中國潔凈煤技術現狀
相結合。
(2)廠型和設備向大型化、工藝簡化發展。中國300萬t/d以上的大型選煤廠絕大多數是80年代以來建設的,90年代建設和投產的選煤廠皆為400萬t/d、600萬和1200萬t/d的廠型和。今后也將向大型化發展。與此相適應,設備也將向高效、大型化發展,并簡化工藝系統,減少重復配置同功能設備及作業環節,盡量形成單一設備的作業系統,以降低基建投資和生產成本,提高處理能力和功效,并向著定型設計、標準設計方向發展。
(3)生產自動化程度將越來越高。目前,中國選煤廠的自動化屬于局部生產系統自動化的較多,如跳汰機床層自動控制、重懸浮液密度自動測量與調控、浮選工藝參數自動檢測與控制等,只有少數廠實現了全廠主要生產系統計算機、自動化和全廠設備集中控制、數據采集和工業電視監視。因此,進一步推廣選煤廠自動化成果,發展全廠生產系統自動化,是今后的發展方向。
(4)主要方向是發展深度加上,開發潔凈煤技術。潔凈煤技術是包括開采、加工、燃燒、利用和環保等全系統的綜合技術的總稱,旨在提高煤炭利用效率,杜絕環境污染,煤炭洗選加工是開發潔凈煤技術的重要和首要環節,其重點在于主攻細粒級和極細材級煤的精選,開發生產超純煤技術和脫除雜質、脫硫技術,特別是脫除有機硫的技術,更是當前開發潔凈煤技術曠關鍵。
4)世界煤炭洗選技術的發展。
(1)發展現狀。
18世紀后期,到19世紀初期,歐美一些國家隨著產業革命發展,煤炭產量不斷增加,煤炭篩選從原始的手工操作發展到利用機械設備。到20世紀初期,又研制應用了風力選煤、浮游選煤、重介質選煤、水介質旋流器等洗選技術設備并逐步研究、改進,這些煤炭洗選技術,我國在50年代也先后研制成功,并推廣應用于一些大型篩分廠和選煤廠。現代的洗選技術主要是機械化選煤,有多種方法。按照分選原理,除人工揀選外,又劃分為重力選、離心力選、浮游選、濕法選和特殊選等幾大類。其中,跳汰選、重介質選、泡沫浮選在選煤廠應用最廣。有的大型選煤廠也利用跳汰、重介、浮選混合工藝。
跳汰、重介、浮選等傳統的選煤方法經過研究改進,向著大型、高效、自動化發展。近幾年,美國、日本、德國及澳大利亞等國對煤炭的深度降灰脫硫開展了大量工作,如微細磁鐵礦重介旋流器、靜電選、高梯度磁選、浮選柱、油團選、選擇性絮凝等。美國在微泡浮選柱和油團選方面已投入工業應用。在化學選煤和微生物脫硫方面,美國、澳大利亞、日本也取得進展,但大多處于研究開發階段。英國、美國已開發廠了處理20mm粉煤的洗選新工藝,可脫除70%~90%的黃鐵礦硫和90%的灰粉,使用這種洗選工藝洗精煤的鍋爐可以不用安裝脫硫裝置即可達到排放標準的要求,可以降低電站的投資。
(2)發展趨勢。
近幾年來,隨著科學技術進步和環境保護嚴格要求,許多國家的煤炭洗選加工有了很大發展,主要表現在:
①煤炭洗選比率不斷提高。目前,工業發達國家如英、德、日等國的硬煤幾乎全部洗選;俄羅斯、波蘭、美國和澳大利亞洗選比率也在42-76。
②采用標準工藝設計。使選煤廠向大型化方向發展,例如,波蘭采用新的標準設計的巴德賴克煉焦煤選煤廠,處理能力達2800t/h;加拿大的昆太特選煤廠處理能力達1550t/h,南非的格魯特格勒克選煤廠處理能力達3000t/h。
③設備大型化。例如,德國研制出42m巴達克跳汰機,英國生產出46.5m2鮑姆跳汰SM,英國開發出Larccdems新型重介旋流器,處理100-0.5粒級原煤可達250t/h,是當代處理能力最大和入選上限最高的重介質旋流器。
④開發細粒煤分選技術和潔凈煤技術。細粒煤分選技術是隨著采煤機械化的發展,粉煤量大幅度增加而相應發展起來的。例如,采用重介旋流器洗選下限到零。美國新開發的微泡浮選柱可獲得灰分小于3、硫分小于0.5的精煤;靜態浮選管可獲得灰分為0.9~1.2的精煤。奧梯斯卡工業公司利用選擇性絮凝工藝在紐約詹姆斯維勒建成了一座15t/h的選煤廠,生產的產品可供燃氣輪機和內燃機作燃料。
⑤開發潔凈煤技術。當前在國際上已形成熱潮。開發潔凈煤技術,特別是超純煤技術,其關鍵在于攻克脫除有機硫的脫硫技術。美國、日本、德同、澳大利亞等國對脫硫、脫灰進行了大量研究,并取得相當的成果。除物理方法外,還采用化學凈化法,主要有堿熔融法(TRW)、苛性堿熔法、異辛烷萃取法、微波輻射法、生物化學法等。其中堿熔融法和苛性堿熔法可脫除有機硫80~90。
2、型煤
型煤又稱人造煤塊。型煤是一種或數種煤與一定比例的粘結固硫劑等經加工成一定形狀尺寸和有一定理代性能的塊狀燃料或原料。當今型煤也可以是粉煤及一定比例的煤泥等其它低熱值燃料或廢棄物加上粘結劑、添加劑加工成型煤的,有的燃燒特性還超過了原煤的燃燒特性。型煤技術是一種潔凈煤技術,是煤炭潔凈利用的重要途徑之一。
型煤分為民用型煤和工業型煤兩類。燃用鍋爐型煤比燒散煤,可提高鍋爐熱熱效率,節煤可達15~25,減少煙塵排放量80~90以上,固硫率可達52~73,還可降低其他污染物排放。民用型煤與燒散煤相比,熱效率可達65-72,排煙黑度降到<1/2格林曼級,節煤20-30,煙塵和SO2排放可減少40-60。所以燃用型煤,安全系數、高效潔凈、使用方便,具有明顯的經濟、環境和社會效益。型煤的節能、環保、經濟性和技術成熟性,早已被國內外所公認。
1)中國型煤的開發利用。
中國是世界上制作和使用型煤最早的國家。我國古代勞動人民早在16世紀以前,已以末煤為主,用黃土做粘結劑加水,用手工工具制作型煤。至今仍有部分城鎮、農村還延用這一傳統做法制作“煤球”、“煤棒”、“煤糕”等型煤,用于做飯、取暖和一些飲食業、手工業爐灶使用。
型煤技術已作為中國潔凈煤技術的重要組成部分和優先發展的領域,在今后相當長時期內具有十分廣闊的發展前景,對提高煤炭利用效率,減輕用煤造成的環境污染,滿足部分工業生產和不斷提高城鄉人民的生活需要具有重要意義。至1996年底,我國生活用煤約1.44億噸。煤炭占全部生活用能的58.1。為克服傳統蜂窩煤的缺點,我國已開發出可用純煙煤或煙煤與無煙煤的混料為原料的上燃式煙煤蜂窩煤及其爐具技術。煙煤蜂窩煤開發成功。徹底解決了困感業界多年的難題,使我國的型煤技術向前跨越了一大步。
我國民用型煤技術處于國際領先水平,1997年底全國民用型煤產量達7000萬t,民用型煤中80以上是蜂窩煤,其余為煤球、和其他成型煤。民用型煤普及率65,其中浙江、江蘇、廣東、廣西、四川等省的一些城市75左右,北京、天津和沈陽等城市基本上達到100。工業型煤有鍋爐、型焦、化肥、城市煤氣、機車、燃料氣型煤等,種類有很多。
工業型煤分為化肥造氣型煤和鍋爐燃料型煤,目前全國工業型煤年產能力量約3000萬t以上,主要是中小型化肥廠和小高爐型焦。全國約有60的中小化肥廠用型煤做原料,替代了相應數量的焦炭或塊煤,具有較好的經濟效益和環境效益。其他型煤則處于示范或商業性示范階段。由于技術、價格、市場等原因,鍋爐燃料型煤工業化推廣較慢。開發防水、免烘干粘結劑取得了進展,煤炭行業組織了“晉城無煙粉煤制氣化用工業型煤技術的研究”。今后的發展重點是,到2010年,約需增加能力6000萬噸,技術上以發展高固硫率工業燃料型煤和氣化型煤為主。
2)世界型煤發展動態。
(1)發展及趨勢。型煤工業是伴隨著歐洲資本主義工業革命而產生和發展的,距今已有百余年歷史。型煤主要用于工業鍋爐、窯爐、氣化和民用燃料。20世紀中葉,出現了大規模生產褐煤型煤和民用、工業用無煙塊狀燃料工廠。美國、德國、英國、日本、韓國、俄羅斯等生產大量的工業和民用型煤,包括工業鍋爐、工業窯爐、固硫床氣化爐型煤、機車用型煤等,已有成熟技術。在粘結劑技術研究開發上,各國普遍采用了與煤結構、性質相近的煤系高芳烴的煤焦油、瀝青作為煤粘結劑,并取得了良好的效果。但是,隨著環保要求的日趨嚴格,加之受到焦油、瀝青產量的限制,使得煤焦油、瀝青類粘結劑的進一步應用和發展受到制約。因此近20年來,國外又不斷開發出了改質石油瀝青、高分子聚合物、工業廢棄物(包括生物質)、無機物等單一或復合型的型煤粘結劑。
目前,世界上發達國家工業化型煤技術的發展趨勢是:規模化的型煤生產廠,一個型煤聯合企業生產量少則幾百萬噸,多則上千萬噸,型煤清潔、高效地燃燒;繼續開發新的粘結劑及大型高壓成型設備,生產具有節能和環保雙重效益的型煤,主要供氣化和煉焦使用或冶金用。

責任編輯:電力交易小郭
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