生物质型煤技术及成型机

推广应用减城与永工毁(物质)型煤技木及成型机张万里,王述洋,王晓东,徐鑫(东北林业大学,黑龙江哈尔滨150040)摘要:生物质型煤是由原煤、生物质和固硫剂混合压制而成的一种新型型煤,其具有综合利用能源和减少环境污染的双重功能。本文介绍了生物质型煤技术在国内外的发展现状,分析了生物质型煤技术的几个关键问题,论述了我国发展生物质型煤技术的重要性,同时介绍了两款生物质型煤高压成型机的特点及参数,并展望了生物质型煤技术的发展前景及方向。关键词:生物质型煤;型煤技术;固硫;成型机图分类号:S216文献标识码:A文章编号:1001-4462(2007)0400000Research On Bio-briquette Technology And Forming MachineZHANG Wan-li, WANG Shu-yang, WANG Xiao-dong, XU XinNortheast Forestry University, Heilongjiang Harbin 150040, China)Abstract: Bio-briquette is a new kind of coal briquettes made up of coal, biomass and sulfur retention agent, whichembodies both functions of synthetic utilization of energy and reduction of air pollution. In this paper, the currentdevelopment of bio-briquette technology in and abroad was introduced and the production rafts, compressive strengtburning performance, combustion mechanism and sulfur retention characteristics of bio-briquette were analyzed. What'smore, the necessity for development of bio-briquette technology and some problems of industrialization in China wereintroduced.At the end of this paper, the prospect and orientation of bio-briquette technology were discussed chine wereexpatiated. At the same time, the characteristic and parameter of two kinds of high pressure forming madKey words bio-briquette; briquette technology; sulfur retention; forming machin1生物质型煤发展概况含生物质10%-30%。日木在面临石油危机的境况下开发了生物质型煤,中日合作在成都市进行了生物质型煤生产试验其是由粉碎后的农作物秸秆、原煤与固硫剂混合后经高并深入研究了生物质型煤的生产工艺流程及其固硫技压成型机压制而成,其中生物质占15%-30%,固硫率可术,试验生产的生物质活性型煤是在煤粉中添加有机达80%,燃烧效率高达9%。日本于1985年即在北海道活性物(20%-30%)和脱硫剂(CaS=1-2)等,将其混合建成了一座年产600生物质型煤的工厂,并试验生产后经由日本庆应大学提供的K-123A轴压缩式成型机了生物质型煤的小型燃烧装置和专用燃烧设备。在170kg压力下高压压制成具有易燃、脱硫效果显著、山东临沂生物质型煤示范厂1995年建成是目前未燃损牛小特占的刑愷。生物质型煤在成型之前国内唯一一家具备工业规模的生物质型煤生产厂,年定中国煤化工的水分(小于5%),产量1万t,生产的型煤呈枕头形(40mmx40mmx25mm),以CNMHG收稿日期:200701-19中国矿业大学的张明旭等人在实验室中以热重2007年第4期第35卷航业与水一设一「推广应用(TG)、差热(DTA)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)联合技术对型煤进行了定性及定量研究。研究发现通过合22抗压强度理配比,利用高硫煤的热值、石灰(石)的固硫特性、生抗压强度是生物质型煤各项机械性能指标中最直物质燃料的助燃和催化效果,制成的混合燃料不论从观最有代表性的指标。一般而言,随着原煤可磨性系热值上还是环保上都是流化床的适宜燃料。哈尔滨理数(HG1)的不断增大型煤的抗压强度也逐步升高。含工大学的刘伟军等人对生物质型煤点火性能、燃烧机20%左右生物质的型煤和普通型煤的煤料粒径与抗压理、燃烧速度、燃烧污染特性和固硫规律等进行了理论强度具有不同的关系,当煤料粒径大于03mm时,生物分析和试验研究,这是国内有关生物质型煤方面所进质型煤的抗压强度会逐渐降低,见图2。所以,国内外对行的最全面的理论分析和试验研究。浙江大学热能工煤料成型粒径一般均要求在3mm以下。程研究所对生物质成型技术和燃烧固硫技术也开展了相关的研究工作。2生物质型煤的技术特点生物质型煤生物质型煤(Bio- briquette)是指破碎成一定粒度和干燥到一定程度的煤及可燃生物质按一定比例混普通型煤合,加入少量固硫剂,利用生物质中的木质素、纤维素、半纤维素等与煤粘结性的差异经压制而成。生物质型煤是型煤中的一种新产品,它除具有一般型煤的0.1020.3040.506优点外,还具有热效率高、灰分少、固硫率高、生物质平均粒径(来源广泛、生产成本低等优点,既能节省能源,又能明图2型煤抗压强度与煤料粒径的关系显减少对大气的污染,具有综合的经济、环境及社会效益。2.3点火性能2.1生产工艺流程生物质型煤一般由高挥发分的生物质和低挥发分生物质型煤制备工艺主要由烘干、粉碎、混合、高煤或高灰分低发热量的劣质煤组成。混合后的型煤比压成型等单元组成,生物质型煤生产工艺流程见图1。原煤可燃基挥发分有所提高,更主要的是在点火过程其生产过程如下①将原煤和准备掺入的生物质分别进中易燃的生物质率先点火放热,使型煤在短时间内升行烘干将干燥后的煤进行破碎生物质也需碾碎磨温迅速达到着火点,使不易点火的原煤也随之很快着成微细粉末;②将两者进行充分混合,此时可根据原煤火,而且随着生物质的迅速燃烧在型煤中生物质燃料和生物质的特性,视情况加入某些适量粘结剂和脱硫占有的体积迅速收缩,型煤中空出了许多孔道及空隙,剂;③将上述混合物一同送入成型机,在高压下制成生为氧气的渗透扩散创造了条件,所以点火能深人球面物质型煤产品。表层下一定深度,形成稳定的点火燃烧。在高压成型的生物质型煤中,其组织结构决定了挥发分的析出及向[]圈氯剂固剂物质型煤内部传递热量比较缓慢,所以形成挥发分点火逐粉碎步进行,且点火所需的氧气比原煤层状燃烧点火时要少。从总体趋势分析,生物质型煤的点火温度更趋向于生物质点火特性水量检测24燃烧特性混合压缩成型具中生物质料机械混合后在高中国煤化工筛选烘干成品压下燃料的特性。生物质燃CNMHG煤的着火点(600图1生物质型煤生产工艺图700℃)低得多,所以生物质型煤中的生物质燃料在第3卷49推广应用叫汕邮与永工设200~300℃c的温度下即着火燃烧,它的燃烧又迅速将煤它的主要性能参数为:主机驱动功率45kW;型轮尺寸点燃,这样可以大量节省工业锅炉点火时使用的价格φ60mx450mm;型轮转速l6rmin;成型线压力285~较高的劈柴及油等引燃材料。生物质型煤在燃烧的过3.17cm2;正常工作最大总压力140;产量15uh;整机程中呈多孔球燃烧供氧充分,不会产生煤热解过程中质量12因为局部供氧不充分发生热解析碳冒烟现象。实践证郑州中州型煤机械厂研制的zZXM-30型煤成型明,用烟煤压制的生物质型煤在其燃烧时生成的煤烟机采用四辊二次加压、液压和恒压两用等先进技术,用肉眼几乎看不到煤烟的生成量只是原烟煤的Ⅵ/15。提高了型煤成型效率降低了成本,价格在30万元左旦发生煤热解析碳,生成的烟粒很难再燃掉,导致烟右。其主要性能参数为:主机功率5590kW(根据物料囱冒黑烟,污染环境。生物质型煤在燃烧过程中形成多定);轧辊尺寸800mx500mm;电机Y280M-6极;速孔形煤球,此时供氧充分,传热传质强烈燃烧充分灰比4857;额定压力16MPa;最大总压力150;产量28渣中残碳含量低,且多孔形的燃烧球体使残余灰渣难30/h;外形尺寸2180mmx1902mmx2750mm;整机质量于粘结成块。25固硫特性4结束语般型煤(氧化钙作脱硫剂)固硫率为40%左右我国生物质燃料资源丰富,倡导和开发生物质型而生物质型煤的固硫率可以达到70%左右。生物质型煤对我国型煤的发展将起到积极的推动作用。目前国煤在成型过程中,不仅加脱硫剂氧化钙,而且加有机内众多高等院校、科研院所的深人研究,试验和生产厂活性物质(如秸秆,锯木屑等),生物质型煤在燃烧过家的运行实践均为生物质型煤规模产业的形成奠定了程中,随着温度的升高由于这些有机生物质比煤先基础高压型煤成型机及相关设备的国产化企业和公燃烧完,炭化后留下空隙起到膨化疏松作用,使固硫众环保意识的加强与提高必将有利地促进生物质型煤剂CaO颗粒内部不易发生烧结,甚至使孔隙率反而增的推广应用。生物质工业型煤具有优异的燃烧性能,成加,增大SO2和O2向CaO颗粒内的扩散作用,提高了型时可少用或不用粘结剂,可充分利用低热值煤作原钙的利用率,因此,生物质型煤比一般型煤固硫率髙。料,型煤强度高,便于运输;生物质燃料来源广泛,生物同时生物质对生物质型煤在燃烧过程中起到的膨化质型煤成本低适宜在我国普遍推广。鉴于国内型煤技疏松作用增加了生物质型煤燃烧的空气流通量,使得术研究的现有基础,开发生物质型煤技术,意义重大,生物质型煤的热效率不仅高于一般型煤,而且大大高切实可行。于散煤。参考文献:在芙蓉煤中加入生物质、脱硫剂氧化钙制成生物[1陈贵烽曲思建庞雁原生物质工业型煤的技术特点及问题探质活性型煤,其固硫率可达60%左右,另外在生物质活讨[煤炭加工与综合利用,1904,(2):13-17性型煤中加脱硫添加剂脱硫剂生石灰加入CS=2),固[2]王方,韩觉民生物质工业型煤的性能及成型机[煤媒炭加工与综合利用,1996,(4):26-28硫率则达到9%,几乎完全把煤中的硫固定在炉渣中。【3]毛玉如等生物质型媒技术门】媒炭转化,0,241):25[4]刘龙保,吴宏志,周卫平高压对辊工业型煤成型机的设计研究3成型机[J煤矿机械,19903):3-5.目前由国内外的经验可知,高压成型机是压制生[5]罗仁学工业型煤的现状及生物固硫型煤的前景[打重庆环境科物质型煤的关键设备。学,1996,18(6):38-40北京市丰台煤炭公司所属机械厂与中国矿业大学(6】何建杨治敏,王惠群等固硫生物型媒】城市环境与城市合作研制的专利产品GXM600-45工业型煤成型机就生态,200,13(1):28-30.是这种高压成型机中的一种。该机吸收了国外同类产【8]刘伟军,于艳秋胡仁德生物质型煤点火性能的理论分析和试验[J]哈尔滨理工大学学报,1998,3(4):1品的优点,采用液压控制强制给料、对辊成型、多级保[9]刘伟军,王佐民,于晓东,等生物质型煤燃烧机理分析和燃烧速护等先进技术缩小了整机体积大幅度降低了成本。该机仅为国外同类产品价格的10%性价比优,利于推[10TH中国煤化工型煤工业成型新方法及影广应用。GXM60045工业型煤高压成型机按其工作原CNMHG理大致分为传动液压、给料成型框架等五个部分。007年第4期第35卷