0 前言
由于煤炭來源的緊張和價格的上漲,化肥企業(yè)面臨著新的挑戰(zhàn),雖然國內外有許多成熟的粉煤直接氣化技術,但都因需要巨額投資,企業(yè)難以接受。因此,迫使企業(yè)改用低價劣質煤造氣和應用粉煤成型造氣。還有些廠設法將入廠塊煤中篩下來的粉煤(30%)制成型煤造氣。
為此,筆者對目前國內所應用的各種型煤技術和各種粘結劑進行了廣泛調查,供大家參考。
1 型煤的種類
凡是以粉煤(包括煙煤、無煙煤、焦粉)為原料,加入一定量的液體或適量的粘結劑(有的煤種粘結性很強,可不加粘結劑)后,用人工或機械的方法制成一定形狀的煤團,均稱為型煤。
我國型煤的種類及規(guī)格與外型分類分別見圖1和圖2。
2 國內型煤應用概況
20世紀60年代福建省永春化肥廠首次應用石灰碳化煤球造氣獲得成功,并迅速在全國小氮肥廠進行推廣。當時共建有800余套碳化煤球生產裝置,目前仍有30%左右的廠在應用。
20世紀70年代由湖南省開發(fā)出的清水煤棒技術,也很快在省內外推廣應用,僅湖南省就有60余家小氮肥廠采用煤棒造氣。目前湖北省仍有50%的小氮肥廠使用煤棒造氣,此外在云南、安徽、河南、河北等省也都有部分廠用煤棒造氣;還有部分中型氮肥廠在φ3 300的造氣爐上用煤棒造氣,如:江西二化、湖南資氮、廣西柳化和貴州劍化等廠家。
吉林省梅河口玻璃廠用褐煤制成型煤造氣,氣化指標優(yōu)于塊煤造氣。
采用中國礦業(yè)大學研制的復合型粘結劑和添加劑制.成的型煤已在山東省寧陽化肥廠摻燒70%,并在云南省峨山化肥廠6臺爐上全燒。
據(jù)悉山西奧威公司在陽泉市新建30萬t/a型煤廠,全部引進德國魁伯恩公司技術,用瀝青為粘結劑,采用熱壓成型技術,成球機產量為50t/h?赏2002年底投入運行,在質量上和價格上可與優(yōu)質塊煤媲美。
另外,用于窯爐的工業(yè)型煤和造氣型煤制造廠目前全國有數(shù)百家,僅山西省就有百余家,年生產型煤在100萬t以上,部分化肥廠家購買型煤與塊煤摻燒。
3 粉煤成型方法
3.1 無粘結劑成型
粉煤成型時不加粘結劑,只加入適量的水,靠外力作用成型。如清水煤球、清水煤棒等。無粘結劑成型的型煤質量與煤的成分、硬度、彈性、塑性及親水性、疏水性等條件有著密切關系,其中與彈性和塑性的關系最大。
煤的彈性是指煤粒在外力作用下發(fā)生壓縮變形,當外力消除后,煤;謴偷皆紶顟B(tài),這種變形稱為彈性變形。煤的塑性是指煤粒在外力作用下發(fā)生壓縮變形,當外力消除后,煤粒并不恢復到初始狀態(tài),這種變形稱為塑性變形。
粉煤成型時,在外力作用下,上述兩種性能都會發(fā)生作用。因此,成型性能的好壞取決于這兩種性能的作用大小。一般而言,在相同的條件下,塑性大、彈性小,成型效果就好。反之,成型效果就差。
隨著型煤加工過程,煤中氫含量逐漸減少、碳含量逐漸增加的同時,煤的膠團結構愈來愈大,煤的機械強度和彈性也愈來愈高,塑性愈來愈低。為了提高成型性能,一般采用強制高壓的方法,如:目前采用螺旋擠壓成型機制作清水煤棒。另外是改善成型方式,如:為了克服粉煤成型前松散狀況,可采用二次成型的高壓成型機,這樣壓出來的煤....