型煤技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀分析

■文/崔村麗

型煤以其具有提高熱效率

節(jié)約能源、降低大氣污染等優(yōu)勢(shì)而被廣泛關(guān)注。型煤與散煤相比，可以減少煙塵排放量約70%，減少S O2排放量60%以上節(jié)煤率達(dá)15%～20%。因此，發(fā)展型煤是有效利用煤炭資源、減少燃煤污染的重要途徑。

型煤技術(shù)

型煤是以粉煤為主要原料添加粘結(jié)劑、助燃劑、固硫劑后，按具體用途所要求的配比、機(jī)械強(qiáng)度和形狀大小經(jīng)機(jī)械加工壓制成型的，具有一定強(qiáng)度和尺寸及形狀各異的煤成品。型煤可分為工業(yè)型煤和民用型煤。工業(yè)型煤有化工用型煤，用于化肥造氣、蒸汽機(jī)車用型煤、冶金用型煤(又稱為型焦)；民用型煤又稱為生活用煤，用于炊事和取暖。型煤按加工工藝，可分為冷壓成型和熱壓成型兩種。由于冷壓成型需要加入粘結(jié)劑，且工藝比較簡(jiǎn)單，又稱為粘結(jié)成型，在我國(guó)獲得廣泛的應(yīng)用。

1.工業(yè)型煤

(1)化工用型煤。此用途的型煤一般為35mm～50mm的球狀，可用無(wú)煙煤或焦油產(chǎn)率大于10%的褐煤成型，發(fā)熱量要求較高。主要用于化肥造氣，生產(chǎn)半焦、液體或氣體燃料和生產(chǎn)甲醇、醋酸等化工產(chǎn)品。

(2)作蒸汽機(jī)車燃料型煤。該種型煤主要有卵形和滴水型等幾種形狀。我國(guó)研制的機(jī)車型煤，可節(jié)煤8%以上。該種型煤的燃燒溫度較高，因此可以通過(guò)配料技術(shù)改善煤質(zhì)，來(lái)提高型煤灰熔點(diǎn)的技術(shù)難點(diǎn)。

(3)型焦。型焦是將弱粘結(jié)性粉煤成型后，在連續(xù)煉焦?fàn)t內(nèi)焦化，或利用高速熱解析出膠質(zhì)體的方法實(shí)現(xiàn)熱壓成焦。發(fā)展型焦可以擴(kuò)大煉焦原料，提高焦?fàn)t效率。

2.民用型煤

民用型煤一般為35mm～50mm球狀或180mm×180mm×100mm方形，可由無(wú)煙煤、煙煤、褐煤、泥炭或浮選尾煤等作為主要原料，通常發(fā)熱量要求在5500大卡左右，這種型煤的結(jié)構(gòu)和原料配方比較復(fù)雜。一般由點(diǎn)火層、引火層和煤本體三部分組成，各層原料的配方不同。為了推廣民用型煤，1987年國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)委員會(huì)頒布了《關(guān)于發(fā)展民用型煤的暫行方法》，對(duì)煤炭的分配、型煤的生產(chǎn)等做出了規(guī)定。

3.型煤優(yōu)勢(shì)

型煤成型過(guò)程中，通過(guò)加入不同的添加劑，改變?cè)厦旱哪承┨匦裕黾臃磻?yīng)活性、易燃性、熱穩(wěn)定性，提高灰熔點(diǎn)，同時(shí)具有固硫等功能。燃用型煤后可達(dá)到節(jié)煤、降塵、減少有害氣體排放量的效果。和燒散煤相比，通常可節(jié)煤15%～20%，提高熱效率10%～15%，減小煙塵排放量60%～80%，強(qiáng)致癌物(B a p)減少50%以上。型煤添加固硫劑后，S O2、N O x的排放量減少50%～60%。型煤技術(shù)不僅使低質(zhì)的粉煤、泥煤、褐煤提高了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且在利用過(guò)程中可以給人們一個(gè)相對(duì)潔凈的環(huán)境。

由于不同添加劑可改變?cè)厦旱哪承┨匦裕沟貌荒苡糜跉饣癄t或鍋爐的弱粘結(jié)性煤破粘，變成適用的造氣型煤或鍋爐型煤，從而擴(kuò)大煤炭的利用途徑。在一臺(tái)型煤成型機(jī)上，可以按照鍋爐燃煤的粒徑配比要求，適當(dāng)改變型窩的形狀，生產(chǎn)多粒級(jí)型煤，再與經(jīng)過(guò)分級(jí)的篩上原煤混燒，這樣可以實(shí)現(xiàn)燃料煤的粒徑級(jí)配，從而改善鍋爐，窯爐的燃燒特性，提高燃燒熱效率，節(jié)約煤炭資源。

隨著采煤機(jī)械化程度的提高，塊煤產(chǎn)率逐漸下降，難以滿足工業(yè)對(duì)塊煤的需求。粉煤、泥煤堆積量日益增加，發(fā)展工業(yè)型煤，不僅可以緩解塊煤供不應(yīng)求的被動(dòng)局面，而且為粉煤、泥煤的合理、有效利用開辟了新的途徑。

型煤發(fā)展及現(xiàn)狀

1.國(guó)內(nèi)型煤技術(shù)研究現(xiàn)狀

工業(yè)型煤在中國(guó)的發(fā)展起步于上世紀(jì)50年代，由于化肥生產(chǎn)的需要，氣化型煤發(fā)展較快，上世紀(jì)60年代無(wú)煙粉煤成型用于中、小氮肥廠氣化代替了約60%的化肥用無(wú)煙塊煤，有利地促進(jìn)了合成氨工業(yè)的發(fā)展，并且先后開發(fā)了石灰碳化煤球、紙漿煤球、腐殖酸煤球、粘土煤球、清水煤棒等。

工業(yè)型煤作為清潔、高效的新型燃料，曾被列入國(guó)家“七五”、“八五”攻關(guān)項(xiàng)目，引起了國(guó)內(nèi)各科研院所、大專院校、煤炭企業(yè)的普遍關(guān)注。煤科總院北京煤化所、中國(guó)科學(xué)院山西煤化所、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)及礦大研究生部等在型煤粘結(jié)劑、鍋爐型煤制備等諸多方面進(jìn)行研究開發(fā)，取得了大量研究成果。同時(shí)國(guó)家環(huán)保局和國(guó)家科委投入大量的人力物力，組織有關(guān)單位在北京、杭州、太原、黃石等地，對(duì)工業(yè)鍋爐固硫型煤進(jìn)行了專門的攻關(guān)研究，并取得了可喜的成果。但目前來(lái)看，真正能夠生存下來(lái)的型煤企業(yè)并不多，因?yàn)椋皇怯捎谛兔寒a(chǎn)品本身的質(zhì)量問(wèn)題，如有的防水性能不佳，產(chǎn)品極易吸水潮解而失去或降低強(qiáng)度；有的熱性能不理想，難以進(jìn)行正常的燃燒和氣化；有的粘結(jié)劑加入量較大，型煤灰分增加較多而降低了產(chǎn)品熱值；有的粘結(jié)劑來(lái)源受限制，生產(chǎn)成本較高。二是由于人為因素和社會(huì)因素，使得型煤難以規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化。

2.山西省型煤技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

山西省作為產(chǎn)煤及燃煤大省，且煤炭資源以中硫煤和高硫煤為主，加強(qiáng)煤炭能源的潔凈利用早已走在全國(guó)的先列，型煤技術(shù)較早的應(yīng)用于山西，主要以民用蜂窩煤和化肥廠造氣型煤為主。上世紀(jì)90年代，以中科院山西煤化所、太原理工大學(xué)、山西大學(xué)等高等院校和一些科研機(jī)構(gòu)在型煤粘結(jié)劑、型煤成型技術(shù)等方面進(jìn)行了大量的研究，且取得了一定的成果。但真正能夠應(yīng)用于規(guī)模生產(chǎn)的只有少數(shù)幾家，以山西晉城為例，近十幾年來(lái)，該市曾先后建起的型煤廠家約40余座，目前僅有幾家能正常生產(chǎn)，大部分處于停產(chǎn)、半停產(chǎn)、瀕于倒閉狀態(tài)。原因主要有①型煤粘結(jié)劑質(zhì)量不過(guò)關(guān)，導(dǎo)致型煤不防水或強(qiáng)度低，只能就地銷售，不能長(zhǎng)途運(yùn)輸；②型煤成本高。由于型煤所用的粘結(jié)劑價(jià)格在一般情況下高出原煤許多，再加上型煤生產(chǎn)要消耗一定的人力及電能，型煤生產(chǎn)廠家也要獲取一定的利潤(rùn), 致使鍋爐型煤的售價(jià)一般比可代替煤種高出數(shù)十元，也很難形成市場(chǎng)；③劣質(zhì)型煤充斥市場(chǎng)損害了型煤專用鍋爐用戶的利益，從而影響了型煤的推廣。有的型煤廠家受經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)，在沒(méi)有掌握核心技術(shù)的前提下，匆匆生產(chǎn)銷售；有的廠家為了迎合用戶想省錢的心理，使用劣質(zhì)煤或摻入大量粘土以達(dá)到降低成本的目的。無(wú)序的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，一時(shí)間使得這些只圖經(jīng)濟(jì)利益的廠商有機(jī)可乘，失去了預(yù)期的環(huán)保效益，質(zhì)量問(wèn)題及無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)已成為制約型煤市場(chǎng)良性發(fā)展的瓶頸。

結(jié) 語(yǔ)

型煤雖經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，但型煤在中國(guó)依然沒(méi)有實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化，大部分仍然是分散的、各自為政的、小型的手工作坊式的落后生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式。這在很大程度上也制約了型煤技術(shù)的發(fā)展。因此，相關(guān)部門應(yīng)該建立和統(tǒng)一規(guī)范，同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)管。對(duì)燃煤鍋爐煤炭的品質(zhì)要按國(guó)家規(guī)定嚴(yán)格要求，從鍋爐源頭上對(duì)燃料做出嚴(yán)格的限制，即禁止鍋爐燃燒高灰高硫的原煤，推廣使用潔凈配煤或添加燃煤助燃劑。同時(shí)要做好對(duì)原煤、型煤產(chǎn)品的隨機(jī)抽查工作，對(duì)不符合環(huán)保要求的廠家，相關(guān)部門應(yīng)聯(lián)合執(zhí)法，采取罰款等手段進(jìn)行處罰，從源頭上根除超標(biāo)煤的來(lái)源。

目前我國(guó)大中城市型煤普及率達(dá)60%，但在中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村仍以原煤、薪柴、秸稈為主要燃料，型煤普及率很低。同時(shí)我國(guó)工業(yè)鍋爐、窯爐年消耗煤炭量較大，其中燃用型煤的消耗量?jī)H占到4.9%，因此型煤的需求仍然很大，配套開發(fā)優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、低污染的爐具和高固硫率型煤的規(guī)模化生產(chǎn)是今后山西潔凈煤技術(shù)的發(fā)展方向。