[发明专利]一种民用型煤的制造系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种型煤制造领域，特别涉及一种民用型煤的制造系统及方法。

背景技术

目前，在我国的能源构成中，煤炭占有十分重要的地位。据统计，在我国能源生产和消费中，煤炭约占总量的75%左右。但是，随着采煤机械化程度的不断提高，粉煤在原煤中所占的比例也越来越大。粉煤比例的增加不仅降低了散煤的燃烧效率，而且严重地污染了环境。发展型煤是提高粉煤利用率和减少环境污染的重要途径。研究表明，冶金、化工行业应用，可节省20-40%的块煤或焦炭，工业锅炉、窑炉使用型煤后可比烧散煤节煤10%～27%，烟尘排放量可减少50%～60%，添加固硫剂后，二氧化硫的排放量可减少35%～50%。因此，发展型煤对我国具有十分重要的现实意义。

目前，粉煤成型工艺分冷压成型和热压成型。

热压成型，一般为无粘结剂热压成型，是采用加热的方法使中年褐煤产生一定的塑性，然后加压成型，快速加热是粉煤热压成型技术的关键，在很短的时间内，将常温下的粉煤采用几组串联的直立管加热装置，经干燥(120～150℃)、予热(122～250℃)，被快速加热到煤的软化温度区间(420～450℃)。在粉煤型煤压球机组内，具有较好粘结并呈塑性的煤粉，通过维温均化、挤压增塑、熔压成型，即可压制出灼热的型块。刚从型煤压球机压出的尚未能硬化的型块，被送入热焖罐，在隔绝空气的条件下，灼热的型块在此缓慢渐序地冷却并硬化成质地致密而坚硬的似焦型煤，通过热焖处理型块，其抗碎程度明显提高，热焖时间大约2h左右。采用热压成型方法生产的似焦型煤，在其冷态强度、热态程度、防水、改质优化等许多方面都明显优于冷压型煤，但是，热压似焦型煤是在温度较高的快速加热条件下压制而成的，而且要求的成型温度控制范围较窄，成型过程中的操作条件也较差，而且需要高温加热，耗能较大，生产成本比较高，不宜生产民用的低成本的型煤。

适于民用型煤的生产以冷压成型为主，冷压成型又分为粘结剂冷压成型和无粘结剂冷压成型两种；其中无粘结剂冷压成型，是指在不加粘结剂的前提下用高压直接成型，即原料煤经过筛分后，送入干燥机进行干燥，干燥后的粉煤冷却到40℃～45℃后，再由成型机压制成型。这种成型方法广泛用于褐煤的加工，主要因为褐煤本身含有粘结性成分，但这种型煤制造方法对原料有选择，最适于褐煤的加工，不能广泛用于所有的原煤。

在烟煤、无烟煤等无粘结剂成型较为困难的情况下，工业上普遍采用粘结剂冷压成型方法。粘结剂冷压成型，是将粘结剂与煤炭颗粒均匀搅拌，然后利用型模加压成型，再经过适当的后处理，最后获得符合要求的型煤。这种方法可用于无烟煤、烟煤、年老褐煤焦粉和兰炭等多种原料煤，鉴于粘结剂冷压成型型煤制造方法的生产成本相对较低，适用广泛，是目前研究时间最长、应用最广的成型方法，目前根据我国国情，绝大多数型煤厂都采用粘结剂冷压成型的方法生产型煤。在这些煤种的粉煤中加入质量比为5%～20%的适当粘结剂，借助粘结剂的作用，成型压力就可减至15～50MPa，因此在工业上容易实现。

目前，常见的粘结剂冷压成型的型煤生产工艺，包括破碎、干燥、粘结剂配料、搅拌、成型、烘干后处理以及输送等工艺，比较常见型煤制造系统由下列设备构成：破碎机、干燥机、粘结剂配料机、搅拌机、成型机、烘干机以及输送机等系列设备，其中：破碎机的作用是将原煤破碎到所需的粒度；搅拌机是将煤粉与粘结剂搅拌均匀；干燥机的作用是将混合后的原煤水分保持在一定的水平，根据使用的粘结剂的不同，对混合后的原煤水分的要求也不同，例如，用沥青作粘结剂，原煤水分应保持在2%～4%；用纸浆废液或腐殖酸盐溶液作粘结剂，原煤水分应控制在10%～12%；粘结剂配料机是将粘结剂的配料进行加工，再与煤粉充分混合，型煤粘结剂是生产中的关键，可改善无烟煤硬度大、弹性大和塑性小的缺点，使型煤冷、热强度达到应用要求；成型设备是型煤生产中的关键设备，它的选择应以原煤的特性、型煤的用途及成型时的压力等因素为基础；型煤成型后的干燥装置也必不可少（不易烘干的和炉前成型除外），因为型煤必须在数小时内基本干燥，才能连续的大量生产；烘干后产品成型，达到一定的硬度水平，可以出料包装或出货。