专利技术 生产新一代气化型煤

   (山东省化肥工业协会250013)(东阿县创新化工有限公司25X13)摘要：我国的型煤技术开发起步于70年代初期，至今已有三十几年的历史。几经更新换代，已取得长足的发展，笔者经过近八年的不断探索、研究，在气化型煤的生产技术上取得了一定进展。该技术已被国家专利局授于发明专利权。本文着重对型煤的核心技术“粘合剂”的配方特点及应用经验进行了探讨。

一、新一代型煤技术的主要特点

(1)粘合剂对煤粉亲合能力强

根据粘合剂与被粘物的粘合理论，二者之间结合力是机械结合和物理结合，以机械结合为主。煤与粘合剂的机械结合，是粘结剂渗入到煤料空隙内部，固化后产生机械键合的结果。它对粘合剂的要求；一是要有很好的润湿力，二是要有很好的扩散性与移动性。使粘合剂与煤料之间的距离最小，小于10A°以下。根据表面化学理论和热力学原理，表面张力小的物质能很好的润湿表面张力大的物质。所以，我们在选用粘合剂原料配方时，采用了天然高分子有机化合物作为粘合剂的基础原料，使之制出的粘合剂具有表面活性高，张力小，分散能力强，与煤料之间具有很好的相溶性，属于一种薄型粘合剂。粘度可达3秒以上(以涂4杯计)。    

(2)抗高温性能好

多数有机粘合剂在高温状态下容易燃烧变性，而失去粘结性。考虑到以上因素，我们在粘合剂中加入了热稳定剂，以确保煤球在到达灰熔点前不溃散，同时，粘合剂的加入又不降低型煤的灰熔点，充分发挥煤球在其它方面的优势。

(3)提高反应活性

好的型煤，不仅在高温下要有足够的强度，还需要有较高的气化活性。气化活性关系到型煤在炉内燃烧反应情况，关系到气体成分、发气量和原料煤消耗等，是一项很重要的燃烧和气化特征指标。提高反应活性，就提高了型煤在燃浇和气化过程中的反应速度及气体过程中的反应速度及气体转化效率，从而为提高发气量和气体有效成分提供了条件。

多数无机粘合剂，会在型煤表面产生惰性物质，阻碍煤的反应活性，从而使气体成份变坏，消耗增加。

我们在粘合剂配方中，添加了气体活性促进剂。用该粘合剂制作的煤球应用于化肥厂制气时，表现出了优异的气化活性。

(4)开发粘合剂系列产品，以适应不同煤种

由于气化所用无烟煤，产地不同，品种不同，各自的塑性和弹性存在着很大的差异，还由于各煤种灰分组成中的千差万别，与粘合剂的相溶性也不相同，单纯开发一种型号的粘合剂是不可能适应干变万化的复杂煤种的。

我公司在开发初期研制的CX一1型粘合剂，在应用于山西晋城、阳城、沁水一带的煤沫制气化煤球时，表现出了优异的特性。各项气化指标都非常优秀，比如山东肥城化肥厂。但当应用于其它厂家原料来源为阳泉、高平时，情况发生了很大变化，不但煤球冷热强度低，气化生产过程中带出物也增多。

通过分析，我们认为阳泉、高平一带煤质很软，比重低，团聚性很差，但是气化活性都很好。针对以上情况，我们专门研制出了CX一2型粘合剂。着重解决阳泉、高平一带煤塑性差的问题。由于采取了以上措施，在气化生产中取得了比较满意的结果。

今年初我们在给化肥厂进行技术服务时，又碰到我们原来未曾接触过的煤种，朝鲜粉煤和福建粉煤，经过分析，发现这两个煤种塑性好、容易成型、固定碳高。但是灰溶点低，气化活性差。针对这两个煤种的特点，我们又成功开发了CX一3型粘合剂，增加了活性促进剂，提高了型煤的灰溶点，取得了非常满意的结果。另外，河南省洛阳一带粉煤、安徽、湖北一带粉煤基本上也属于同类性质，也适用于CX一3型粘合剂。

最近，针对宁夏煤的CX一4型粘合剂，也已研制成功，近期将投入使用。

(5)专用烘干窑

我们对煤球制作工艺进行了反复试验。研究了原料配比和工艺参数。开发出了专用的往复式，碳化陋道窑。从原料进入粉碎机到成品下线大约在30min左右，就可以进入造气炉使用。

二、工业应用情况

这套型煤技术已于2002年7月在山东省肥城化肥厂投入使用，至今已正常生产2年多。从使用情况看，基本达到设计要求。其第二条生产线也已于去年4月建成投产。两条生产线运行稳定，经济效益十分显著，得到了企业和造气操作工人的好评。

该谋球具有以下特点；

(1)粘合剂添加量小，仅占煤球的1．5％(折干)。固定碳下降少，比原煤沫下降2％左右。

(2)煤球灰熔点高，热稳定性好，经测试，该煤球灰熔点与同质块煤基本一致，生产中带出物与同质煤相比稍有增加，在制气工艺中，可适当降低吹风时间，增加制气时间。上下行煤气温度与全浇块煤基本一致。半水煤气成份与全烧块煤基本一致。

(3)气化活性好，造气炉产气量大。肥城化肥厂造气炉掺烧30％煤球、河北魏县化肥厂掺烧60％煤，与全烧块煤相比，发气量没有减少，气体成份无变化。炉渣呈蜂窝状，气化良好，无返球现象。

(4)原料煤耗低。从肥城化肥厂和其他几个应用CX煤球的企业应用实践总结，吨氨原料煤耗与同品种块煤相比基本一致。

(5)烧用CX新一代煤球无需对造气炉作任何改造。

(6)经济效益显著。每烧1t煤球与同品种块煤相比可降低原料成本120～150元。

三、由于近年来，煤碳价格居高不下，给化肥企业的生产经营带来很大的困难，有的企业原料煤的成本，已占整个化肥成本的60％以上。采用新一代气化型煤技术，对原料路线进行改造，使化肥厂节能降耗，大幅度降低生产成本的有效途径。近两年来，我们已对国内近十家化肥厂型煤技改进行了技术服务，积累了大量的实践经验。我们愿为更多化肥企业的发展，作出我们的贡献。