[发明专利]高效率低污染燃料煤及其制造方法

说明书

本发明涉及一种煤的高效率低污染利用，包括工业燃料煤：细粒煤、工业型煤及其制造方法和装置。

本发明是一种适用于层式燃烧炉窑和沸腾燃烧炉的新型燃料煤及其制造方法。如未经说明，本发明专利申请文件所称的燃烧炉和燃料煤均指上述炉窑及其用煤。

煤占我国一次能源约70％，年消费11亿吨以上，其中工业锅炉用煤约占1/3。全国现有工业锅炉近50万台，绝大部分为层燃锅炉和沸腾燃烧炉，如果包括层燃式动力锅炉、煤气发生炉，篦式工业炉窑，年耗煤在4亿吨以上，另加民用蜂窝煤，则本发明函盖的燃料煤总计约7亿吨。

我国燃料煤利用率很低，烟尘污染严重。权威部门指出：“我国工业锅炉热效率比发达国家约低20％”，“工业锅炉烟尘污染严重，炉渣含碳量超过国家标准要求8％以上”，“工业锅炉鉴定热效率达80％，但实际运行热效率不高”，“多年来国家花费大量人力、物力，进行这方面的研究……成效不能令人满意”，等等(参考资料检索目录1)。我国工业锅炉的设计和制造方针是：“以多品种适应多煤种”，力量集中在燃烧技术和燃烧设备的改进上，事倍功半。而煤碳行业在长期计划经济和卖方市场条件下，燃料煤供应是“挖啥卖啥”，迄今未行变革。致使我国工业锅炉热效率至今还停留在60～65％低水平，其中，无烟煤炉和小型炉热效率甚至低于60％。如以75％为合理热效率，则单工业锅炉一项，每年浪费煤碳就达7000万吨，价值近200亿元。

以燃料煤消费7亿吨，平均含硫量1％计，每年排放SO₂酸气达1400万吨，成为我国最大的空气污染源。我国燃烧炉数量极大，分布广而散，烟气脱硫技术虽已成熟，但投资大，运行费用高，除煤气发生炉附设烟气脱硫装置外，绝大多数的炉窑根本没有能力使用该技术，民用煤脱硫更是一片空白。致使酸雨公害日趋严重。国家近已决定开征SO₂排放费和关停高硫煤矿，可见燃料煤酸气污染为害之烈。

<一>煤碳品种及现有燃料煤性状

1、煤碳粒度品种：原煤经筛分加工，按粒度(即筛孔尺寸)范围分为三大类，共12个品种，设粒径为d^mm。其中块煤类7个品种，d＞13^mm；粒煤类1个品种，d＝6～13^mm；粉混煤类4个品种，d＝0～X^mm，即：

1)粉煤：d＝0～6^mm       2)末煤：d＝0～13^mm

3)混末煤：d＝0～25^mm    4)混煤：d＝0～50或0～100^mm

大多数中、小型煤矿只进行简单选块，均以混煤统售。

2、煤碳煤质品种：按煤的可燃基挥发份V^r(％)和胶质层厚度Y(mm)分为三个系列十大类，即：无烟煤；烟煤(含八大类)和褐煤。 

烟煤、褐煤的V^r高，燃烧性能好。Y值代表煤的焦结性，当Y值太高时，将影响其燃烧性能。无烟煤(V^r≤10％，Y＝0)是不易燃烧煤种。

3、现有燃料煤性状及燃烧炉最佳工况的燃料要求

1)层燃锅炉(其中70％为链条炉)：现燃用d＝0～40^mm的混煤，要求其中d＝0～6^mm的粉屑比例小于55％。最佳工况要求：d＝8±2～20±5^mm，(无烟煤取小值)，则可基本消除飞灰、漏煤和渣包碳现象，并保证煤层有良好的透气性和足够的燃烧反应比表面积，使机械不完全燃烧损失q₄下降7％，节煤10％以上。

2)沸腾燃烧炉：现燃用d＝0～8±2^mm，原煤需经筛分破碎加工才能满足要求，一般均由用户自行加工。沸腾炉可稳定燃用任何劣质煤，对于可稳定在流化床的颗粒，燃烧效率可达98％以上，沸腾炉的q₄热损失几乎集中在飞灰损失上。所以，最佳粒度范围是：d＝1～8±2^mm。选择d_min≈1^mm，则可消除全部的原发性飞灰和大部分烧缩性飞灰，使飞灰量减少80％以上，节煤20％以上。

3)煤气发生炉：现燃用块煤、块焦或机制型煤(主要是石灰碳化煤球)。

4)其他篦式工业炉：现燃用混煤或块煤。

5)家用炉：以粉煤、末煤掺加20％以上粘土制成蜂窝煤。固体垃圾量很大。