工业型煤——企业增效的催化剂

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是目前世界上少数以煤为主要能源的国家之一。我国无烟煤资源丰富，随着机械化采煤的推广，块煤的产率越来越低，仅占无烟煤产量的6％。无烟块煤价格高，而大量无烟粉煤却未得到充分利用，这既浪费了资源，又污染了环境。利用廉价的粉煤生产优质气化型煤，代替无烟块煤，不仅可以缓解块煤的供求矛盾，降低企业原料成本，还可以提高粉煤资源利用率，减少燃煤对环境造成的污染，提高企业经济效益和社会效益。因此，工业型煤技术是减少资源浪费和环境污染，实现煤炭高效洁净利用的行之有效的方法之一。

目前，我国民用型煤技术已达到国际水平，实现了商业化，民用型煤年销量达到6000万吨。工业型煤多应用于中小化肥厂，工业锅炉、窑炉用型煤尚在产业化示范阶段。我国工业型煤的发展起步于20世纪60年代，目前年产量约1000万吨。据了解，我国工业型煤技术仍处于较分散的单独研究、开发状态，特别是具有高强、防水性能粘结剂开发尚无突破性进展，因而导致型煤质量指标差，生产成本高，难以大规模工业化推广。全国各地氮肥生产企业中，大多研制过型煤，先后开发了石灰碳化煤球、腐植酸型煤、粘土煤球、清水煤棒和纸浆煤球等。

针对我国工业型煤市场的现状，一些研究单位开展了无烟粉煤成型生产气化型煤的新技术研究，在山西晋城、阳泉等地无烟粉煤成型进行了探索性研究并取得了进展。北京煤化所研制的钙系列复合粘结剂煤泥防水煤球，已成功用于水煤气二段炉气化，为我国每年的几千万吨煤泥有效利用开辟了新的途径。合肥煤气公司用工业废液加改性粘土作为粘结剂制备的型煤，在阜新进行试验的结果显示，该型煤作为二段炉原料可行，其质量有待进一步改进。鞍山热能研究院曾对冷压成型工艺进行研究，以焦油或焦油渣作为粘结剂生产气化型煤。

型煤质量不仅要求具有一定的冷态机械强度和较好的热稳定性，而且要具备一定的抗湿防水性能。干燥后的型煤产品如不具备防水性，在运输、贮存和使用过程中遇到雨淋，会吸水返潮而降低型煤强度，导致型煤破碎，进而影响型煤气化。目前生产防水型煤的途径主要有：利用防水粘结剂与粉煤混合后加压成型；在型煤表面浸涂或喷涂一层能形成防水薄膜的物质；利用粘结性好的煤成型，型煤经过碳化处理，制取型煤半焦产品等。

粘结剂是生产型煤的技术关键，若要开发出优质型煤，首先要开发出适用于生产型煤的粘结剂。型煤对粘结剂的要求既要粘结剂性能好，使型煤具有足够的机械强度和热稳定性，又要保证粘结剂不降低型煤的发热量，也不应使型煤的可燃性变坏。此外，粘结剂中不能含有害杂质，不增加型煤灰分，并使型煤具有抗湿防水性能，价格便宜，来源广且无污染。据了解，国内目前从事型煤粘结剂研究的单位有十几家，开发出了多种型煤粘结剂，但这些粘结剂多数仍处于试验阶段，部分类型的粘结剂虽已进行过不同规模的工业化试验，但还存在一些问题，如有的热性能不理想，难以进行正常气化；有的防水性能较差，产品极易吸水潮解，使型煤强度降低等。因此，对价廉且来源广、冷热性能好、防水性能强的粘结剂仍需更进一步地优化选择和研究。北京步瑞凯特科技有限公司及河南先河科技有限公司在国家化工行业生产力促进中心协助下，针对我国不同地区煤资源的特性，采用科学的全新配料工艺，最大限度地发挥了新型粘结剂的特性与所选用煤炭的特性，较好地解决了冷、热强度问题，并取得了产业化示范的良好效果。该新型粘结剂具有冷、热强度高，防水性能强，抗冲击力、雨淋及水浸能力强，制成的型煤适应露天存放和宜于长途运输，质量符合气化型煤的要求，经河南省数家化肥厂工业试烧，表现出较明显的效果。鲁山京豫煤化工有限公司在河南省有关领导的支持下，应用该新型粘结剂生产的气化型煤，在化肥生产的气化过程中取得了良好的示范效果。记者在现场看到，原料型煤从造气炉顶间歇加入炉中进行造气，操作正常，炉况稳定。在目前山西块煤到厂价380元／吨情况下，使用型煤节约资金190元／吨。

目前，我国化肥厂，特别是中小合成氨厂的水煤气炉大都以无烟块煤或焦炭为原料或燃料，而原料煤的价格近几年在不断上涨。为提高化肥生产企业经济效益，应在节能降耗，降低成本上下功夫。据了解，造气原料煤占整个合成氨生产成本的50％左右，且形成一定生产规模后，电耗和其他化工原料消耗基本已无潜力可挖，因此，如何降低原料煤消耗是化肥行业走出困境的出路之一，而利用价廉质优的气化型煤代替无烟块煤，便可达到降低化肥原料成本，提高企业经济效益之目的。愿更多的企业加入到使用型煤这一行列中。