型煤技术讲义
洁净煤技术课件 第5章 型煤rev
第三节 型煤质量检测与影响因素
一、工业型煤质量的基本要求
1.要有足够的冷、热机械强度 这是工业型煤必须具有的最基本要求，也是型煤是否能代替块煤或焦 炭用于固定床炉型必须满足的首要条件。 一般评价型煤冷、热机械强度的方法有3种:①抗压强度;②跌落强度; ③耐磨强度。 2.要有足够的热稳定性 3.形状和大小与用途相适应 4.要有一定的耐潮、抗水性能 5.型煤水分应低
国外的型煤生产多采用无粘结剂高压成型工艺或热压成型工艺,原因 是所用原料多为变质程度较低的褐煤。我国煤炭的变质程度较深,宜采用 粘结剂低压成型,既可使成型工艺简单,也可降低生产成本。
型煤简述
一、形状与规格 型煤的形状和尺寸主要取决于它们应用的场合。用Couffinhal 压力机制成的型煤一般为立方形或砖形，重量为0.5~2.0kg，只用于 工业生产中。辊式压力机制成的型煤，通常大致呈卵形或枕形，重 16~80kg。家庭中的封闭式炉子和炊具所用的型煤，必需小到能方 便地将型煤通过加煤口加入炉子，但是也不能太小，以免其通过炉条 掉下去，或者在较深床层中对空气流动形成较大的阻力。工业型煤通 常所制成的形状为：球形、卵形、印笼形、棱柱形、中凹形、马赛克 形、长条形、圆柱和圆管形等；民用型煤的形状一般为：圆蜂窝煤形、 方形、球形等。
3.物料水分 物料中的水分在成型过程中的作用主要有： (1)适量水分的存在可以起润滑剂作用，降低成型系统的内 摩擦力，提高型煤的机械强度。若水分过多，粒子表面水层变厚， 则会影响粒子相互之间的充分密集，反而会降低型煤的机械强度。 此外，水分过多还会在型煤干燥时易产生裂纹，因而使型煤容易 发生碎裂； (2)如果采用亲水性粘结剂成型，适量水分会预先润湿粒子 表面，从而有利于粒子间相互粘结。如果水分过多，反而会使粘 结剂的效果变差。比较适宜的成型水分一般为10%～15%； (3)如果采用疏水性粘结剂成型，则水分会降低粘结剂的效 果，故此时一般控制物料的水分在4%以下。 总之，物料水分应根据实际情况灵活掌握，将其控制在一个 最佳范围内。
第一章型煤技术的产生与发展2Convertor
第一章型煤技术的产生与发展型煤的定义将一种或数种粉煤与一定比例其它添加物（粘结剂、固硫剂、助燃剂、生物质等）混合，通过一定的方式加压成型，得到的具有一定形状和一定理化性能（冷强度、热强度、热稳定性、防水性等）的块状燃料或原料，称为型煤。
Why ?1、工业和民用对块煤的需求;2、采煤工艺的发展导致块煤产率下降，粉煤产率提高;3、烧散煤的缺点；4、烧块煤的优点（相对于散煤）；5、块煤和散煤的差价；复习提问：1、型煤的定义及其制备；2、开发型煤技术的意义？3、生物质型煤；生物质型煤（定义）BCC( biomass compound coal)，Bio-briquette破碎成一定粒度和干燥到一定程度的煤与（经处理的）可燃生物质，按一定比例掺混，利用生物质中的木质素、纤维素、半纤维素（或其经处理产物）的粘结和连接作用，在高压力下压制而成的型煤。
根据生物质成型处理的不同方法，生物质型煤分为3类：①生物质直接和煤粉混合，高压压制成型，即冷压成型；机理：木质素因受挤压和摩擦受热软化而粘结；相似相容原理；网状骨架；生物质型煤（工艺分类）BCC( biomass compound coal)，Bio-briquette②对生物质进行处理，制备成粘结剂与煤粉混合成型；包括生物质造纸所得纸浆废液；水解纤维物质；经过处理的生物质废渣三类。
机理：水解液体部分粘结作用；固体部分连接作用。
钢筋混凝土③生物质直接和煤粉混合，利用受热压制成型，即生物质热压成型。
原理与冷压成型类似，但主动加热。
实际应用较少；生物质型煤（优点）低污染、环保；（本身污染少，固硫）改善着火特性；（生物质着火点200-300度）经济性好；（来源广，但季节性）生物质型煤（设备）螺旋预压（课本）生物质型块高压设备铸造型焦型焦煤型煤炭化冷压热压型煤技术的发展3、型煤技术对其他技术参考意义。
型焦煤层加固用于硫化床燃烧的型煤（小）。
型煤的原理
型煤的原理型煤是一种以煤为原料，通过一系列的压制、加热和干燥等工艺，将煤转化为成型燃料的过程。
它广泛用于工业与民用领域，具有高热值、低灰分、低硫分、低挥发分等优点。
型煤的原理主要包括以下几个方面：一、原料的选择和处理：型煤的生产首先需要选择合适的煤种作为原料，并对原料进行加工处理，以提高煤的可塑性和密实性。
常用的煤种有无烟煤、烟煤和褐煤等。
对于不同煤种，可以根据其特性进行合理的混合，以达到最佳的成型效果。
二、煤的粉碎和混合：原料煤首先需要进行粉碎处理，将其破碎成适当的颗粒大小。
一般采用破碎设备，如破碎机和颚式破碎机等。
粉碎后的煤粉需要进行混合处理，以保证型煤的均匀性和一致性。
一般采用混合机或搅拌机进行混合。
三、型煤的压制：将粉碎和混合好的煤粉放入压力机中进行压制。
通过减小煤粉之间的孔隙和增加颗粒间的接触面积，使煤粉之间的结合力增大，从而形成坚固的型煤块。
对于型煤的压制，可以采用不同的压制工艺和设备，如辊压机和型煤机等。
一般来说，辊压压力越大，型煤块的密度和强度越高，但也容易造成能耗增加。
四、型煤的加热和干燥：压制成型的煤块需要经过加热和干燥过程，以去除型煤中的水分和挥发分，增加煤块的热值。
加热和干燥可以采用自然风干或人工加热的方式进行。
一般情况下，型煤的干燥温度一般在100-120℃之间，热风温度在200-250℃之间，干燥时间视原料煤的含水量和煤块的尺寸而定。
五、型煤的陈化和调整：型煤经过加热和干燥后，需要进行一定的陈化和调整工艺。
陈化可以使型煤块的湿度进一步降低，增加煤块的热值。
调整可以改变型煤的外观和性能，如调整煤块的密度和强度，使其适应不同的应用需求。
以上就是型煤的主要原理。
型煤作为一种理想的成型燃料，具有可再生、环保、高效等优点，并且在工业和民用领域有着广泛的应用前景。
随着能源需求和环境压力的增加，型煤的生产和利用将进一步得到重视和发展，同时也需要解决一些问题，如原料选择、成型工艺、环境保护和能耗降低等方面的技术创新。
5第四章 型煤生产技术
4、上点火蜂窝煤的典型生产工艺
见图4-3
四、特种民用型煤
1、火锅用型煤
四、特种民用型煤
2、烧烤用型煤
五、民用型煤的质量指标
发热量：>16.6-20.8MJ/kg； 端面抗压强度：Φ 102mm>600N/块 Φ 127mm>700N/块 热稳定性：不塌炉、不堵孔、不结渣，不爆裂； 上火速度：>1℃/min； 火力强度：>15g/min； 热效率：>40%； 灰熔点：>1100℃
2、上点火蜂窝煤的结构
有上下面圆形和方形两种，而孔的排列方式
却有多种，有的是圆形的，有的采用长方孔 和圆孔搭配，有的还采用梅花或十字孔搭配， 如图4-2所示。 结构分类：整体式、嵌入式和分体式，见表 4-5
3、上点火蜂窝煤的配料
点火剂配方见表4-6
引火剂配方见表4-7 煤本体配方见表4-8
第三节 民用型煤
一、煤球
中国制造煤球采用无烟煤作原料，黄土作黏结剂， 如果原煤硫分高则加入一定量的石灰或电石渣作 固硫剂。由于无机物会降低煤的发热量，因而也 有采用淀粉、羧甲基纤维素（CMC）等有机物 作黏结剂
煤球的生产过程
煤球生产中首先将原料煤进行干燥、粉碎，然后 在气流床中用热烟气进行干馏，使之形成半焦； 半焦中加入石灰和羧甲基纤维素CMC，通过三 次连续轮碾作业成型，然后在干燥窑中干燥，待 冷却后装箱入库。
型煤的成本，型煤原料应当根据不同的地区， 不同的用途，不同的工艺进行选择。
煤的水分是型煤工艺的重要因素，对于一定
的成型设备，要压出高强度的型煤，其水分 有一个最佳范围。 煤的挥发分应当根据型煤用途而定，如挥发 分低下点火，挥发分高上点为等等。 灰分基本上是惰性的，应尽量低。但灰分可 以提高煤的塑性和机械性能。 黏结性和结焦性对一些型煤来说十分重要。 灰熔点的影响。
洁净煤技术第03章 型煤技术
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，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。
第四讲型煤
生物质型煤制备工艺主要由烘干、粉碎 、混合、高压成型等单元组成, 生物质型煤 生产工艺流程见图 1。其生产过程如下: ①将 原煤和准备掺入的生物质分别进行烘干, 将 干燥后的煤进行破碎, 生物质也需碾碎, 磨成 微细粉末; ②将两者进行充分混合, 此时可根 据原煤和生物质的特性, 视情况加入某些适 量粘结剂和脱硫剂; ③将上述混合物一同送 入成型机, 在高压下制成生物质型煤产品。
四、型煤粘结剂
不同用途的型煤对粘结剂有一定的要求，型煤粘结剂 应具备如下条件： ① 粘结能力强，流动性好，在煤粒表面易扩散、分布 均匀； ② 能很好地润湿煤的表面，且增加粒子间的作用力； ③ 来源广，价廉，无污染； ④ 无机物含量低，尽量少增加型煤的灰分，固硫效果 好于型煤生产量和生产成本的原因，民用型煤大都 用粘土作为粘结剂，但工业用型煤就不能用粘土作 粘结剂，这样会增加型煤的灰分，降低热值。 要使工业锅炉能普遍使用型煤，节约能源，就必须 抛弃原有型煤的制作模式，采用无粘结剂，不经运 输的炉前成型技术，也叫自成型模式。 所谓自成型就是指利用煤本身的水分，经过挤压成 型而不需要任何粘结剂的一种强度较低的型煤制作 工艺。成型后的煤不经运输直接掉入煤斗，然后入 炉燃烧。
物料的水分。 1、适量水分存在可疑起到润滑剂的作用，降低 成型系统的内摩擦力，提高型煤的机械强度。 若水分过多，粒子表面的水层变厚，降低成 型的机械强度 2、如果采用亲水性的粘结剂成型，适量水分可 以起到预先润湿颗粒表面，从而利于颗粒间 的粘结。如果水分过多，会使粘结剂的粘结 效果变差，较适宜的成型水分一般在 10%~15%。 3、如果采用疏水性的粘结剂成型，水分会降低 粘结剂的粘结效果，此时水分要控制在4%以 下。
利用型煤技术可以扩大资源利用率： ① 贫煤和无烟煤是热稳定性较差的煤，在燃烧过程 中会很快崩碎成细粒，造成资源浪费和环境污染， 通过成型可以改良其热稳定性。 ② 高灰煤泥和低发热量的页岩难以燃烧，通过型煤 技术可以提高其燃烧特性。 ③ 褐煤和泥炭水分大、发热量低、容易风化，只有 通过成型，才能改善其燃烧性能。
3-型煤技术
4、工业锅炉用型煤
炉前成型工艺的推广优点 加工型煤用的炉前成型机所需要的原料煤加工 费增幅略低，用户比较容易接受。 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 投资费用由各用户分散负担、困难相对减少。
4、工业锅炉用型煤
了解以下内容 集中成型工艺 生产工艺流程（图3－8） 主要工艺设备（表3－5） 我国工业型煤的推广形势及存在的问题
第三章、型煤技术
主要内容
我国发展型煤技术的必然性 型煤的定义和分类
民用型煤
我国工业锅炉型煤的发展概况
及存在的问题
1、我国发展型煤技术的必效率（与原煤散烧相比，燃用型煤锅炉的节 煤率可达到15％～23％）；可以有效地减少 环境污染；投资少，建厂周期短，见效快； 可以扩大煤炭资源利用，经过成型处理可以 改良热稳定性差或高灰分、低发热量的劣质 煤的燃烧特性； 可以推动技术进步
2、型煤的定义和分类
定义 型煤是用一种或数种与一定比例的粘结剂、固硫剂 等加工成一定现状和又一定理化性能（冷机械强度、 热强度、热稳定性、防水、、、、、、）的块状燃 料或原料。 分类 按用途分类见表3－1 （P73） 按形状分类见表3－2 (P74) 按成型方式分类见表3－3 (P74) 按粘结剂分类见表3－4(P74)
3、民用型煤
烟煤型煤计算机控制自动生产线
工艺流程见图3－1 新型立体式蜂窝煤生产流水线 工艺流程见图3－2 4万吨蜂窝煤生产线 工艺流程见图3－3
4、工业锅炉用型煤
工业锅炉型煤的特点 对于不同炉排的锅炉、煤型的尺寸大小、冷强度 的要求是不同的。对于往复（振动）炉排型煤的 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。 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些。
型煤技术
• 原料准备包括：筛分、破碎、干燥、配料、混匀。
• 原料煤准备的目的：使粘结剂有一个良好分布，以使其能充分发挥效 力；为型煤压制创造一个有利的基础，以便获得较大的成型压力；
(1)原料煤干燥
• 疏水性有机粘结剂，原料煤粉水分4％以下；
• 亲水性有机结剂或水溶性无机粘结剂，原料煤水分6％以下。 • 不溶性无机粘结剂，原料煤就不一定需要干燥。 （2)原料煤的破碎 • 目的 使煤粒在压球时能达到紧密的排列；
•
粘结剂最后形成的骨架也较为均匀地分布于型煤之中；
注意 粒度过小，增加动力消耗和粘结剂的用量。
机械作用—粘结剂填充到煤表面的凹凸缝隙中与煤粒表面呈大步交 错而固结在一起。
物理化学作用—煤粒表面与粘结剂靠范德华力的作用吸附在一起； 化学作用—粘结剂与煤粒表面发生化学键连结 。
总之，加入粘结剂后，总的趋势是提高了颗粒间的内聚力，使型煤 获得较高的强度。
影响粉煤成型的因素分析
• 粉煤成型的的主要影响因素有成型压力、煤粒粒度和成型水分。
中所含的硫分的80%以上可以转变为CaSo4或CaS的固态残渣形式。一般工 业上要求石灰中CaO的含量大于45%~50%
组分 Al2O3 Fe2O3 MgO K2O Na2O SiO2 TiO2 CaO
含量， 2.42 1.12 1.15 0.51 0.24 16.32 0.67 45.55 %
• 利用工厂的一些废渣作为型煤固硫剂，“以废治废”，是今后研究的 方向。下属物质也可作为固硫剂：
• 解放前，只有德国人在上海留下的一个小煤球厂和日本人在东北留下 的一些破烂煤球机。解放后，型煤技术起初也并没有为人们所重视。
型煤技术
型煤生产
一、原料煤灰分应达到13%以上，水分在6%左右。
固定碳60—65%为宜。
根据原料煤灰分高低适当用褐煤调节，也可用劣质煤调节。
制出煤棒灰分控制在19—21%，固定碳65%左右。
3吨褐煤配10吨煤面。
8吨褐煤配1吨片碱，碱量过大对设备腐蚀严重。
用湖北、山西当地褐煤沤制时间30小时，温度35—40℃，若天气干燥，沤制时要用布遮盖。
制液时温度控制在80℃以上加褐煤，碱可以先加入。
制棒机出煤棒时温度在75—80℃为宜，温度过高说明水分不足。
烘干塔出棒温度在60℃左右（50—60℃）烘干炉上、下加温度点，下部温度高，上部温度不高说明风室积灰多，应及时吹灰。
烘干炉进口温度根据产量高低来定，一般在130—150℃，要有足够冷风进入调节温度。
二、
1、制液： 3.5 吨水加3.5吨褐煤加12袋（25kg）碱。
配60吨原煤（原煤较湿），晋城面煤（灰分20%左右）。
山西霍州褐煤（酸41%左右）。
制液温度95—100℃,沤制24—30小时。
2、挤出机Φ30 开四台,供Φ 2610造气炉4台。
3、挤出湿棒强度较大，干后10cm左右。
4、烘干塔上部温度热风124℃左右，各仓上部温度95—105℃，煤仓正压严重，在烘干塔两侧烟气出口各有一个引风管除尘。
烘干塔
出来煤棒温度50—55℃，出料自动循环进行，振动间隔时间10秒左右。
在出料皮带溜筛处及煤储仓振动筛处各有一个引风管除尘。
安装一台专一除尘引风机和除尘器，除尘器在前，引风机在后（干除尘）。
3 第三章 - 型煤 - 洁净煤技术
（二）常用粘结剂
1、沥青类粘结剂 （1）煤焦油沥青 优点：与煤的组成结构相似，黏结性好，型煤机械强度 高，防水性能好。发热量高，灰分低。
缺点：产量低，污染大。
（2）石油焦油沥青 优点：比煤焦油沥青的塑性好，发烟少。
缺点：含硫高；型煤达到冷态抗压强度所需时间长，燃
烧时易破碎。 2、纸浆废液
原料广，以废治废保护环境。
三、热压成型工艺
定义：将具有一定黏结性的单种煤或配合煤快速加热至胶质 状态下加压成型的工艺。 热压型煤经炭化处理得机械强度高的型焦。 1、成型原理：利用煤热解（300～450℃）时产生的 胶质体所具有的粘结性，将煤热压粘结成型。 2、成型工艺：（四个阶段） （1）快速加热：几秒内加热至塑性温度400～480 ℃，形 成胶质状态。 （2）维温分解：在塑性温度时维持数分钟，煤粒充分形 成胶质状态，同时挥发物进一步析出，防止型煤开裂。 （3）加压成型： （4）型煤冷却：隔绝空气冷却。
的型块能维持一定形状，但易碎。
3、成型：压力增大到足以使粒子开始变形。 系统稳定性接近于天然块状物。 4、压溃：继续增加外力，不坚固的粒子遭到破坏，系统稳定 性减少，型煤的机械强度也将降低。 工业生产型煤时，应在这阶段以前结束。 5、反弹：去掉外力后，压缩到最大限度的物料反弹，使型块
体积稍有增大，系统稳定性也随之降低。
二、添加剂 1、固硫剂：石灰和电石渣
CaO+SO2=CaSO3 2、助燃剂： 增加燃烧速度、提高燃烧效率，降低灰渣含碳量 Ba(NO3)2,KNO3,NaNO3,KClO4,铝镁粉，KMnO4,MgF2， 缩甲基纤维素（CMC）等。 3、防水剂 ：便于露天堆放
第六节 型煤生产工艺
生产工艺包括：原料准备、计量、混和、搅拌、成 型、干燥、后处理等环节。 合理的生产工艺要具备以下要素 ： 1、物料混合要充分、均匀； 2、配料计量要准确；（电子秤、核子秤） 3、水分要均匀：中间堆仓陈化方法 4、后处理方式要合理 ：养护、烘干、直接使用湿 的型煤 5、设备的配套选型要合理。
型煤技术(总结)
原煤质量标准1、原煤水分：原煤水分一般要求控制在4-8%，它是由以下两方面因素决定的。
1）、型煤成型总水分：煤球成型水分一般为11-13%，如果总水分超标会造成不好脱模，影响型煤成型率和型煤强度。
2）、液体粘合剂水分：粘合剂为复合型，液体粘合剂型煤中的添加比例一般为5-7%，如果原煤水分超标，还要保证成型总水分的前提下液体粘合剂就不能按比例足量添加，产品质量就会受到影响。
2、原煤粒度型煤要有一定的背架结构，由20-25%≤3㎜以下，75-80%为粉状等不同粒度组成，大的粒度在型煤背架结构中起骨架支撑作用，提高型煤的空隙结构与孔隙率，改善气化活性，粉状做为填充物，可以提高型煤强度。
但是，粒度过大，成型与强度困难，粒度过细则致型煤过于压密，空隙率低，活性差。
3、原煤成分：选用原煤，首先要分析影响型煤质量的原料煤主要指标成分：水分、固定碳、灰熔点、粘结指数，其根本目的是针对性调整粘合剂的成分、配比及添加量来保证型煤质量。
4、原煤的稳定：用单一煤种和多煤种配煤来制作型煤都是可行的，但无论单一或配煤，基本要求它总的指标成分必须稳定，在一段时期也必须相对是稳定的，因为原料煤是型煤制作最基础的前提条件，如果原煤成分发生变化，整个工艺、设备配置、粘合剂、气化应用等诸多方面也发生了变化。
型煤成型技术标准型煤成型总的质量标准是：初始强度高，成球率高。
成型机在运行过程中可能会出现碎料、半球，不脱球，成球强度不高等现象，我们应认真分析对待，片面认为只是成型机压力不够，是不客观的。
它和原煤煤种、原煤水分、原煤粘结系数、工艺设计、球形大小、粘合剂类别、成型压力等诸多因素有着密切关系。
一、工艺设计对成型的影响。
型煤生产线的工艺设计，既要保证物料的搅拌均匀，包容渗透性强，还要保证成型机的供料连续、均匀，不能时多时少，进料粒度要均匀，不能时大时小，减少碎料、虚球。
二、成型压力对成型的影响。
型煤成型一般为中低压成型，压力的选用不是压力越大越好、也不是成型压力越小越好，在合理的压力调整范围内，选择最佳适用压力才是关键，这是由粉煤的水分、塑性所决定的。
4型煤
（一）粘结剂分类（化学分类） 粘结剂分类（化学分类）
有机粘结剂 无机粘结剂 复合粘结剂 沥青型 沥青— 沥青—亚硫酸纸浆废液 焦油— 焦油—石灰 沥青— 沥青—粉煤 防水型 粉煤— 粉煤—沥青 亚硫酸纸浆废液 —水泥 硅酸盐— 硅酸盐—沥青 疏水性： 疏水性： 不溶性 焦油沥青 石灰 石油沥青 水泥 木焦油沥青 粘土 亲水性： 亲水性： 水溶性 淀粉 水玻璃 亚硫酸纸浆废液 糠醛渣盐碱废液 腐植酸盐碱废液 酿酒废液 制革废液
2
型煤技术的国内外发展概况
世纪末， 法等制成对辊式成型机， （1）19世纪末，英、法等制成对辊式成型机，开始用机械生产民用型 ） 世纪末 蜂窝煤。 煤。日本开发了能单个燃烧的蜂窝煤。 日本开发了能单个燃烧的蜂窝煤 世纪初， （2）20世纪初，德国用褐煤型煤作锅炉燃料。 ） 世纪初 德国用褐煤型煤作锅炉燃料。 （3）中国的型煤技术开发分为三代 ） 第一代为粉煤加粘结剂成型，替代块煤燃烧； 第一代为粉煤加粘结剂成型，替代块煤燃烧； 粉煤加粘结剂成型 第二代是在成型过程中，单项改变煤质，提高煤的使用性能； 第二代是在成型过程中，单项改变煤质，提高煤的使用性能； 第三代是对原料煤进行多项改质，实现清洁、高效燃烧。 第三代是对原料煤进行多项改质，实现清洁、高效燃烧。 目前中国的型煤技术除能“固硫” 目前中国的型煤技术除能“固硫”，“清洁”、“高效”、“快速点 清洁” 高效” 燃”、“型煤代焦”等外，并已达到可以控制型煤的燃烧性能，如控制 型煤代焦”等外，并已达到可以控制型煤的燃烧性能， 燃烧温度、速度等，以及改善型煤的结渣性、结焦性，反应活性、 燃烧温度、速度等，以及改善型煤的结渣性、结焦性，反应活性、热稳 定性等特性。 定性等特性。
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2、粘结剂成型 粘结剂成型指粉煤与外加粘结剂充分混合均匀后， 粘结剂成型指粉煤与外加粘结剂充分混合均匀后，在一 定的压力下制成型煤的过程。 定的压力下制成型煤的过程。
chap5-2煤炭加工之型煤
5.2.2 粉煤成型原理 装料
第五章 煤炭加工
加压
二、压力作用 在实际生产型煤的过程
中，除要具有一定粘结力外， 还要求一定压力。如右图所 示。
五个阶段往往并不是截 然分开的，甚至有时是几个 阶段同时发生，关键是要控 制成型压力
P＜Pmax
成型 压溃 反弹
第五章 煤炭加工
5.2.3 型煤工艺及其关键问题
粉煤成型后与原煤及天然块煤相比，具有下列一些特点。 （1）粒度均匀 （2）孔隙率大 （3）反应活性高 （4）改质优化：型煤可以通过原料煤混配、掺入添加剂、快速加热等成 型工艺，对原煤进行调质和优化。
5.2.1 概述
二、型煤的用途
第五章 煤炭加工
第五章 煤炭加工
5.2.2 粉煤成型原理
一、煤的表面特性与粘结机理
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第五章 煤炭加工
（五）型煤生产工艺的动态平衡
设备的配套选型是解决动态平衡所必须考虑的问题，如
皮带的宽度、带速等，应与设备处理能力匹配；，贮仓内物料量应
当有一定的可变范围，以缓冲各种因素造成的物料量的波动，例如
生产过程的返料使动态平衡变得很复杂 。
为了均衡生产，合理把握设备的操作负荷是十分重要的。
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第五章 煤炭加工
(一)不同的成型方法
型煤的机械强度在很大程度上取决于成型方法。一般 说来，热压工艺所得型煤的冷、热态强度最好，石灰 碳化煤球、粘土煤球及粘土一纸浆废液煤球次之，清 水湿煤棒最差。同一原料煤经过不同的成型方法生产 出型煤的机械强度比较见表
煤球种类
粘土一腐植酸煤球 石灰碳化煤球 粘土煤球 清水湿煤棒
一、型煤工艺 1．无粘结剂冷压成型
即粉煤不加粘结剂，共靠外力的作用而成型。许多国家已广泛采 用这种方法来制造泥炭、褐煤型煤。对于烟煤与无烟煤，由于它们的 煤化度高，其粉煤无粘结剂成型较为困难。 2．有粘结剂冷压成型
洗煤配煤型煤
6、煤炭可选性曲线
煤炭洗选的难易程度，主要是指重力洗煤； 可选性曲线，5个等级 瘦精煤又叫洗精煤 (clened coal ), 是指经洗煤厂机 械加工后，降低了灰分、硫分，去掉了一些杂质， 适合一些专门用途的优质煤。包括炼焦用、非炼焦 用的洗精煤和加热、动力用的洗混煤、洗块煤、洗 末煤等。不包括洗中煤、矸石和煤泥。 洗精煤可分为冶炼用炼焦洗精煤和其它用炼焦洗精 煤。冶炼用的炼焦洗精煤，其粒度为小于50毫米、 80毫米和100毫米三种；灰分小于或等于12.5%， 简称冶炼精煤；其它用炼焦洗精煤，粒度也小于50、 80、100毫米三种，灰分在12.5%-16%之间,简称其 他精煤。
4、煤炭洗选分类
化学选煤是借助化学反应使煤中有用成分富
集，除去杂质和有害成分的工艺过程。目前 在实验室常用化学的方法脱硫。根据常用的 化学药剂种类和反应原理的不同，可分为碱 处理、氧化法和溶剂萃取等。 微生物选煤是用某些自养性和异养性微生物， 直接或间接地利用其代谢产物从煤中溶浸硫， 达到脱硫的目的。Βιβλιοθήκη 粘合剂型煤缺点
1.沥青型煤成本高，需在150-200℃温度下搅拌混合0.5-1 小时，工艺复杂、防火差、沥青易挂炉且污染环境。 2.石灰碳化型煤，加25%石灰为粘结剂，碳化（CO2）时 间9-10小时，灰分高，不防水，热稳定性差。 3.粘土型煤，以粘土为粘结剂，该粘结剂不防火，强度 低，灰分高。 4.淀粉复合型煤，以淀粉和矿物质（如硅酸盐）为粘结 剂，需100-150℃烘干，防水性能差。工艺复杂。 5.水泥型煤，以水泥为粘结剂，在制备中固化时间长， 热稳定性差，增加灰分。 6.纸浆废液型煤，以纸浆废液为粘结剂，需浓缩、烘干、 吸潮、防水性差。 7.聚乙烯醇为主型煤，成本高，需烘干，热稳定性差。 8.焦化型煤，制备成本高，焦油含量易超标。
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型煤技术讲义2012年10月17日在我国的能源构成中，煤炭占有十分重要的地位。
据统计，在我国能源生产和消费中，煤炭约占总量的75%左右。
但是，随着采煤机械化程度的不断提高，粉煤在原煤中所占的比例也越来越大。
粉煤比例的增加不仅降低了散煤的燃烧效率，而且严重地污染了环境。
发展型煤是提高粉煤利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的现实意义。
一、型煤的原理型煤是一种或多种性质不同的煤炭按着本身特性经科学配合掺混一定比例的添加剂(黏合剂) 、固硫剂、膨松剂等,使其发热量、挥发份、固硫率等技术指标达到预定的数值,经过粉碎、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保效果的固态工业燃料。
1、型煤的粘结剂成型型煤的生产方法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、应用最广的成型方法。
这种方法主要用于无烟煤、烟煤和年老褐煤的成型。
目前，世界上绝大多数型煤厂都采用粘结剂成型的方法生产型煤。
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，然后利用型模加压成型，再经过适当的后处理，最后获得符合要求的型煤。
粘结剂成型的基本流程图如图1所示。
3、生产型煤工艺流程筛分工序：目的在于选取粒度不同的块煤。
筛分的尺寸随工艺的不同而不同，筛选小于20毫米的煤。
干燥工序：目的是将混合后的原煤水分保持在一定的水平。
根据使用的粘结剂的不同，对混合后的原煤水分的要求也不同。
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0～6毫米直接用于生产型煤。
用有些厂将大于3毫米或6毫米的块煤选出后，省略破碎工序，直接将小于3毫米或6毫米的粉煤用于型煤生产。
为了避免铁器损坏破碎机，一般在破碎机前安装电磁除铁器。
搅拌工序：目的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的表面。
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。
型煤成型机主要有对辊式成型机、冲压式成型机和环式成型机等。
蜂窝式成型机主要用于生产民用型煤。
目前，在工业型煤中应用最广的是对辊式成型机。
后处理工序：刚刚成型的型煤强度很低，需要经过后处理才能达到一定的强度。
后处理工序也叫养护或干燥工序。
后处理工序的目的在于使粘结剂在适当的温度下产生物理化学反应，从而使型煤具有一定的强度。
欧洲一些国家的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1、型煤的分类目前国内外工业型煤种类繁多、工艺类型复杂、粘合剂原料范围不断扩大，为了有层次的了解工业型煤状况，现简单分类如下：型煤按用途不同分为三类：⑴燃料型煤：锅炉型煤、窑炉型煤、机车型煤;⑵气化型煤：工业燃气用造气、合成氨造气;⑶ 冶炼球团：球团炼铁、球团炼锰等其它金属矿粉球团。
2、成型分类工业型煤：冲压成型、挤压成型、滚压成型、圆盘造粒。
民用型煤：冲压成型、滚压成型。
3、形状分类工业型煤：球形、卵形、柱形、枕形、管形。
民用型煤：蜂窝形、球形、卵形。
4、型煤具有如下特点(1) 具有足够的冷机械强度;(2) 具有足够的热稳定性;(3) 具有很强的耐湿、防水性能;(4) 具有较强的抗冻性能;(5) 具有自然固化快的性能;(6) 节约能源;(7) 降低环境污染;(8) 成本低,质量优良。
三、型煤粘结剂粘结剂也是型煤技术的关键。
目前，世界上已开发了数百种不同的粘结剂。
从发展趋势看，各国在研究粘结剂时，主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。
型煤粘结剂大致可分为：有机粘结剂、无机粘结剂、工业废料和复合粘结剂。
1、有机粘结剂可分为亲水型和疏水型两种。
亲水型有机粘结剂主要有淀粉、腐殖酸（风化粉煤）盐和生物质等。
疏水型有机粘结剂主要有煤焦油沥青、石油沥青和高分子聚合物等，而高分子聚合物主要包括聚乙烯(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、无机粘结剂主要有石灰、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”的作用，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。
无机粘结剂的主要缺点是防水性差并增加了型煤的灰分。
3、工业废料主要指纸浆废液、酿酒废液、制革废液和制糖废液等。
这些废液主要属于有机粘结剂。
利用工业废料作为粘结剂既可使废物得到充分的利用，又可大大减少废料对环境的污染。
这是值得大力提倡的好事。
4、复合粘结剂是指同时使用两种或两种以上不同物质作粘结剂。
复合粘结剂可以利用不同物质的优点，互相补充，从而使型煤具有较高的机械强度。
复合粘结剂主要包括有机—有机、有机—无机、无机—无机三种形式。
另外，为了赋予粘结剂或型煤特殊的性能，人们常常在粘结剂中添加少量添加剂。
这些添加剂主要包括固硫剂、防水剂、速凝剂和助燃剂等。
5、型煤的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。
即原料煤经过筛分后，送入干燥机进行干燥，干燥后的粉煤冷却到40℃～45℃后，再由成型机压制成型。
这种成型方法广泛用于褐煤的加工，尽管没有外来的粘结剂，但它仍利用了煤炭本身含有的粘结性成分。
另外，也有的型煤厂采用热压成型，用加热的方法使中年褐煤产生一定的塑性，然后加压成型。
德国和匈牙利等国利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／t通过电动葫芦提升到加药平台，由人工放入液体搅拌器(反应釜)内，同时加入650mm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／t，使温度保持在90～100℃，搅拌1.5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,与混合物料一起经过四级搅拌，然后送往成型机中成形。
四、型煤成型设备型煤生产涉及筛分、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的关键设备，它的选择应以原煤的特性、型煤的用途及成型时的压力等因素为基础。
目前工业上应用最广的是对辊式成型机，另外，还有冲压式成型机、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的生产。
1、对辊式成型机：对辊式成型机的工作原理如图2所示，它主要由两个大小相同的压辊和加料箱组成。
在压辊的表面分布着许多型模，每个型模相当于半个型煤的形状。
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压。
在对辊式成型机中，原煤受压的时间短，成型压力不大，因而型煤的弹性变形较小。
目前，这种机型主要用于生产使用粘结剂的型煤。
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，型煤是被旋转压辊从固定外环的底部挤出的，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辊共同旋转来完成的。
3、冲压式成型机冲压式成型机有多种不同的型式，目前应用最广的是液压冲压缸和曲柄连杆冲压缸成型机，冲压式成型机的工作原理如图4所示。
冲压式成型机的生产过程如下：给料机构将一定数量的原料煤送入成型机内；冲杆前移，原料煤被逐步压实，成为型煤；在冲杆前移的同时，已成型的型煤被向前推动一定的距离，而最前端的型煤被推出了型模；冲杆回程，返回到起始位臵。
冲压式成型机的优点是成型压力大，型煤在成型过程中多次受压而易产生塑性变形。
其缺点是耗能大、单产低。
4、螺旋式成型机螺旋式成型机的工作原理如图5所示，原料煤由供料口加入，螺旋叶片向前推进原料煤，同时对原料煤施加混合和加压的作用。
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的煤棒。
总之，随着研究工作的不断深入和科学技术的不断发展，上述各种成型机的自动化程度在不断地提高，设备的性能也在不断地完善。
目前，我国、法国、英国、德国、美国和日本等许多国家都在为用户提供各种不同的型煤成型机。
五、影响型煤质量的因素分析1、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、主要技术性能及指标a）生产能力：20t／h ， 10万吨/年b）型煤规格：35mmc）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／t，焦煤50kg／t，风化煤30kg／t，膨润土80 kg／th）耗电量：17度／t。
3、制作型煤常出现的几个问题型煤的冷热强度是指，煤粉压成球团后的硬度及，燃烧时的强度。
型煤冷强度简单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以下几方面造成的：(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％一6％，加入粘结剂含水量4％一7％)在l1％一l3％之间最好；(b)粘结剂的粘结力不够；(c)机械配臵与压力不好，无法将煤与粘结剂的结合力正常发挥。
2）型煤的热强度不好与结渣性型煤的热强度与煤的岩相灰分及组成有关。
它要求煤的灰分不能高，但灰熔点则不能太低，在制作型煤时所选择原料煤中的灰分要低，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。
型煤的结渣性与原料煤中的灰分组成与灰中的易熔成分总量有很大关系，型煤在炉中的结渣倾向除了与操作条件、煤的熔点有关外，还与煤中的灰分含量有较大关系。
型煤中矿物含量及组成，型煤的煤5灰熔融温度与粘度是型煤结渣性的主要影响因素，而粘结剂的加入势必会改变这4个因素，从而影响型煤的结渣性。
因此，粘结剂的性质对型煤的结渣性亦有关系。
3）型煤的热稳定性不好型煤的热稳定性是指煤在高温燃烧和气化过程中保持原来粒度而不碎裂成小块性质。
造成煤热稳定性不好的因素有很多，煤的热稳定性好坏又直接关系到固定床气化，燃烧能否顺利及带出的粉尘数量。
对无烟煤来说，热稳定性不好主要是内含结晶水的作用。