煤泥造粒试验的研究

2005/9/12 10:29:20

摘　要：介绍了煤泥造粒的工艺过程和所用设备，以及造粒过程的工艺控制；煤泥造粒可使其价值升华，带来显著的经济效益。
关键词：煤泥；造粒；设备
中图分类号： TD849^＋.1　　　文献标识码： A　　　文章编号：1008-8725(1999)05-0031-02

Research on the test of slime granulation

ZHANG Ting-jiu，CHEN Zhen-lin

(Jinan Boiler Group Comp .,Jinan 250023 ,China)

Abstract:The process, equipment and controle of slime granulation is introduced. It has made economic benefit.
Key words:slime;　granulation;　equipment;　economic　benefit

0　前言
　　煤泥是煤炭洗选过程中分离出的煤炭细颗粒并含有杂质的高水份排放物质，由于其固态发热量高于煤矸石，因此也是一种较好的劣质燃料。我国相对来讲，煤炭资源分布较广，产煤量也居世界之首，但对煤炭资源合理开发和利用方面，远不如先进国家，煤炭入选率很低，而年排放煤泥的总量已达一千万吨以上，这些煤泥能合理利用的比例很小，大部分煤泥被浪费，而且造成严重的环境污染。
　　因此，依靠技术进步，提高低热值燃料的综合利用能力，促进我国经济逐步向资源节约型转变，是贯彻我国能源政策的重要举措。多年来，国内一些科研单位和煤炭企业都开展了煤泥应用途径的研究，尤其是在建设大型化煤泥热电厂方面，取得了许多成功的经验，如浙江大学和兖州矿务局开发的将湿煤泥用刮板送至炉顶，在炉顶用挤压机将煤泥压入炉膛的燃烧技术，北京煤化所和邢台矿务局开发的高水高灰煤泥浆燃烧技术，以及国内外的泵送喷燃等技术。但是这些技术由于系统复杂、燃烧效率低和存在着二次污染的问题，而且只能利用沸腾流化床锅炉进行燃烧，使众多的其它炉型的工业用户无法进行煤泥利用。
　　本课题研究，采用洗煤厂煤泥压滤时控制水份，然后采用机械造粒机将煤泥挤压成适合各种形式的锅炉燃烧的多种规格，使洗煤厂将煤泥商品化，提高其商品价值。煤泥变成颗粒型煤后，可用来烧各种工业锅炉和民用生活锅炉，并可用来做气化用煤，生产优质的民用煤气。煤泥气化规模大型化后，可用来建设燃气蒸汽联合循环电厂，使煤泥变废为宝，商品价值升华。

1　煤泥造粒燃烧工艺的选择
　　我国洗煤厂为防止煤泥造成的污染，大多采用压滤机将煤泥与水进行分离，煤泥成固态排出，水则循环使用。压滤后的煤泥，根据煤质情况的不同一般水份控制在20%～30%之间。在控制压滤水份的情况下，煤泥则可不经任何添加剂或其它方式处理可以直接用于造粒，因此本课题研究采用洗煤厂煤泥水浓缩—压滤(控制水份量)—造粒—送入锅炉燃烧或经干燥(去除表面水份)进储煤仓的工艺方法，图2所示。

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图1　控制压滤水份直接造粒入炉的工艺
1.煤泥压滤机　2.机械造粒机　3.皮带输送机　4.刮板给煤机
5.锅炉　　　　6.除尘器　　　7.引风机　　　8.烟筒

　　A采用蒸汽干燥的系统，主要有蒸汽加热元件和干燥风机送干燥空气进入链带输送机去除煤泥粒的表面水份。
　　B采用热空气干燥的系统，主要通过抽取锅炉空气预热器加热空气送入链带输送机去除煤泥粒的表面水份。

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图2　带有干燥系统造粒燃烧的工艺
1.煤泥压滤机　2.机械造粒机　3.皮带输送机　4.刮板给煤机　5.锅炉
6.除尘器　　　7.引风机　　　8.烟筒　　　　9.链带干燥机

2　煤泥造粒设备
　　本课题采用了济南锅炉集团公司最新研制的专利产品，组合轮模煤泥造粒机，该设备采用多组模轮逆向内转挤压煤泥进行造粒。造粒规格可根据选择炉型的不同情况任意确定尺寸大小。该设备具有煤泥自动脱落不粘模和动力消耗少，工作能力大等特点，每吨造粒动力消耗为0.4 kW^.h，每吨造粒成本为0.3元左右，设备工作能力为30～50 t/h。轮模采用优质的耐磨材料制造，具有较长的使用周期，轮模采用组合式装配，故维修、更换极为方便。

3　造粒过程的工艺控制
　　煤泥造粒原则上要求对煤泥水份控制在一定范围内，水份过大，造粒后容易发生二次粘接；水份过小，造粒机负荷增大而且不能成型。一般对煤泥水份要求控制在全水18%～29%以内。由于各洗煤厂的煤质情况不同，因此煤泥水份不同，其煤泥粘度性质也不同，根据采用济宁2号井煤泥进行造粒试验的结果如表1所示。

4　煤泥造粒干燥设备
　　当工程系统需要对煤泥粒进行仓储或水份过大不能控制时，应考虑对造粒进行干燥处理。干燥处理主要是去除煤粒的表面水份，使其在重力状态下不易粘接即可。干燥设备主要采用链带输送机，干燥空气由链带下部向上吹入，潮湿空气由上仰出口排出，若采用蒸汽做干燥热源时，在链带中设置热风交换元件。每吨煤泥去除表面水份仅需蒸汽0.035蒸吨，一台75 t/h锅炉煤泥粒烘干耗汽量约需0.5～0.7蒸吨蒸汽。

表1　煤泥造粒试验

煤样规格	水份 MT %	单粒重量 (g)	不干燥情况下堆积 (状态)	强度 kN	刮板输送情况	备　注
16×16	18	3.501	不粘接	0.897	良好
	21	3.589	不粘接	0.712	良好
	25	3.708	不粘接	0.437	良好
	27	3.778	不粘接	0.135	有粘接	需干燥处理
	29	3.826	轻度粘接	0.03	粘接	需干燥处理
	30	3.856	粘接	0.004	不能输送	不建议使用

5　结论
　　(1)煤泥控制水份在18%～29%以内时，可不对煤泥进行任何处理，直接造粒。
　　(2)水份在18%～21%，造粒后可以不经干燥并可以进行煤仓储存。
　　(3)水份在18%～25%，造粒后不经干燥能够直接送入锅炉中燃烧。
　　(4)水份在＞25%～＜29%，造粒后应进行干燥去除表面水份。
　　(5)水份小于18%或大于29%时不适宜进行造粒。
　　综上所述，煤泥造粒燃烧工艺方法是燃烧煤泥的一种可靠方法，用该工艺建设煤泥电厂可比炉顶挤压给煤方式节约工程总投资20%以上，同时可提高锅炉燃烧效率5～10个百分点。煤泥造粒技术的研究成功，无疑为建设煤泥电厂提供了一种新工艺，同时也为广大工业用户或生活用户，采用廉价燃料开辟了一条新途径。煤泥变废为宝，使煤泥商品价值升华，也为洗煤厂煤泥深加工提供了新思路。

作者简介：张廷久(1952-)，男，山东济南人，高级工程师，现从事技术工作。

作者单位:济南锅炉集团公司，山东济南 250023

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