型煤技术讲义

型煤技术讲义

10月17日

在我国的能源构成中，煤炭占有十分重要日勺地位。据记

录，在我国能源生产和消费中，煤炭约占总量日勺75%左右。

不过，伴随采煤机械化程度日勺不停提高，粉煤在原煤中所

占的比例也越来越大。粉煤比例日勺增长不仅减少了散煤日勺燃

烧效率，并且严重地污染了环境。发展型煤是提高粉煤运用

率和减少环境污染的重要途径。研究表明，工业锅炉、窑炉

使用型煤后可比烧散煤节煤10%〜27%,烟尘排放量可减少

50%〜60%,添加固硫剂后，二氧化硫的排放量可减少

35%〜50%。因此，发展型煤对我国具有十分重要日勺现实意

义。

一、型煤的原理

型煤是一种或多种性质不一样的煤炭按着自身特性经

科学配合掺混一定比例日勺添加剂（黏合剂）、固硫剂、膨松

剂等，使其发热量、挥发份、固硫率等技术指标到达预定日勺

数值，通过粉碎、混配成型等工艺过程加工成具有一定几何

形状和冷热强度并有良好燃烧和环境保护效果的固态工上

燃料。

L型煤的粘结剂成型

型煤的生产措施可分为粘结剂成型和无粘结剂成型两大

类。粘结剂成型是研究时间最长、应用最广日勺成型措施。这

种措施重要用于无烟煤、烟煤和年老褐煤日勺成型。目前，世

界上绝大多数型煤厂都采用粘结剂成型的措施生产型煤。

2.粘结剂成型的工艺原理

粘结剂成型实际上是将粘结剂与煤炭颗粒均匀搅拌，然后

运用型模加压成型，再通过合适日勺后处理，最终获得符合

规定日勺型煤。粘结剂成型的基本流程图如图1所示。

mofflss

3.生产型煤工艺流程

筛分工序：目的在于选用粒度不一样的块煤。筛分日勺尺

寸随工艺时不一样而不一样，筛选不不小于20毫米日勺煤。

干燥工序：目的是将混合后日勺原煤水分保持在一定日勺水

平。根据使用的粘结剂的不一样，对混合后的原煤水分时规

定也不一样。例如，用沥青作粘结剂，原煤水分应保持在

2%〜4%；用纸浆废液或腐殖酸盐溶液作粘结剂，原煤水分应

控制在10%〜12%。

破碎工序：目的是将原煤破碎到所需的粒度。破碎机破

碎至0〜3毫米或。〜6毫米直接用于生产型煤。用有些厂将

不小于3毫米或6毫米的块煤选出后，省略破碎工序，直接

将不不小于3毫米或6毫米的粉煤用于型煤生产。为了防止

铁器损坏破碎机，一般在破碎机前安装电磁除铁器。

搅拌工序：目日勺在于将原煤和粘结剂均匀混合，使粘结

剂均匀地分布在煤炭颗粒日勺表面。采用沥青作粘合剂时，还

需通入蒸汽进行加热。

成型工序：是型煤成型的关键。型煤成型机重要有对辐

式成型机、冲压式成型机和环式成型机等。蜂窝式成型机重

要用于生产民用型煤。目前，在工业型煤中应用最广日勺是对

辐式成型机。

后处理工序：刚刚成型日勺型煤强度很低，需要通过后处

理才能到达一定的强度°后处理工序也叫养护或干燥工序C

后处理工序的目日勺在于使粘结剂在合适的温度下产生物理

化学反应，从而使型煤具有一定的强度。欧洲某些国家日勺型

煤厂还在后处理工序中给型煤涂敷一层保护膜，从而使型

煤具有防潮和耐磨的特性。

二、型煤分类及特点

L型煤的分类

目前国内外工业型煤种类繁多、工艺类型复杂、粘合剂

原料范围不停扩大，为了有层次的理解工业型煤状况，现

三、型煤粘结剂

粘结剂也是型煤技术日勺关键。目前，世界上已开发了数

百种不一样的粘结剂。从发展趋势看，各国在研究粘结剂时,

重要将重点放在来源充足、当地易得、廉价、无污染和防水

等方面。型煤粘结剂大体可分为：有机粘结剂、无机粘结剂、

工业废料和复合粘结剂。

L有机粘结剂可分为亲水型和疏水型两种。亲水型有机

粘结剂重要有淀粉、腐殖酸（风化粉煤）盐和生物质等。疏

水型有机粘结剂重要有煤焦油沥青、石油沥青和高分子聚合

物等，而高分子聚合物重要包括聚乙烯（醇）、聚苯乙烯、合

成树脂和树脂乳胶等。

有机粘结剂的粘结性能好，固化后可使型煤具有较高

的机械强度°在高温时，有机质易于分解，因此用有机粘结

剂生产的型煤，其热机械强度和热稳定性都不太理想。

2,无机粘结剂重要有石灰、水泥、粘土、石膏和硅酸钠

等。无机粘结剂的共同特点是具有较强的粘结能力，固化后

能起“骨架”日勺作用，使型煤具有较高的机械强度。由于大

多数无机粘结剂在较高的温度下不易分解，因而用无机粘

结剂生产的型煤的热机械强度和热稳定性都比较理想。无机

粘结剂日勺重要缺陷是防水性差并增长了型煤的灰分。

3、工业废料重要指纸浆废液、酿酒废液、制革废液和制

糖废液等。这些废液重要属于有机粘结剂。运用工业废料作

为粘结剂既可使废物得到充足日勺运用，又可大大减少废料

对环境的污染。这是值得大力倡导的好事。

4、复合粘结剂是指同步使用两种或两种以上不一样物质

作粘结剂。复合粘结剂可以运用不一样物质时长处，互相补

充，从而使型煤具有较高日勺机械强度。复合粘结剂重要包括

有机一有机、有机一无机、无机一无机三种形式。此外，为

了赋予粘结剂或型煤特殊日勺性能，人们常常在粘结剂中添

加少许添加剂。这些添加剂重要包括固硫剂、防水剂、速凝

剂和助燃剂等。

5.型煤时无粘结剂成型

型煤的无粘结剂成型是指在不加粘结剂的前提下用高压

直接成型0即原料煤通过筛分后，送入干燥机进行干燥，干

燥后的粉煤冷却到4（TC〜45C后，再由成型机压制成型。这

种成型措施广泛用于褐煤日勺加工，尽管没有外来日勺粘结剂，

但它仍运用了煤炭自身具有日勺粘结性成分。此外，也有日勺型

煤厂采用热压成型，用加热日勺措施使中年褐煤产生一定日勺

塑性，然后加压成型。德国和匈牙利等国运用年青褐煤生产

型煤已进入商品化生产阶段。

6.液体粘结剂的制备

腐植酸（风化粉煤）与烧碱4kg/1通过电动葫芦提高到加

药平台,由人工放入液体搅拌器（反应釜）内,同步加入

6501nm高的水,向夹套内通入低压蒸汽。即:加入烧碱4kg

/t,5分钟后,加入风化煤粉（腐植酸）30kg/t9使温度

保持在90〜100C,搅拌L5小时,然后由浓浆泵将制得的

液体粘结剂导入高位储液槽内备用,当型煤生产时,打开球

阀将液体粘结剂通入第一级卧式搅拌机中,与混合物料一起

通过四级搅拌,然后送往成型机中成形。

四、型煤成型设备

型煤生产波及筛分、干燥、搅拌、成型、后处理、包装

和粘结剂制造等众多的设备，其中最受人们关注的是成型

设备。

成型设备是型煤生产中日勺关键设备，它的选择应以原煤日勺

特性、型煤日勺用途及成型时的压力等原由于基础c目前工业

上应用最广的是对辐式成型机，此外，尚有冲压式成型机、

环式成型机和螺旋式成型机等。在我国，蜂窝式成型机也广

泛应用于民用型煤日勺生产。

1、对辑式成型机：对辘式成型机的工作原理如图2所示，它

重要由两个大小用似的压辐和加料箱构成。在压辐时表面分

布着许多型模，每个型模相称于半个型煤的形状。有的加料

箱中还装有螺旋送料器，以便及时送料并对原煤进行预区。

在对辐式成型机中，原煤受压日勺时间短，成型压力不大，

因而型煤的弹性变形较小。目前，这种机型重要用于生产使

用粘结剂的型煤。

原料煤

图2对短式成型机

2.环式成型机

环式成型机有固定外环和旋转外环两种形式，其工作原

理如图3所示。对固定外环成型机来说，型煤是被旋转压

朝从固定外环的底部挤出日勺，型煤被挤出后由切刀切断。而

旋转外环成型机的成型是由旋转外环和压辐共同旋转来完

毕叽

(b)旋转外环成型机

图3环式成型机

(a)固定外环成型机

3.冲压式成型机

冲压式成型机有多种不一样的型式，目前应用最广日勺是

液压冲压缸和曲柄连杆冲压缸成型机，冲压式成型机日勺工

作原理如图4所示。

冲压式成型机日勺生产过程如下：给料机构将一定数量日勺原

料煤送入成型机内；冲杆前移，原料煤被逐渐压实，成为型

煤；在冲杆前移的同步，已成型日勺型煤被向前推进一定日勺距

离，而最前端的型煤被推出了型模；冲杆回程，返回到起始

位置。冲压式成型机的长处是成型压力大，型煤在成型过程

中多次受压而易产生塑性变形。其缺陷是耗能大、单产低。

原料煤1

________________________曲柄联杆机构

原料煤J

液压机构

图4冲压式成型机

4.螺旋式成型机

螺旋式成型机日勺工作原理如图5所示，原料煤由供料口加

入，螺旋叶片向前推进原料煤，同步对原料煤施加混合和

加压日勺作用。原料煤被挤压通过一段导管，在出口处一段段

地断裂最终形成表面光滑日勺煤棒。

原料煤1

图5螺旋式成型机

总之，伴随研究工作的不停深入和科学技术的不停发展，上述多种成型机的自动化程度在不停地

提高，设备的性能也在不停地完善。目前，我国、法国、英国、德国、美国和日本等许多国家都在为顾客提

供多种不一样的型煤成型机。

五、影响型煤质量的原因分析

L型煤、粘结剂配比

义马长焰煤：83.6%膨润土8%风化煤3%焦

煤5%烧碱0.4%

2.重要技术性能及指标

a）生产能力：20t/h,10万吨/年

b）型煤规格：35mm

c）型煤质量：煤灰软化温度ST：^1250℃；水分:

＜5%；挥发份：＜26%

d）抗压强度：＞490N/个

e）热稳定性：＞80%

f）粉煤率：＜5%

g）消耗指标：粘结剂：烧碱4kg/1,焦煤50kg/1,风

化煤30kg/1,膨润土80kg/1

h）耗电量:17度/t。

3.制作型煤常出现日勺几种问题

型煤的冷热强度是指,煤粉压成球团后的硬度及,燃

烧时时强度。型煤冷强度简朴的讲就是压出来的型煤摔在地

上看会不会碎；热强度就是型煤燃烧的时候会不会碎。

1）型煤的冷强度低是由如下几方面导致的：（a）原料

煤中的水分过高，导致粘结剂无法按量加入，一般型煤在

成型过程中物料的含水量（原煤水分5%—6%,加入粘结剂

含水量4%—7%）在11%—13%之间最佳；（b）粘结剂日勺粘

结力不够；（c）机械配置与压力不好，无法将煤与粘结剂日勺

结合力正常发挥。

2）型煤的热强度不好与结渣性型煤的热强度与煤日勺岩

相灰分及构成有关。它规定煤日勺灰分不能高，但灰熔点则不

能太低，在制作型煤时所选择原料煤中日勺灰分要低，以便

在型煤制作过程中，为了提高型煤的热强度而需添加一定

量的澎润土或高岭土以提高灰熔点，起到在一定温度下型

煤不被熔化的骨架作用。型煤日勺结渣性与原料煤中日勺灰分构

成与灰中时易熔成分总量有很大关系，型煤在炉中日勺结渣

倾向除了与操作条件、煤日勺熔点有关外，还与煤中日勺灰分含

量有较大关系。型煤中矿物含量及构成，型