褐煤提質(zhì)與型煤技術(shù)的研究褐煤提質(zhì)與型煤技術(shù)的研究
利用水蒸氣干燥技術(shù)和自主研發(fā)的無粘結(jié)劑成型技術(shù)對印尼和國產(chǎn)褐煤進(jìn)行了干燥提質(zhì)和無粘結(jié)劑成型處理,對褐煤的干燥提質(zhì)和無粘結(jié)劑成型的特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并進(jìn)行了型煤配煤煉焦的初步試驗(yàn)。
我國擁有較豐富的褐煤資源,主要集中在華北地區(qū)。褐煤的優(yōu)勢是價(jià)格低、反應(yīng)性高,但熱值低、含水量高(達(dá)25-60%)。褐煤中的水分不僅增加其運(yùn)輸成本,而且影響鍋爐運(yùn)行、降低電廠效率、增加溫室效應(yīng)氣體排放,同時(shí)北方地區(qū)的冬季還存在褐煤上凍的問題。褐煤干燥與提質(zhì)技術(shù)的開發(fā)是清潔和有效利用褐煤的關(guān)鍵。目前國外主要采用高溫?zé)煔忸A(yù)干燥工藝對褐煤進(jìn)行干燥,然后直接送至坑口電廠用于燃燒發(fā)電。
干燥提質(zhì)與型煤設(shè)備
該系統(tǒng)由兩臺小型鄂式破碎機(jī)、小型電加熱滾筒干燥設(shè)備、小型鋼球磨煤機(jī)、小型蒸汽流化床干燥設(shè)備和小型雙輥高壓型煤機(jī)組成。利用該系統(tǒng)對兩種國產(chǎn)褐煤進(jìn)行了干燥提質(zhì)和無粘結(jié)劑成型的系統(tǒng)試驗(yàn),取得了明顯的效果。
其他技術(shù)也在研發(fā)中。和國外不同的是,我國坑口電廠數(shù)量少,大部分電廠遠(yuǎn)離煤礦,煤炭運(yùn)輸半徑較大。這對褐煤資源的開發(fā)和利用提出了更高的要求。我國內(nèi)蒙地區(qū)的褐煤水分含量約為33-40%,從運(yùn)輸成本和燃燒兩個(gè)方面考慮,褐煤需要用干燥與成型技術(shù)進(jìn)行處理。長距離運(yùn)輸高水分、低熱值的褐煤顯然是很不經(jīng)濟(jì)的。美國曾對褐煤脫水后減少運(yùn)輸量的效果做過評估,一種水分42。5%、發(fā)熱量2847kcal/kg的褐煤。
經(jīng)2Mpa的蒸汽處理后,水分降至14。4%,發(fā)熱量增加到4315kcal/kg,相當(dāng)于提高了熱值51。6%。上都電廠240萬千瓦機(jī)組一年大約要用褐煤1100萬噸,如果能將褐煤水分由36%降至16%左右,則一年可減少220萬噸煤炭運(yùn)輸,節(jié)省運(yùn)費(fèi)6600萬元。另一方面,燃燒高水分褐煤將導(dǎo)致火焰溫度降低,熱效率下降。當(dāng)電廠使用提質(zhì)后的褐煤,可以顯著減少或避免電廠額定出力降低的現(xiàn)象。以內(nèi)蒙古錫林郭勒盟為例,如每年對5000萬噸褐煤進(jìn)行提質(zhì)處理,則可減少1000萬噸運(yùn)輸量,節(jié)約運(yùn)費(fèi)達(dá)10-15億元。
目前文獻(xiàn)報(bào)道的褐煤干燥技術(shù)有高溫?zé)煔飧稍?、水蒸汽干燥、MTE(機(jī)械熱擠壓)和煤泥干燥技術(shù)。高溫?zé)煔飧稍锏氖褂孟鄬Τ墒?,其中滾筒干燥為國內(nèi)多采用的典型技術(shù)。高溫?zé)煔飧稍锏闹饕獑栴}是效率低、氧化嚴(yán)重、甚至有爆炸的危險(xiǎn),而產(chǎn)量亦受限制。美國將高溫水蒸氣干燥處理后的褐煤稱為K-燃料,但沒有解決褐煤自燃的問題,甚至使自燃的可能性增加。根據(jù)作者實(shí)驗(yàn)室測試的結(jié)果,國產(chǎn)褐煤干燥后的自燃傾向性較大,這與美國的褐煤有所不同。
由于我國的褐煤資源開發(fā)后,褐煤要通過陸地和船舶運(yùn)輸?shù)狡渌貐^(qū)的燃煤電廠,因此如何降低自燃傾向十分重要。澳洲褐煤清潔發(fā)電研究中心研究的機(jī)械熱擠壓(MTE)技術(shù)尚處在實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)階段。該技術(shù)處理效率極低,處理后的褐煤含水量仍較高(如處理后的維多利亞褐煤含水量仍有25-30%),磨煤機(jī)的運(yùn)行仍有困難。目前國內(nèi)的褐煤干燥技術(shù)尚處在實(shí)驗(yàn)室研究階段,目前尚沒有成熟的工業(yè)化的褐煤干燥提質(zhì)技術(shù)。
因此,開發(fā)適合我國褐煤特點(diǎn)和滿足長途運(yùn)輸及存儲要求的褐煤干燥提質(zhì)技術(shù)是十分迫切的任務(wù)。沈陽航空航天大學(xué)熱能研究所自2006年開發(fā)褐煤干燥體質(zhì)技術(shù),在泰*浦集團(tuán)的資助下對印尼褐煤進(jìn)行了干燥與提質(zhì)處理,取得了很大進(jìn)展;并在洛陽萬山*應(yīng)用工程有限公司的資助下和神華北電(錫林浩特)能源公司的支持下,對國產(chǎn)褐煤進(jìn)行水蒸氣干燥與提質(zhì)技術(shù)的可行性研究,并得到一系列可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),經(jīng)過干燥提質(zhì)和成型后轉(zhuǎn)化為含水量低而熱值高的燃料。
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