智能洁净型煤生产工艺及参数的选定

智能洁净型煤生产工艺及参数的选定
第4期
2007年4月
山西焦煤科技
ShanxiCokingCoalScience&Technology
No.4
Apr.2007
?
试验研究?
智能洁净型煤生产工艺及参数的选定
徐林①粱少春
(西山煤电股份公司西曲矿多经公司)
摘要通过对型煤生产工艺及参数科学选定,达到型煤规模生产,优质,高效,环保,探索出了
一
条循环经济发展之路.
关键词智能洁净;型煤;生产工艺;参数选定
智能洁净型煤是一种符合环保要求,无需进行燃
具改造的民用,工业用的洁净产品,具有固硫,消烟,
炉况稳定,热效率高和可控燃烧的优点,根据原料及
副产品的不同性质和燃煤用户对型煤理化性能的要
求,我们结合国内先进的型煤科研成果和专利技术,
反复摸索,研究,试验,开发出的系列产品,为规模化
的生产打下坚实的基础.
1原料的选择和配置
现行的型煤制造技术,是从民间的煤饼,煤块,蜂
窝煤发展而来,掺和大量黄土做为稳定剂,热值上限
只有l6.75一l8.84脚,如果超限将会破坏黏土的稳定性,从而造成型煤的塌落,导致炉况恶化,经测试, 一
般黏土,灰熔特征:T:900—1000~C,1"2:1000～
l100℃,T3:l:100一l200℃.在T.温度范围内黏土
将保持一定的热强度,而T2,T,将发生变形和流动, 取样证实,为避免发生变形,只有减少碳氢含量,从而不能保证较高的热值.同时黏土干燥速度慢,只有达到80%干燥程度才能产生移动强度,破损率高,送到用户,下限容易超过5%,用含有矿物质的矸石,中煤,煤泥取代黏土制造型煤,既满足了型煤造渣的需要,又带人相当量的固定碳和矿物质挥发性(高热值),减少原煤的添加量,有效降低原料成本,矸石含
有c,Fe2O3,Fe304,siO2等成分,一般发热量768—5 024kJ,具有固化,黏结性能,煤泥中含有精煤,发热
量一般在l8.84MJ,挥发性高,可降低型煤产品的着
火点,根据不同用户对型煤产品的理化性能需求,可调配原煤,矸石,中煤,煤泥的比例,从而充分利用煤
副产品矸石,煤泥及中煤,变废为宝.
2黏接剂
黏接剂是型煤冷压成型工艺中的关键技术,同时
黏接剂的质量和合理的配制又是型煤质量的重要保证.黏接剂的种类很多,但从广义上可分为有机类,
无机类和复合类三类.有机黏接剂的最大优点是黏接性好,对产品不增加灰分,缺点是冷热强度低,无机黏接剂的最大优点是产品的冷,热强度和灰熔点高, 缺点是增加了产品的灰分,降低了产品的固定碳和热值;复合黏接剂是充分利用了有机和无机类的优点, 克服了其缺点.
为了充分保证型煤产品的理化性能,选用了有机
类为主的复合黏接剂,通过大量的型煤实验,并进行
适当的配方调整,根据不同的原料和不同型煤产品的
要求,配制出淀粉类,聚烯乙醇类,腐植酸类等有机黏
接剂,配制时除按一定比例外,还要把加热的火碱加
进去,以增强黏接剂的活性.为了克服有机黏接剂的
缺点,还得增加一些化学元素,如果原料煤的含硫量
较高,在配制型煤黏接剂时加一定量的固硫剂,固硫
剂根据煤质和使用不同而不同.以便产出的型煤在
燃烧过程中把有害的硫固在炉渣里,不排放到空气
中.
3盲孔技术
型煤近几年形成了煤球,煤棒,蜂窝煤等,而智能
型煤是在传统的基础上开发的新产品.智能型煤与
①作者简介:徐林男1966年出生1997年毕业于太原理工大学工程师古交030200
2007年第4期徐林等:智能洁净型煤生产工艺及参数的选定?9?
传统型煤的区别在于:煤球是实心的,大多数煤球在
燃烧后都有一个黑心,说明燃料在传统的煤球中尚不
能被充分利用,其原因在于氧气通量不足.蜂窝煤是
空心的,与煤球相比,能提高氧气通过量,但工业炉窑
用蜂窝煤容易发生"片帮""塌落"的弊病,这是蜂窝
煤的形状在炉内易"架桥",导致"窜火"之后果.同
理煤棒在使用中也因"窜火"而导致炉况恶化.
智能煤则是在煤球中问有一宵孑Lf见同1).
圜一
I
I划1智能型煤茸孔示意图
一
种一端开口,另一端闭口的新品种型煤,它的
闭口端实际是一个"自动阀",在炉窑中燃烧时,操作者能令其自动开启,起到需要调节炉膛内的"氧化带"与"还原带"的区域配制或温度配制的作用,这是迄今任何一种燃料不具备的智能化功能,盲孔型煤的"自动阀"在炉膛内一个个开启后,即变成千万个拥有"通风隧道"的助燃器,借助于"隧道效应"不仅能
改善炉况,而且能消灭煤球"黑心".以链排锅炉为例,使用盲孔型煤(与直接燃原煤相比较)能节煤30%左右.
4智能型煤生产路线及关键工艺
4.1系统管理模块功能设计
1)工艺路线.我国开发型煤产业和技术研究已
经几十年了,由于型煤厂建设水平低,管理不善造成一
些企业面临倒闭的情况较为突出,在型煤生产技术方面仍处于较分散的单独研究开发状态,不能全面掌握型煤生产技术,从而导致型煤质量指标差,生产成本高,难以大规模工业化生产;在生产设计上,达不到预期要求,缺乏实施能力,造成产品不合格.
西山煤电股份公司西曲矿多经公司在型煤生产
筹建过程中,经历了建了停,停了拆,拆了再建等几个循环,在实践中摸索总结出不少经验,结合本地区煤种及煤副产品用途,初步得出一条成功的工艺流程, 即煤及副产品粉碎,按精确比例加适配黏结剂碾压搅拌充分,经成型机冷压成型,并烘干的生产工艺,效果很好.工艺流程见图2.
图2型煤生产工艺流程不意图
过去在建型煤厂的过程中,有几点值得注意的问
题,其一,建型煤生产线时,不是根据设计的工艺路线及技术参数选设备,而是以生产出的设备去建生产线,造成生产流程不合理,原料不匹配,成型压力或大或小,黏接剂不匹配或多或少,成型机进料不饱满,致使生产的产品质量不合格.其二,配制黏接剂不是根据原料,工艺及用户对型煤指标要求进行配制,结果效果不佳.其三,省掉了辗压和烘干程序,导致黏接
剂不能充分进入原料,造成反应不全面,而降低性能, 免烘干致使冷,热强度降低,搬运及贮存过程中容易碎裂,产量上不去.
4.2关键工艺及参数的确定
1)成型是型煤生产工艺的关键,辗压捏合是让
各种原料粉末与黏接剂充分接触混合,为成型机冷压成型的前提准备,有如揉面的功效,根据不同的黏接剂和煤种,成型最佳压力不同.最佳压力的确定是建立在试验的基础上,当工艺,煤种,黏和剂等确定后, 选择初始强度高,初始跌落强度最好的成型机压力调整范围.如无烟煤成型的成型最佳压力选择压力为中低压,最高压力在500～800kg/cm,不管压力选择在多大范围,成型机一定要压力可调,可以方便生产中调试.成型线速度(—n/s)不仅影响生产产量,而且直接影响成型成球率和初始强度.总体来说,黏接剂黏性高或煤的可黏指数高的煤可选择成型线速高一些;否则,线速低一些,有利于成球率的提高.一般要
求成球率达到95%以上,产量高,辊皮宽的成型机,
对成型机的布料装置要求也高,布料装置必须均匀, 定量足量但不过量的性能,同时具有防止膨料的功能..
2)计定量给料.计定量给料在型煤生产中对保
证型煤产品质量,型煤生产线的物料(下转第13页)
2007年第4期薛志琴:西曲矿选煤厂自行研制介质烘干机4设计中的几点注意事项
1)传动轮组件与支撑轮组件结构:在传动轮组
件的设计中,将轴承体的外形巧妙地设计成中间开
槽,夹在支座上,使轴承体在轴向和转动方向均定位,
达到了传动轮,轴转动而轴承体不动的设计目的.支
撑轮组件的设计中,巧妙地在轴两端设计开槽,用夹
板,螺栓将轴与支座固定,使轴在轴向和转动方向均
定位,达到了支撑轮转动而轴不动的设计目的.结合
现场介质粉尘大的实际情况,在两者组件中都设计了
防尘圈来保护轴承.若检修传动轮组件,只需从支座
上提起就可以进行检修,非常方便;对于支撑轮组件
的检修,只需拧下四条螺栓,从支撑轮支座上提起就
可以进行检修.
2)滚筒组件中各部位螺旋角口的选择.在滚筒
的直径和转速一定的情况下,口越大,出料越快,处理
量越大,但过大的口值会影响介质烘干的质量.为了
达到使介质在烘干过程中推进的慢一些,在出料口和
锥体处推进得快一些的设计,在滚筒内采用口=3.;
在锥体处采用卢=45.;在出料口采用口=10.,且旋
向必须一致.
3)辅助措施:为了防止炉火,浓烟四处乱窜,滚
筒保温,不让大量热量发散到空气中,给滚筒设计了
上带烟囱的滚筒护罩,起到了聚火,聚烟,保温作用.
4)总体布置.两套传动装置分别布置于炉火后
面的两侧,给生火加煤,进出介质,及检修设备保留了
足够的空间.
5结论
自行设计,制造的介质烘干机于2006年冬季在
西曲矿选煤厂安装试用,日处理量可达30多t,满足
了该厂冬季洗煤用介的需求.经过一个冬季的运行
观察,证实了该设备机械性能可靠,运行状况良好,没
有出现过任何故障,且易于正常检修.同时也证明了
此设计完全合理可行;建议将此项成果推广到采用重
介洗煤的其它选煤厂.
收稿日期2007—03—14
(上接第9页)平衡尤为重要,计定量给料包含两个
功能:准确计量和定量给料,二者又是互相依赖和互
补的.一般要求计定量装置的单机精度在0.2—0.
5%范围,系统精度≤2%.
5结论
智能洁净型煤是一项融合了当今型煤最先进科
研成果和专利技术产品,做到了废物利用,直接减少
了洗精煤及煤炭副产品的二次污染,优化了生产工艺
及合成技术,走出了一条循环经济发展之路.可以将
劣质煤及矸石,中煤,煤泥合成后,发挥出优质煤的效
用,发热能效较原煤还有所提高,产品燃烧后产生的
炉渣,仍保持产品原状,检验观察残碳为零,可以作为
优质的墙体材料(经分析化验,各项指标均符合墙体
材料要求).对原料黏结剂的选配在科学的理论指
导下,结合实际情况,具体分析对待,在计定量和冷压
成型方面有较高的技术要求,实际作业中需要全面系
统掌握.
收稿日期2007—03—24 ProductionTechniqueandParameterSelectionofIntelligentand CleanMouldedCoal
XuLinLiangShaochun
AbstractThroughselectingscientificallytheproductiontechniqueandparameterofmoulde dcoal,
achieves
scaleproductionofmouldedcoal,grade,highefficiencyandenvironmentalprotection,explo resaroadofdevelopment
ofcirculareconomy.
KeywordsIntelligentandclean;Mouldedcoal;Productiontechnique;Parameterselection。