同煤粉92%，煤焦油沥青7%8%，水分17%27%(原煤含

32、水量)。2.工艺流程如图3-5。(1)配料采用皮带式连续配料机。(2)破碎用鼠笼式粉碎机，原料粉碎后粒度小于3mm。(3)采用双轴搅拌机混合，煤焦油沥青采用液态喷入工艺。(4)采用直立式捏合机、并用蒸汽。(5)采用热油锅炉的热载体气缸油进行沥青加热保温，温度为160180。用锅炉供给压力为4kgcm2的饱和蒸汽进行捏合机加热及沥青泵加热。(6)成压型机压力为200250kgcm2，成型温度<80。型球成品粒度组成；5025mm约占88.19%，136mm约占6.45%。3.试烧效果：与烧散煤相比，热效率提高11.77%，锅炉热效率提高17.2%，达到了80.22%，节煤率26.23%；减

33、少机械不完全燃烧损失13.23%，炉渣含碳量减少40%；烟尘排放量减少90%，固硫率达到44.3%；减少了环境污染；其中苯丙芘减少0.1290.216mg吨标煤，NOX减少1.411.36kg吨标煤，SO2减少2.0%。图3-5 工艺流程图(二)北京七一棉织厂KZL-2-8型链条炉排锅炉，该锅炉烧用的工业型煤，以混烟煤为原料，石灰一焦油复合粘结剂，采用新研制的CA843钙质固硫剂。加工工艺比较简单，除一般配料、粉碎、混捏、成型外，还在成型后增加一个固结环节。试烧结果，热效率可达到77.27%、节煤率达到11%14.7%。炉渣含碳量平均减少10.94%。和烧散煤相比，大幅度减少了对环境的污染，烟

34、尘排放量降低47.64%，SO：排放平均减少48%，苯丙芘浓度平均下降4.3微克m3。(三)北京煤炭利用研究所KZL28型2吨时链条锅炉和LCS型4万大卡时双层炉排锅炉烧用的工业型煤，以烟煤为主要原料，5%10%的石灰作为粘结剂和固硫剂，采用碳酸化工艺生产，取得较好研究成果。工艺流程如图3-6。工艺参数：1.碳酸化温度<lOO；2.碳酸化时间小于8小时；3.碳酸化CO2，浓度小于20%；4，成品碳酸化程度>50%；5.成型水分15%20%，6，烘烤时间小于2小时。加工出的碳酸化型煤理化分析。如下：含水分15.85%，灰分34.7%；分析水1.78%；挥发分22.24%，全硫1.98

35、%；发热量4149kcalkg；固定碳41.28%；冷强度2.53.5kgcm3。试烧效果与散煤相比，提高热效率8.85%12.95%；节煤率11.37%17.91%。排烟粉尘浓度减少37%52%，排尘量下降36%66%；SO2排放浓度减少48%5l%，S02排放量减少47%65%。图3-6(四)泰安煤生产的纸浆废液工业型煤。1985年9月山东省泰安市环保局委托中国矿院北京研究生部生产和试烧了以泰安市煤料、北京纸浆废液为粘结剂的工业型煤。泰安原煤的煤质：Cy50，63%，Hy3，44%，Oy7.11%，Ny0.99%，Sy0.65%，Ay27.58%，Wy9.6%，Vy25.91%，Qydw

36、19.67Mkg。纸浆废液的元素组成：C37，3%，H3.4%，039%，NO.08%，S3.6%，SiO.52%，Na20.2%。原料煤粒度<3mm，水分<17%，废液配比6%8%，成型压力(3439)MPa，型煤重量33g个，型煤尺寸42×36×30(mm)。型煤产品煤质分析如下：Cy50.52%，Hy3.4%，Oy7.7%， Ny0.95%，Sy0.73%，Ay30.05%，Wy4.65%，Vy26.48%，Qydw1.99MJkg。研制出的型煤经北京西郊乳晶厂KZL4-13卧式快装蒸汽锅炉试烧和测试，燃烧特性如下：燃烧比1.4，焦渣特性3，孔隙率<

37、20%，热变形性为花卉状，其抗压强度60kg个，落下强度90%，转鼓强度80%。热工测试热效率比散煤提高14.51%，相对节煤率达到15%。烟气含尘量原始浓度相对减少53，5%69.22%，苯 丙芘排放减少20.76%。四、“七五”国家科技攻关“工业型煤开发”课题的简要介绍国家环境保护局在“七五”国家科技攻关项目大气污染防治技术研究的“工业型煤开发”专题经过近五年、33个单位、333名科技人员共同奋斗，取得了一系列重大成果，成功地解决了工业锅炉型煤开发生产清洁高效能型煤燃烧工艺。具体地说有以下几方面：(一)“七五”科技攻关计划任务及考核目标1.提交烟煤、无烟煤、褐煤三大煤种生产工业型煤的全套工

38、艺及10万吨年、5万吨年两种规模专用机械(包括：混合机、调合机、成型机、干燥固结装置及热风炉等五种)。技术经济指标：成型率>90%，抗压强度3550公斤个、落下强度>75%；转鼓强度70%，压力均匀度(沿辊宽)小于1：2；投资(吨煤)小于35元(86年价)，加工费68元吨(86年价)，销售价略低于同煤种块煤，利润24元吨；节煤率10%，烟气黑度012级林格曼，烟尘原始量降低60%以上。2.建成一座7万吨年工业型煤生产示范厂和两个煤种的0.5万吨年规模的中试线各一条及多功能综合试验线(用于不同煤种制取不同用途型煤时确定工艺过程，选用粘结剂和成型设备，提供最佳设计参数等；亦能用于热工评

39、价和环境评价等)。3，提出现有10吨时容量以下层燃锅炉燃用工业型煤的技改方案，并完成与工业型煤相匹配的高效低污染工业锅炉(容量1吨时2吨时)及无烟燃烧炉窑炉具的样机(烟气黑度。-12级林格曼，热效率提高3%5%)。4.开发和优选多种类型(工业废液、废渣无害化处理物、天然有机物，天然非金属矿物，有机化工合成物、煤炭加工产物等)经济适用的粘结剂(含防水剂)、固硫剂(含催化剂)。技术经济指标：粘结剂添加量10%左右，型煤成本增加不超过1015元吨；原煤含硫每增加1%，添加固硫剂成本增加不超过23元吨，脱硫率应大于45%50%(均为1986年价)。5.提交工业型煤推广应用的技术经济政策建议；开发计算机

40、设计系统(用于进行多种工艺流程和方案的比较，全套工艺图纸描绘，设计工效提高5倍以上)，型煤性能和烟气测试技术，包括型煤的机械强度、反应活性、热强度，防火防潮性能，燃烧工况，烟气中烟尘，二氧化硫，苯丙(a)芘等的测试技术及相应仪器研制，(二)“七五”科技攻关计划执行评价攻关计划执行结果该课题共设置九个专题，已全面完成了合同规定的研究内容，现就九个专题中选两个专题进行介绍1.工业型煤成套技术研究(1)突破型煤“清洁高效”燃烧技术难关。以控制挥发份分解过程，实现烟煤型煤以直接无烟燃烧、省去国外昂贵的无烟化(干馏)工序，因而节省投资降低成本；研制了CA843，CA895为代表的“高温高效钙系固硫剂”及

41、相应的添加剂，实现了型煤燃烧过程中固硫、降尘、减少B(a)P、NOx的目标。固硫剂及添加剂主要来自化工厂的废渣；打破型煤加工仅局限于“物理加工”的范畴，通过特殊的工艺处理提高型煤的化学反应活性，控制型煤的燃烧温度及速度等，从而实现型煤燃烧的定向定温开花，做到了充分高效燃烧。这一成果已申请了两项中国专利。(2)进一步降低了型煤粘结剂的价格、拓宽了来源，实现了防水。开发出“活性粘土(BS)粘结剂”“黑液一腐植酸复合(BH)高温、高速萃取粘接剂和粘结，固硫二合一的活化电石渣粘结剂”等。这些固硫剂及添加剂通常为工厂废料甚至天然原料，价格低廉，来源较广；该专题研制成以“高效水溶性防水剂”能适用于多种型煤

42、，处理工艺简单，经济上也能过关。(3)开发出国内外首套“型煤厂微机辅助设计系统”，比人工设计提高工效约5倍。(4)通过研究掌握了工业型煤生产成套技术，采用该成果设计建设三个型煤示范厂：由地方投资建成邯郸型煤厂(10万吨年)；由环保局和地方投资基本建成洛阳型煤厂(25万吨年)，已试车；正在建设重庆梨树湾型煤厂(20万吨年)，1991年4月试车，并建成两条型煤中试线。初步形成了型煤研究、设计、生产、推广、开发相结合的综合研究基地。整个专题研究形成了一整套“型煤清洁高效燃烧工艺”，提出了实用的工业生产工艺流程，开发出廉价，来源丰富的多种高效粘结剂，固硫剂，建设了三个工业型煤厂，达到工业生产的水平。该

43、专题研制的工业型煤成套技术已达到国际领先水平。超额完成合同考核指标：实际执行合同规定建型煤示范厂三座一座建型煤中试线两座无成型率98%90%反应活性提高：1.23.6倍0.4倍抗压强度25120公斤个50公斤个落下强度72%90%75%转鼓强度62%92%70%烟气黑度012林格曼度12级原始排尘减少89%60%总固硫率73%50%节煤率25%10%2.炉前成型、无烟燃烧炉窑及技术政策研究完成了六个工业型煤炉前成型试烧点，节煤率8.41%，固硫率52%；烟尘排放浓度不加固硫剂下降56%、加固硫剂下降67.3%；排烟黑度00.5林格曼级。新研制燃型煤炉窑一台，烟气黑度0.5林格曼级、排尘浓度18

44、9.3mgm3，节煤率16.42%。完成无烟燃烧(烟煤型煤)器具样机一台，烟气黑度0.5林格曼级，烟气含尘131.2mgm3，热效率72.5%，节煤率22.71%。完成无烟燃烧器具(茶水炉)样机一台。排烟黑度0.5林格曼级，烟气含量60.2mgm3，热效率66.4%，节煤率23%。以上成果各项指标均达攻关目标，达到国内先进水平，经过调查研究和资料分析，提出了工业型煤技术经济政策(建议书)，完成了攻关任务。五、工业锅炉型煤的两种不同工艺不同的工艺是分散成型工艺和集中成型工艺。分散成型工艺在工业锅炉型煤方面指的是锅炉的炉前成型，也是无粘结剂成型见图3-7。(一)炉前成型工艺“七五”科技攻关项目图3

45、-7 炉前成型结构简图1-煤斗；2-原料散煤；3-成型机；4-炉排；5-成型煤；6-炉体1.定义所谓炉前成型，就是燃煤在投入锅炉燃烧室前，通过专用设备，把粉状的原煤经过粗加工后变成型煤，供锅炉燃烧。工业锅炉燃用型煤有两大优点：一是降低q4，提高锅炉热效率，减少煤耗，节约能源；二是降低排烟含尘量和飞灰含碳量，减轻污染，保护环境。2.基本原理工业锅炉采用炉前成型设备后，由于型煤具有一定的冷、热强度，堆积均匀，孔隙适当，有利于通风，并能经受强制通风时所产生的振动。因而，燃烧状况稳定，型煤层燃时不扬尘，不漏屑，固体不完全燃烧损失小，排烟热损失也小。型煤入炉燃烧后，高温下会开裂出花卉状释放出挥发分，增加

46、了燃烧的比表面和氧的扩散能力，使煤炭充分燃烧，由于型煤具有较好的热变形特性，可以做到裂而不粉，燃而不扬，既可以烧透，又减少了粉尘的扬析，大幅度地减少了粉尘的排放。如果在原煤成型时加入适当的添加剂固硫，例如掺入3.3%的石灰石，可脱去87%的硫。这些都是一般原煤不具备的独有特性，因此可以把劣质煤变成型煤使其好烧，并利用型煤层燃无扬析特点及固硫剂解决燃煤的烟尘污染和酸雨的形成。3.优缺点采用锅炉炉前成型的办法推动工业锅炉燃用型煤，虽然节煤率和环保效益稍差于集中成型型煤。但在推广方面仍有以下几方面的优点；(1)加工型煤用的炉前成型机所需原料煤也要加工费，但其增幅略低，一般在1520元之间(95年价)

47、用户较易接受。(2)不需要考虑型煤的防水和破碎问题的投资、故投资可以减少。(3)投资费用由各用户分散负担、困难相对减少。推广锅炉炉前成型机，国家只需先支持少量的节能拨改贷款。例如在某一城市集中推广100台，只需投资400万元(300万元贷款购100台成型机(95年价)，100万元作为集中供原料煤的改造费和其它用)，应用于4th蒸汽锅炉时，每年需要燃用24万吨煤，可以获得8%10%的节煤率，而且可少排放50%60%的烟尘。烟气林格曼黑度由大于l降到小于0.5，少排放SO2为45%55%。使用炉前成型机大致一年就可因节煤而回收贷款。这亦是投资少、见效快、节能、环保双效益的项目。4.成型机装置燃煤炉

48、前成型仅适用于机械层燃炉，也就是说，凡是炉前有给煤装置一煤斗的机械炉都可以实施炉前成型。在原链条炉煤斗中部相距炉排面约400mm的高度上，设置一对直径为200mm带有型窝的型煤轧辊，型辊长度与煤斗、炉排宽度相同。成型机由电机经减速装置拖动。来自煤场的粒度在025mm的散煤加入煤斗中(如系高硫煤则可掺加脱硫剂)。经型辊挤压成型的型煤团块从型辊直接下落到炉排上。通过型辊转速和炉排行走速度间的配合得到平整的型煤燃烧层和所要求的料层高度；也可使型辊间断运转，而通过控制型辊运转时间由原有煤闸门控制燃料层厚度和平整性。炉前成型型煤不掺合粘结剂，直接使用来自煤场的动力配煤。在不高的成型压力下挤压成型，也没有

49、成型后的干燥过程，得到的型煤强度不高，它在下落到炉排上时可以破裂但不成粉末。在通过煤闸门之后，燃料层由大小相间的型煤团块所构成。鉴于链条炉排的燃料层厚度一般不大于300mm，型辊中心线到炉排表面只有400mm间隙，故炉前成型的强度只要满足0.4m跌落强度，以及250克球(型煤尺寸为28×28×12mm)的抗压强度。5.锅炉炉前成型技术测试结果工业型煤炉前成型技术课题的技术负责单位是浙江大学等单位。通过几年的努力取得相当的成功，下面是当时的测试数据和结论：(1)在杭州胶鞋厂的DZL4-13锅炉上测试，该锅炉在测试时已有10年炉龄，炉膛已经改装带有中拱并增长了后拱，锅炉具有较好

50、的煤种适应性与着火稳定性。经过两年边测试、边调整，对不同煤种的散煤作了10次测试及不同煤种的型煤作6次测试，用正平衡数据平均值所得到锅炉热效率，可以看出烧散煤时的平均锅炉热效率是l69.797，烧型煤时的平均锅炉热效率是2是76.441。则烧型煤比烧散：噪的锅炉热效率提高子06.644。(2)在杭州浙江麻纺织厂DZL4-13A，锅炉上安装了经过修改的成型机。该锅炉是1985年产品，即测试时才安装使用了两年，它的特点是布风系统进行了改造，具有较好的分段风室的密封性能，且分风道外置、易于调整操作。经过对不同煤种的散煤作了6次测试及对不同煤种的型煤作了6次测试；用正平衡数据平均值得出了烧散煤的平均锅

51、炉热效率为3=73.84，烧型煤的平均热效率为477.43，平均提高l3.59。(3)在杭州新业塑料厂DZL4-13锅炉上测试，进行了两次散煤与两次型煤的调整试验。该锅炉亦有10年以上的炉龄，且没进行过改造。得出烧散煤平均热效率为l72.32，烧型煤的平均热效率为278.035。两者之间，平均提高05.715。把在杭州胶鞋厂DZL4-13锅炉上对不同煤种的测试数据的平均差值(6.644)加上在杭州浙江麻纺织厂DZL4-13A：锅炉上测试的数据的平均差值l(3.59)、及在杭州新业塑料厂DZL-13锅炉上测试的数据的平均差值05.715三者再平均，平均提高锅炉热效率5.32。1/3（+l+0）5

52、.32(4)锅炉上安装炉前成型机前后，其锅炉的环保效益，于1987年11月12日在浙江麻纺厂，DAL4-13型链条锅炉上对烟尘及SO2排放作了对比试验。其中还对掺加石灰石与不掺加作了对比，而散煤的烟尘排放则是在1988年4月18日做的。结论：1.型煤与散煤(不加石灰石情况)比较烟尘排放浓度减少75.3%。2.型煤(加石灰石情况下)与散煤比较，烟尘排放浓度减少92.7%。3.在以石灰石为脱硫剂时，脱硫率达48%。4.型煤燃烧时，在锅炉省煤器前烟气含尘量65.27%毫克标准m9。工业型煤炉前成型技术既然有这么好的节能和环保效益，而且对长年运行的蒸汽锅炉来讲投资回收期均为一年左右。最长为两年，是一种

53、见效快，效益好的产品。故西安交通大学、兰州环保设备厂借鉴浙江大学的技术加以完善，研制出的2-4Th炉前成型机，通过对一台锅炉的烧散煤与烧型煤的对比试验，得出热效率提高4.18%，烟尘排放浓度降低63%。新乡市工业型煤机械厂与浙江大学燃料利用研究所联合研制的CSJ-24型工业型煤炉前成型机一经投入市场后，用户一致反映性能良好，如新乡市交际处在KZL4-13A型锅炉试运行时与燃散煤进行对比，热效率提高13.47%，炉渣含炭量由37.3%降低为12%，排烟浓度降低，林格曼烟气黑度为一级以下，平均每天可节煤一吨以上。在开封市政府机关的SZA13A锅炉上装型煤机后与燃用散煤对比，锅炉热效率由57.02%

54、提高到70.09%，烟气黑度由林格曼一级左右降到林格曼零级冲烟尘浓度268毫克标米3，烟尘量减少了67.54%，该锅炉经过120天运行，不仅满足了16栋楼房的3万m2的采暖需要，而且节煤200余吨，仅节能一项，4个月就收回了购型煤机的投资。在广西柳州纺织印染总厂的KZL-13A型卧式快装锅炉上进行工业型煤炉前成型的试点工作，改燃散煤为燃型煤，经过成型后改善了燃烧状态，且在安装前后分别进行热平衡测试，锅炉热效率提高了10.98，节煤率24.99%。(二)集中成型工艺前述的“七五”科技攻关工业型煤成套技术研究就是这种工艺。现把该工艺以河北邯郸型煤厂为例进行介绍。1.生产工艺流程(工艺流程图3-8)

55、原煤经过铲车送入受煤坑，通过104#皮带运至振动筛进行原煤筛分，大于25mm块煤经106#皮带送入块煤堆，小于25mm的由207#皮带运至301#皮带，进入配料仓1-3号。如果原煤水分过高(>5%)则需经滚筒干燥机干燥。再由211#、212#皮带运至配料仓(1-3号)。筛分作用在于既保证了配料的粒度范围和原煤的均匀性，又将原煤中的大块煤分离出来，从而降低了后续作业的负荷。而块煤的出售又可带来一定效益。干燥段则可灵活地控制原煤水分，为后续粘结剂的加入提供了良好条件。配料仓中的原煤经305#、306#配料带运到总配带308#上，添加剂则由307#配料带加入到308#皮带。经除铁器除去物料中的铁块、渣后进入破碎机，粘结剂经合面机，搅拌桶和稳压罐加入到破碎机中，经破碎后物料与添加剂初步混匀，然后由螺旋出料机运送到401#皮带进入双轴搅拌机，再由403#皮带进入到立式调和机。这里双轴搅拌及立式捏合起着进一步分散、混匀、调和的作用，它能保证物料中的煤、添加剂、粘结剂有充分的调匀而达到成型条件。调合好的物料经406#皮带的电磁铁进一步除去物料中的含铁物质，进入成型机成型。成型机出来的型煤经409#、4