第二章 煤燃烧前的净化

3.2 选煤技术 常规选煤方法可以去除50%～60%的灰分和30%～40%的硫分。 据统计，每入选1亿吨原煤可以减少燃煤排放SO2 2150万吨， 选煤脱硫成本仅及烟气脱硫费的1/2，1995年全国入选原煤2.2亿吨 ，实现利税62.5亿元，节省运费40亿元。 我国的选煤技术有了很大进步。我国选煤技术的研究和开发已 经步人世界先进行列。各种选煤方法所占比例也发生了较大变化，
，在旋流器轴心形成空气柱;
入料中的精煤随内螺旋流向上，从 溢流口排除；矸石随外螺旋流向下， 从底流口排除。
3.2 选煤技术 重介质旋流器是—种结构简单、无运动部件的选煤没备。根 据机体形状分为圆锥型和圆筒型重介质旋流器；根据给料压力分 为有压给料和无压给料重介旋流器；根据产品数量可分为两产品 和三产品重介质旋流器。
§3.3 型煤技术 煤气是无色透明的气体，能猛烈燃烧。用煤气做燃料，温度高，
火力猛，污染少。家庭和工厂用的管道燃气有的就是煤气。煤气
还是多种化工原料，用它来合成橡胶、化肥等工业品。 煤焦油是一种黑褐色的很臭的油，但用途很多，可以用来合成塑
料、合成纤维、杀虫剂、糖精、染料、药品、炸药等多种工业品。 焦炭是灰黑色的、有小孔的固体，与煤相比杂质少，是冶炼钢铁
具体如下：跳汰选占26%，重介质选占54%，浮选占14%，风选占
5%，其它方法占1%。
3.2 选煤技术
二、跳汰选煤
1、原理
在垂直脉动的介质中按颗粒密度差别进行选煤的过程叫跳汰选
煤。
3.2 选煤技术 水作分选介质的叫水力跳汰，
以空气作分选介质的叫风力跳汰，
以重悬浮液作分选介质时叫重介跳汰。 选煤生产中，以水力跳汰用得最多。
磁选机工作原理
3.2 选煤技术
四、浮选
1、原理
从左至右，随着矿物亲水程度的减弱，水滴越来越难于铺开而成 为球形；
气泡的形状正好与水滴的形状相反，从右向左，随着矿物表面亲
水性的增强，气泡变为球形。 显然，在水中亲水性的矿物难与气泡附着，可浮性差；疏水性
的矿物易与气泡附着，可浮性好。
3.2 选煤技术
（3）工业锅炉使用
§3.3 型煤技术 在1200℃的密闭炉（称为炼焦炉）中干馏，可得固定碳很高含量 之煤焦，俗称焦炭； 因为缺氧，所以不会烧掉，某些固体因为热量成为气体，而剩之 且成泡沫状之碳物体就是焦炭了。用来制成焦炭之煤称之为“焦
炭煤”，其应具有低硫量及特定灰分的特性；
制焦炭过程称为“干馏”，其中产生气体部分冷却之后就成为煤 焦油。
§3.3 型煤技术
工业锅炉用型煤优点
粒度均匀、孔隙率大
型煤进入炉膛时，在床层上堆积—定的厚度，由于其孔隙率较
一般大20%，床层的风阻力小，空气分布均匀。煤燃烧反应表面积
大，从而可强化中烧，使灰渣的含碳量明显减少。
型煤有较好的热变形特性，确保型煤能气全烧透。
型煤进入炉膛后，由于上下表面温度不均匀，当受热膨胀时因
3.2 选煤技术 （2）捕收剂 提高煤粒表面疏水性的药剂称为捕收剂，它具有 捕收煤粒的作用。 提高煤粒表面疏水性的药剂称为捕收剂，它具有捕收煤粒的作 用。浮选煤炭时通常采用非极性碳氢化合物，如煤油、柴油等。 非极性油类药剂虽不溶于水，但由于强烈的搅拌作用，被粉碎 成许多小油滴而分散在矿浆中。这些小油滴一经与煤粒相遇，就附 着在煤粒表面。煤粒的疏水性越强，油滴在其表面附着的可能性越 大，附着得越快、越多、越牢固。非极性的小油滴不与亲水性的矸 石附着。
第三章 煤燃烧前净化
３.1 ３.2
３.3 ３.4
洁净煤技术基础 选煤技术
型煤技术 水煤浆技术
3.1 洁净煤技术基础
3.1 洁净煤技术基础
洁净煤技术
洁净煤技术 （Clean Coal Technology）
——针对燃煤对环境造成污染提出的技术对策，旨在减少污染和 提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制新技术的总称。


达到重悬浮的分选密度及重悬浮液的稳定性；
保证较好的流动性，粘度不能高； 其次，要无毒，无腐蚀性，不污染精煤，价廉，来源广，
易回收。工业上可以采用的加重质有磁铁矿、重晶石、黄铁矿 、砂子、黄土等。选煤中主要用磁铁矿（Fe3O4）。
3.2 选煤技术
3.2 选煤技术
重介质悬浮液制备
3.2 选煤技术
（2）按风室的布置形式分，有侧鼓式与筛下空气室跳汰机。
3.2 选煤技术
侧鼓式
3.2 选煤技术
三、重介质选煤
在静止的悬浮液中，作用在颗粒上的力有重力G和浮力Go，因
此，悬浮液中颗粒所受的合力为：
F G G0
而 G Vg，G0 Vg， 则
F Vg Vg V ( ) g
3.2 选煤技术
3.2 选煤技术
3.2 选煤技术
3.2 选煤技术
3.2 选煤技术 3、重介质选煤特点 重介质选煤是当前最先进的一种重力选煤方法。 （1）、可以严格地按密度分选，分选效率高；
（2）、能有效地分选难选煤和极难选煤；
（3）、对原煤的适应性强，生产中受给煤量和原煤质量波动的
影响较小；
液密度上、下不一致，为不稳定介质。
目前，国内外普遍采用磁铁矿粉与水配制的悬浮液作选煤用。
3.2 选煤技术 2、重介质选煤机
3.2 选煤技术
具有结构紧凑、占地面积小、重量轻、传动机构简单、提升 轮磨损较小。
3.2 选煤技术 重介质旋流器选煤原理 在离心场的作用下： 质量为 m 的颗粒受到的离心力为
3.1 洁净煤技术基础
按照国务院1997年批准的《中国洁净煤技术九五计划和2010年 发展规划》，中国洁净煤技术包含四个领域、十四项技术 1、煤炭加工领域：选煤、型煤、水煤浆； 2、煤炭高效燃烧与先进发电技术领域：CFBC、PFBC、IGCC； 3、煤炭转化领域：气化、液化和燃料电池； 4、污染排放控制与废弃物处理领域：烟气净化、电厂粉煤灰综 合利用、煤层气的开发利用、煤矸石和煤泥水的综合利用。
v2 v2 F0 m V r r
悬浮液给的向心力
v2 Fx V r
颗粒在悬浮液中半径为r处受到的合力F为：
v2 v2 v2 F Fx F0 V V V ( ) r r r
3.2 选煤技术
物料和悬浮液以一定压力沿切线
方向给入旋流器，形成强有力的漩涡 流。 液流从入料口开始沿旋流器内壁形 成一个下降的外螺旋流；在旋流器轴 心处形成一股上升内螺旋流; 由于内螺旋流具有负压而吸入空气
3.2 选煤技术
1、原理：在密度大于1的介质中，按颗粒密度的差异进行选煤，叫
重介质选煤或重介选煤。选煤所用的重介质有重液和重悬浮液（简
称悬浮液）两类。
重液：有机溶液（如四氯化碳、三溴甲烷）和无机盐水溶液（如
氯化锌水溶液、氯化钙水溶液），它们是稳定介质，放置很长时间
能保持自己的物理性质。
悬浮液：是固体粒子和水的混合物，静置后粒子即下沉，使悬浮
§3.3 型煤技术
民用型煤比散烧节煤20%～30%，烟尘减少40%～60%， CO减少80%；加固硫剂后二氧化硫减少40%～60%，氮氧化合物
减少55%，Bap（多环芳烃）减少90%，烟气黑度达到林格曼1/4
级。
§3.3 型煤技术 19世纪末法国科学家林格曼将烟气 黑度划分为六级,标准的林格曼烟气黑度
应力的释放及上、下表面的膨胀不均匀，使型煤上表面出现花卉状
3.2 选煤技术
参考资料：《选煤基础知识》吴式瑜
§ 3.2
岳胜云编著
选煤技术
一、选煤的目的
1、除去原煤中的杂质，降低灰分和硫分，提高煤炭质量，适
应用户的需要；
2、把煤炭分成不同质量、规格的产品，适应用户需要，以便 有效合理的利用煤炭，节约用煤； 3、煤炭经过洗选，矸石可以就地废弃，可以减少无效运输， 同时为综合利用煤矸石创造条件。
图由14cm×21cm不同黑度的图片组成，
除全白与全黑分别代表林格曼黑度0级和
5级外，其余4个级别是根据黑色条格占
整块面积的百分数来确定的，黑色条格 的面积占20%为1级；占40%为2级；占 60%为3级；占80%为4级。
§3.3 型煤技术 五、工业型煤
种类：
（1）造气型煤
（2）型焦及炼焦配用型煤
3.2 选煤技术
4、浮选机
3.2 选煤技术
3.2 选煤技术
§3.3 型煤技术
§ 3.3 型煤技术
参考资料：《型煤技术》 徐振刚 一、什么是型煤技术 刘随芹 主编
将煤粉和低品位煤加工制成一定强度和形状的煤产品。
二、发展型煤技术的意义 我国的工业锅炉和市场用煤年耗煤量约5亿t，这些设备均属层 燃方式，要求以型煤为燃料，而煤矿采出原煤的块煤率不足20%， 因而块煤供不应求。
3.2 选煤技术 （1）床层松散
上升水流的速度和加速度对床层松散起决定性作用。速度和加
速度配合不当，可能使床层不松散或整起整落，只有大小适宜才可 得良好的松散。 （2）分层原理
3.2 选煤技术
3.2 选煤技术
2、跳汰机
跳汰机的种类繁多，用处各有不同。 （1）按产生脉动水流的动力源的不同：可分为活塞跳汰机、无活 塞跳汰机。无活塞跳汰机中水流的脉动是利用压缩气来推动的。
不可缺少的燃料。
§3.3 型煤技术 焦炭主要之功用是用来冶铁炼钢，将焦炭、铁矿及石灰石混和
在鼓风炉之中燃烧，经不完全氧化，生成一氧化碳，再将氧化铁还
原成铁，就可制成炼钢所需要之纯铁了。其反应可由下列之反应式
表示：
C＋O2→CO
Fe2O3＋3CO→2Fe＋3CO2
亦可直接将氧化铁还原：
Fe2O3＋3C→2Fe＋3CO
（4）、入选粒度范围宽，入料上限大，其上限可达500～ 1000mm，因此可代替人工手选，使选煤过程全部机械化： （5）、重介质分选设备构造简单，生产操作和工艺过程的调整 比较方便等。
3.2 选煤技术 4、重悬浮液
重介质选煤用的重悬浮液是细磨高密度固体微粒与水的混
合物。选择加重质，注意粒度和密度的综合要求。
研究表明，燃用型煤的工业锅炉平均节煤25%，民用锅炉20%；
同时少排放CO70～80%，烟尘60%，若添加固硫剂，SO2可减少
40%～60%以上的排放，NOX减少55%。
§3.3 型煤技术 三、型煤分类
§3.3 型煤技术 四、民用型煤
上点火蜂窝煤由烟煤、褐煤做原料，用火柴或报纸点燃，它由 点火剂、引火剂及煤本体组成。 点火剂由二氧化锰、氯酸盐、硝酸盐等氧化剂，煤炭、炭素 等可燃物及少量稳定防潮剂（石蜡、松香、硬酯酸钙等）和粘结 剂组成。
3.2 选煤技术 2、浮选的特点 为了从大量的煤泥中选出精煤，提高精煤产率，增加经济收益 ，选煤厂广泛采用浮选方法分选煤泥。 煤泥的来源有两个： 入选原煤中所含，即开采和运输过程中产生的，称为原生煤泥； 一为选煤过程中粉碎和泥化产生的，称为次生煤泥。
煤泥浮选需要的基建投资和生产费用都较重选高。
3.1 洁净煤技术基础
3.1 洁净煤技术基础
美国洁净煤技术的发展
美国于1986年推行“洁净煤技术示范计划（CCTP）,在能源部
的主持下，先后投资52亿美元，选定38个商业性示范项日，涉及4
个主要应用领域，即先进发电系统、环境控制设备、煤炭加工清洁
燃料装置、工业应用技术示范项目。
பைடு நூலகம்
3.1 洁净煤技术基础
3.2 选煤技术 3、浮选夜配制 （1）起泡剂 在浮选过程中控制气泡大小和维持泡沫稳定性的
浮选药剂叫做起泡剂。
当吸附有起泡剂单分子层的气泡相互接触时，由于它们之间有
两层起泡剂单分子层所形成的水层相隔，因而气泡在水中不容易合
并、在水面上也不容易破灭。
3.2 选煤技术 松木加工副产品 黄油、重松节油等。 石油、化工副产品 这类药剂包括杂醇、仲辛醇、高级醉、戊醇残液等。 杂醇：主要是酒精厂、香料厂、糖厂、化肥厂的副产品，为 黄褐色液体，有较好的起泡性能．主要成分是戊醉。
美国洁净煤技术的发展
3.1 洁净煤技术基础 欧共体的洁净煤研究与发展计划 主要目标：改善煤电生产的经济性和增强欧洲洁净煤技术的出口
潜力；
近期目标：提高现有电站效率，降低排放水平； 中期目标：支持IGCC和PFBC示范工程的商品化；
长期目标：建立设计简单、装备先进的新一代技术基地。
日本通产省于2000年公布了“21世纪煤炭计划” 该计划提出在2030前分3个阶段研究开发洁净煤技术。 其主要项目有: 先进发电、高效燃烧、脱硫脱氮和降低烟尘；利 用煤气的燃料电池、煤炭制造—甲醚和甲醇、水煤浆、煤炭液化和 煤炭气化等。