弱粘煤

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什麼是弱粘煤[1]

  弱粘煤是煉焦煤與非煉焦煤之間的過渡煤種,是一種粘結性較弱的從低變質到中等變質程度的煙煤。雖可煉焦,但所煉焦炭多數質次粉多。弱粘煤主要為動力煤。可在煉焦中適當配入代替氣、焦和瘦煤。 

弱粘煤的特征和用途[2]

  弱粘煤灰分和硫分比較低,粘結性較弱,是低等或中等碳化程度的煙煤,含碳量一般在80%~90%,加熱時產生的膠質體較小,單獨煉焦時焦炭質量差,易粉碎。但作為配煤可煉出強度較好的冶金焦。弱粘煤多適於作氣化原料和電廠、機車及鍋爐的燃料。

擴大利用弱粘煤的方法[3]

  1.搗固煉焦

  將煉焦煤和弱粘煤按一定的比例(例如製造氣化焦鐵合金用焦可以高揮發份弱粘煤為主,如大同2#弱粘煤,甚至採用單種氣煤,而鑄造焦則以低揮發份的粘結性煤為主,如焦煤肥煤、二號肥氣煤,二號瘦煤)。在搗固機內搗實成體積略小於炭化室的煤餅後,推入炭化室內煉焦,稱搗固煉焦。

  2.乾燥煤和預熱煤煉焦

  (1)乾燥煤

  煤料乾燥後,可以提高裝爐煤的堆比重,從而改善煤粘結性,使焦炭強度提高,且可多配弱粘結性煤,水份降低,提高了焦爐的加熱速度,從而縮短結焦時間。

  (2)預熱煤煉焦

  預熱煤煉焦是將煤預先乾燥預熱,使煤料無水份,並把裝爐煤預熱到200一250qc,這樣可以增加炭化室的裝煤量,縮短結焦時間,提高堆比重和焦炭質量,增加弱粘煤的配用量。一般認為此法可縮短結焦時間20—25%,且焦炭強度可提高5%,焦爐生產能力提高單位面積產量30一50%。

  3.配型煤煉焦

  配型煤煉焦就是將煉焦煤料中的一部分煤料(通常為30一40%)加入一定量粘結劑,經混捏、壓塊成型後,再按一定比例配合到裝爐煤中去煉焦,它是提高焦炭質量、擴大弱粘結性煤或不粘煤配用量的有效措施。

我國弱粘煤的利用途徑[4]

  弱粘煤在我國被劃分為動力煤,但除作動力用煤外,弱粘煤還有其他用途。目前,我國弱粘煤總的利用途徑有以下幾個方面。

  1.動力用煤

  動力用煤是弱粘煤目前主要的利用途徑,不同動力用途對煤質的主要要求如下:

  (1)電力用煤。電力部門一般要求煤的發熱量(Qnet,ar)>20.91MJ/kg(不包括褐煤),可波動±5%。末煤粒度<25mm(混煤粒度<50mm),揮發分(Vdaf)>20%,硫分(St,d)<1.O%,外在水分(Mad)<10%,乾式除渣灰熔融性軟化溫度(ST)>1 250℃。

  (2)一般工業鍋爐用煤。工業鍋爐根據不同的煤種、灰分、發熱量及揮發分進行設計,對煤的質量要求較寬,一般灰分<40%,發熱量為14.63~20.90MJ/kg。不同爐型對粒度要求也不同,層床爐有固定爐排和移動爐排,要求粒度<50mm,以13~50mm塊煤最好,<6mm粒度要求低於35%。往複爐及固定爐排的爐子多用粒度<13mm的末煤。

  (3)建材及民用燃料煤。水泥迴轉窯多用煙煤,要求灰分穩定在18%~22%、揮發分>25%、粒度<25mm的末煤,煤種以弱粘煤、不粘煤最好;磚、瓦等建材用煤以及民用煤對煤質要求不嚴。有較低發熱量即可。

  2.煉焦配煤

  我國優質煉焦用煤稀缺,合理利用強粘結性煤的粘結能力和部分弱粘結煤的低灰、低硫特性進行配煤煉焦。在保證焦炭質量的基礎上,既可擴大煉焦用煤資源,又可降低焦炭生產成本。弱粘煤用於配煤煉焦的研究和生產實踐已經比較普遍,搗固煉焦、乾燥煤和預熱煤煉焦、配型煤煉焦都是擴大利用弱粘煤的有效方法。

  3.低溫乾餾

  煤的低溫乾餾終溫為500~600℃,產物是藍炭(半焦)、低溫乾餾煤焦油、低溫焦爐煤氣。煤低溫乾餾的藍炭產率為50%~75%。優質原料煉製的藍炭具有固定碳含量高、比電阻高、化學活性高以及低灰、低鋁、低硫、低磷的特性,已部分代替緊缺的冶金焦,成為生產鐵合金、電石的優質還原劑,在生產鐵合金、電石時,最大的優勢是節能降耗,單位電耗的降低率達9.65%;用藍炭生產硅鐵、硅合金時,可以使產品的鋁含量降低,增加優質品的產出率。國內一些原本用冶金焦生產化肥的廠家為尋求廉價原料,也開始選擇藍炭作為化肥生產的首選原料;在高爐噴吹行業,首鋼用榆林藍炭代替山西、北京煤噴粉試驗取得成功,包鋼已將藍炭噴粉用於高爐生產;藍炭還可作為生產活性炭的原料,以及代替工業炭黑作橡膠製品及熱塑性塑料的填充劑,代替昂貴的吸附劑用來凈化電站和其他工廠的含油污水;藍炭作為適宜的民用清潔燃料也開闢了新的市場,目前已在西安等部分地區推廣使用。

  低溫乾餾煤焦油產率為6%~25%,它含有較多的脂肪烴、環烷烴以及多烷基酚、二元酚和三元酚等化合物。低溫焦油適宜深度加工,經催化加氫可得到發動機燃料和其他產品。在石油資源緊缺的情況下,生產焦油併發展焦油深加工市場前景良好。

  低溫乾餾煤氣中甲烷及其他烴類含量較高,煙煤低溫乾餾煤氣的熱值可達33.5~37.5MJ/Nm3,可用作冶金工業燃料或城市煤氣。

  低變質煙煤用於低溫於餾經多年的生產實踐檢驗和技術改進,在陝西榆林及內蒙等地迅速發展,並已形成可觀的工業規模。

  4.氣化用煤

  煤氣用作燃料、化工合成和發電等不僅提高了煤炭整體的轉化效率,而且可減少對環境的污染,同時。還可將煤轉化成高附加值的產品。氣化爐型不同。對煤質的要求也不同。根據統計,弱粘煤可用於固定床、氣流床等氣化爐,而不適用於流化床(沸騰床)氣化。固定床用煤以塊煤為宜,灰熔融性軟化溫度>1250℃,灰分≤24.00%。硫分<2.00%,抗碎強度>60%,熱穩定性TS + 6>60%;氣流床對煤質要求不嚴,但粒度越細越好,一般<O.074mm的粉煤占90%左右,全水分1%~5%。

  5.其他

  除以上主要利用途徑外,關於弱粘煤的開發利用還有其他一些研究,例如:利用弱粘煤和高溫焦油試製柱狀炭化料和活性炭;與SiO2共同作為原料合成SiC;用於高爐混煤噴吹及煤炭間接液化等。由於技術或煤質條件限制,這些利用途徑還不普遍。

參考文獻

  1. 中國動力煤資源分佈.市場分析.內蒙古煤炭進口行業協會,2013年9月3日
  2. 能源統計知識手冊.國家統計局工交司編,2006年8月
  3. 李國棟.淺談在焦化技術中擴大弱粘煤利用[J].河北能源職業技術學院學報,2006(4)
  4. 戴化震,陳建中,沈麗娟,李曉英,趙衛彬,聶倩倩,胡言鳳.窯街海石灣礦弱粘煤優化利用途徑探討[J].選煤技術,2009(1)
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