0 前言
由于煤炭来源的紧张和价格的上涨,化肥企业面临着新的挑战,虽然国内外有许多成熟的粉煤直接气化技术,但都因需要巨额投资,企业难以接受。因此,迫使企业改用低价劣质煤造气和应用粉煤成型造气。还有些厂设法将入厂块煤中筛下来的粉煤(30%)制成型煤造气。
为此,笔者对目前国内所应用的各种型煤技术和各种粘结剂进行了广泛调查,供大家参考。
1 型煤的种类
凡是以粉煤(包括烟煤、无烟煤、焦粉)为原料,加入一定量的液体或适量的粘结剂(有的煤种粘结性很强,可不加粘结剂)后,用人工或机械的方法制成一定形状的煤团,均称为型煤。
我国型煤的种类及规格与外型分类分别见图1和图2。
2 国内型煤应用概况
20世纪60年代福建省永春化肥厂首次应用石灰碳化煤球造气获得成功,并迅速在全国小氮肥厂进行推广。当时共建有800余套碳化煤球生产装置,目前仍有30%左右的厂在应用。
20世纪70年代由湖南省开发出的清水煤棒技术,也很快在省内外推广应用,仅湖南省就有60余家小氮肥厂采用煤棒造气。目前湖北省仍有50%的小氮肥厂使用煤棒造气,此外在云南、安徽、河南、河北等省也都有部分厂用煤棒造气;还有部分中型氮肥厂在φ3 300的造气炉上用煤棒造气,如:江西二化、湖南资氮、广西柳化和贵州剑化等厂家。
吉林省梅河口玻璃厂用褐煤制成型煤造气,气化指标优于块煤造气。
采用中国矿业大学研制的复合型粘结剂和添加剂制.成的型煤已在山东省宁阳化肥厂掺烧70%,并在云南省峨山化肥厂6台炉上全烧。
据悉山西奥威公司在阳泉市新建30万t/a型煤厂,全部引进德国魁伯恩公司技术,用沥青为粘结剂,采用热压成型技术,成球机产量为50t/h。可望在2002年底投入运行,在质量上和价格上可与优质块煤媲美。
另外,用于窑炉的工业型煤和造气型煤制造厂目前全国有数百家,仅山西省就有百余家,年生产型煤在100万t以上,部分化肥厂家购买型煤与块煤掺烧。
3 粉煤成型方法
3.1 无粘结剂成型
粉煤成型时不加粘结剂,只加入适量的水,靠外力作用成型。如清水煤球、清水煤棒等。无粘结剂成型的型煤质量与煤的成分、硬度、弹性、塑性及亲水性、疏水性等条件有着密切关系,其中与弹性和塑性的关系最大。
煤的弹性是指煤粒在外力作用下发生压缩变形,当外力消除后,煤粒恢复到原始状态,这种变形称为弹性变形。煤的塑性是指煤粒在外力作用下发生压缩变形,当外力消除后,煤粒并不恢复到初始状态,这种变形称为塑性变形。
粉煤成型时,在外力作用下,上述两种性能都会发生作用。因此,成型性能的好坏取决于这两种性能的作用大小。一般而言,在相同的条件下,塑性大、弹性小,成型效果就好。反之,成型效果就差。
随着型煤加工过程,煤中氢含量逐渐减少、碳含量逐渐增加的同时,煤的胶团结构愈来愈大,煤的机械强度和弹性也愈来愈高,塑性愈来愈低。为了提高成型性能,一般采用强制高压的方法,如:目前采用螺旋挤压成型机制作清水煤棒。另外是改善成型方式,如:为了克服粉煤成型前松散状况,可采用二次成型的高压成型机,这样压出来的煤....