各类用户对煤质的要求

添加时间:2013年08月27日   【字体大小: 】 【关闭

各类用户对煤质的要求

 
各类用户要合理的选择煤炭品种,各煤矿也要确定煤的合理加工方法,因此必须了解煤的性质和煤的应用等基础理论知识。这样才能物尽其用,有效地利用资源。

一、机车和船舶用煤

机车和船舶相当于一个移动的锅炉,由于其通风强,烟筒短,所以对所使用的煤的粒度要求严格。细小的煤粉给入炉膛中,未来得及燃烧,即随煤烟飞走。特别是当机车锅炉进行强化燃烧时,粒度6毫米的末煤都能由烟道随烟飞出。为使煤均匀地散布在炉条上面,并且透气程度大致一样,也必须用块煤,最好是75~25毫米的中块,或者是25~6毫米的小块。煤的灰分过高不仅影响机车锅炉效率,而且会加重炉膛的清理工作,所以要求机车用煤的灰分要小于25%机车用煤的挥发分不应过低,否则在火车上坡时不能迅速地增加锅炉火力,火车进站停车时也不能使炉篦的热应力很快降低。人工添煤的机车,煤的挥发分过高时,由于炉膛容积有限,添煤又是间歇性的会使煤耗增加,造成损失。因此一般机车燃料是采用各种牌号煤配合使用。有的路局是用长焰煤掺入部分气煤配烧。水分对机车用煤的影响不大,有时在将煤铲入炉膛前还先掺入一些水,借以减少煤粉的飞扬损失。

二、炼焦用煤

炼焦是把煤装在炼焦炉中,1000℃的高温下进行干馏的热加工过程。以获得优质冶金焦炭为主要目的同时还可以得到煤焦油、煤气等一系列化学产品。

炼焦用煤主要是洗精煤。炼焦用洗精煤的牌号有焦、肥、气、瘦四种,按照一定的比例进行配煤炼焦。炼焦用精煤的结焦性是一个很重要的指标,必须保证炼出的焦炭能达到要求的转鼓试验强度。强度一般用胶质层厚度及收缩度来表示。所有肥煤、焦煤以及几乎所有瘦煤,都适于炼焦。胶质层厚度大于6毫米而且灰分较低的气煤也大部分用于炼焦。

焦炭灰分是由洗精煤灰分决定的如果知道炼焦配煤的灰分,理论上可以推算出焦炭灰分:

设炼焦炉的出焦率为75%要求炼出的焦炭灰分为13%则装入炼焦炉的配煤灰分应为;

当前,国各种冶金用炼焦煤灰分最低是5.5%,非曲直最高为12.5%要保证焦炭灰分不超过13%那么配煤后的产均灰分应小于10%设计炼焦煤选煤厂时,一方面应保证精煤回收率,最大限度地利用资源,另一方面要使精煤灰分能保证炼出合格的焦炭来。焦炭中的硫分总是比炼焦配煤的硫分低。设要求焦炭含硫为0.5%因为炼焦时要有65%硫从煤转入焦炭中,故如出焦率为75%

三、化气化煤

煤的气化是把固体的煤(块煤)加入煤气发生炉中,气化剂(氧、空气、水蒸气等)和高温作用下,使煤中的有机物转化成含有H2CO等可燃气体的过程。煤气化所得的气体产物—煤气,可作为工业燃料或民用燃料,也可作为化工生产的合成原料。

根据气化剂和煤气成分的不同,大致可分为空气煤气、混合煤气;水煤气和半水煤气。国内各种固定床气化炉的煤气平均组分。气化炉型不同,对煤质的要求不同。目前,气化炉种类很多,可归纳为固定床、沸腾床、悬浮床三种。

一)固定床气化炉对煤质的要求

固定床д型气化炉一般要使用粒度为25~50毫米的块煤,常压操作;鲁奇加压气化炉用煤粒度为5~50毫米,气化温度750~900℃,加压20~30大气压,煤以越年轻的煤越好,一般为褐煤,也可用长焰煤、气煤、不粘煤或弟弟粘煤,其灰熔点以T2>1200℃为宜,煤的活性越大越好,块煤的热稳定性和机械强度也是越高越好。如果采用液体排碴的鲁奇加压煤气炉,则由于其气化温度约1250℃,所以使用煤灰熔点低于1100℃的年轻煤为宜,而且灰熔点越低越好。这种鲁奇加压炉产生的煤气热值可达4000大卡/立方米,既可作为城市煤气,也可作为人造合成石油、合成氨、合成甲醇的原料。国今后煤气工业发展的主要方向之一。如没有块煤,也可用褐煤砖代替。

目前我国普遍使用的以无烟煤为原料的制造合成氨原料气(半水煤气)威尔曼等固定应酬气化炉,和以弱粘灶为原料的制造燃烧料气的气化炉。都采和块煤,最好的粒度是25~50毫米的中块,也可采用13~60毫米,13~25毫米或25~75毫米的各种块煤。如果用烟革作原料,要求其胶质层最大厚度Y值小于16毫米,灰分不超过25%硫分小于2%用无烟煤制造合成氨原煤料气时,一定要求有较姨的热稳定性。如果热稳定性不好,块煤在气化炉内受热很易崩裂成碎片或粉末,降低了煤气产率,严重时造成停炉事故,对煤气发生炉用煤的质量要求.

二)沸腾床气化米对煤质的要求

国也用沸腾床气化炉(如温克勒气化炉)制造合成氨原料气。这种炉在常压下操作,以空气或氧气为气化剂。对原煤质量的要求是煤的活性越大越好(一般在950℃时,CO2分解率大于60%多使用比较年轻的煤,以灰分小于25%褐煤为最好。也可采用煤化程度接爱于褐煤的和焰煤或不粘煤,其粒度以小于8毫米为宜,但0~1毫米的粉煤越少越好,否则尘灰会带出大量的碳,从而逄低产气率,煤灰熔点(T2以大于1200℃为好,硫分应小于2%

三)悬浮床气化炉对煤质的要求

K-T炉是一种粉煤悬浮床气化炉。采用常压操作的连续运转的高速气化工艺,生产的煤气主要作合成氨用。K-T炉的气化温度高达1400~1500℃以上。对煤种和质量要求不严,几乎什么煤都要使用,如高硫、低熔点、易碎、粘结和膨胀的各种烟煤、无烟煤和褐煤等。因为气化反应时间短,不到一秒钟就能完成,所以要求煤粉的粒度越细越好,一般要求小于200网目(小于0.074毫米)粉煤占90%左右(褐煤可降到80%要求煤的水分为1~5%灰熔点越低,气化设备愈容易运转。

归纳起来,对一般气化用煤的质量要求如下。块度要均匀,除悬浮床气化炉外,一般要求粒度为25~75毫米。块度太大,气化不完全,造成原料的损失;块度过小或块煤限下率高,料层阻力增大,气流分布不匀,煤量损耗大,影响煤气持量,甚至影响气化正常生产。固定碳的含量要高,最好大于80%灰分要低,一般小于20~30%机械强度和热稳定性低的煤,气化过程中会产生碎块或细粉,易使操作恶化。灰熔点要高,如果灰熔点低于气化炉的操作温度,将在炉内结碴,影响正常生产。液态排碴的气化炉则要求灰熔点越低越好。气化煤的挥发分大小,视煤的用途而定。作为化工合成原料气时,要求挥发分越低越好,规定不超过3%气化用煤的硫分应在2%以下。具有粘结性的煤,常常影响气化炉的操作,所以气化原料一般均采用不粘结煤和弱粘结煤,胶质层厚度Y值应在15毫米以下。

四、发电用煤

锅炉设备是通过燃烧把燃料释放出的热能,传递给水或蒸汽,转换过程中存在五个方面的热损失,即排烟损失;可燃气体未完全燃烧损失;灰渣未完全燃烧损失;锅炉的散热损失以及灰渣的物理热损失。这些损失愈大,锅炉效率愈低,煤耗也随之增加。

大型火车发电厂使用煤粉锅炉。用来磨碎煤炭磨矿机,多用滚筒球磨机。使用各种烟煤和无烟煤的筛余煤、末煤、粉煤、煤泥和中煤。但是煤中含矸石较多且遇水易泥化的煤,如果水分大,会影响球磨过程。因此,从矿井生产出来的水分大而且含矸石的原煤,最好选经过洗选,使用洗粉煤发电,

由于煤炭需要经过磨碎,因此用原煤煤和块煤虽然都可以,但很不经济。煤的热值一般不应小于3000~400大卡/公斤。采用立式旋风炉液态排渣的发电厂,要求煤的灰熔点小于1300℃。

链条炉篦的锅炉对煤的粒工要求较严格。链条炉篦上大块煤比小块煤矿燃烧得慢,因此使用大块煤时链条的转动速度要低些。链条伙篦的运动速度如果选择得不对,或者所用煤烦的粒度大小不一时,会发生两种情况:一是大块煤未经完全燃烧剩在炉篦之上,二是炉篦尾部的煤炭已经完全燃烧而呈无工作状态。因此,链条炉应该燃烧经过筛选的烟煤和无烟煤,以使其燃烧速度一至,所用煤炭粒度比不应地发2即50~2525~13和13~6毫米的各粒级煤均可,但是烧无烟煤时,其粒度应小于烟煤的粒度。采用链牺炉篦时,添煤及除灰工作均应机械化,因此对煤炭灰分的要求要比固定炉篦的锅炉高些。由于煤系在链条上燃烧,司炉工不能搅攉,所以燃烧结焦性好的灶有困难。

五、工业固定锅炉的火床燃烧室用煤

人工添煤和机械添煤的火床燃烧室的炉篦装置设有固定炉篦、带攉煤板的炉篦和活动炉篦三种。固定炉篦锅炉可以燃烧各种牌号的烟煤、无烟煤及褐煤,但粘结性很强的主焦煤及肥煤则需要同其他片号煤掺烧。无鼓风装置的炉膛,应使用100~6毫米的各粒级煤;有鼓风装置的炉膛,也可以燃烧原煤。带有攉煤棉线炉篦的锅炉,除可使用无烟煤及贫煤以外,褐煤及其他牌号的煤都可以使用。倾斜移动炉篦的锅炉,适合燃烧褐煤及挥发分高的气煤及长焰煤,如果燃烧其他牌号烟煤,炉条损坏严重。

六、石灰窑用煤

竖筒式石灰窑是最为广泛使用的一种石灰窑。窑中煤炭与石灰岩一层一层彼此相间地装入的如果煤的挥发分很高,而且分解温度低,则会自上部各层物料中冒出很多烟,带出不少未经利用的热,而且煤的押发分越高,热损失越大。这种窑应采用挥发分较低的烟煤及无烟煤,其灰分要在20~25%为了使煤气穿过很高的石灰窑而且热量均匀,所装的煤必须经过洗选筛分,除去13~0毫米的末煤。

七、烧水泥用煤

水泥厂多采用长型回转窑,要烧煤粉。这种窑的燃烧室因受窑的直径和有效燃烧带的部位所限,容积不大,适于使用燃烧速度快的煤炭烧制水泥一般是温度1450℃下进行,煤炭经过燃烧后的灰分成为水泥的原料,所以对其灰分没有严格的要求,一般为20~23%有的水泥厂使用长焰煤,气煤及无烟煤各占三分之一的混合煤,其挥发分大于25%粒度13~0毫米。贫煤的挥发分中含有大量的氢,因此燃烧得快。但是气煤中固定炭又比贫煤燃烧得快,因此回转式水泥煅烧窑使用气煤和贫煤的混合煤,可以得到很好的燃烧效果。用机横化的竖筒式水泥煅烧窑制造水泥,将煤与原料混合压制成砖,进行煅烧。一般砖中掺入10~15%煤粉。

八、低温干馏用煤

将煤进行低温干馏的目的炼取焦油,以供进一步加工生产各种化工产品,所得到半焦炭可以作为动力煤燃烧。各种煤炭之中,以褐煤、长焰煤和气煤供低温干馏为最好,因为它焦油产率最多。低温干馏用煤炭粒度应为100~13毫米或100~25毫米的洗选块煤。煤中含粉率过高,会降低炼焦炉的生产能力。

九、化工作煤

从煤焦油中能提炬出种类繁多的化工产品。煤也可以直接做制造化工产品的原料。例如,煤加硫酸制成的磺化煤,一种很好的水质软化剂。这种煤的灰分要小于9%挥发分要大于45%粒度25~13毫米。

十、玻璃、陶瓷用煤

玻璃熔炉内要求达到1450℃以上的温度。有的玻璃熔炉先用煤发生煤气而后燃烧,有的直接燃烧煤的火焰进行熔化。因此,要求使用灰分小于15%应用煤低位发热量大于6400大卡/公斤,粒度100~13毫米及50~13毫米的长焰煤和气煤。

烧制陶瓷用的煤炭要能使窑内温度达到1350℃以上,并且升温快、恒温好。应采用煤灰熔点在1300℃以上,粒度为100~50及50~25毫米,而且热值高的气煤或长焰煤。

十一、烧砖用煤

砖瓦工业中,使用最多的轮窑,煤由上面撒人窑内。因为烧砖的温度是950~1150℃,所以煤的灰分高低,对砖瓦烧制的影响不大,所用煤炭无需加以洗选。但隧道式砖窑应使用弱粘结性煤及贫煤,也可使用粒度为100~5050~2525~13和13~6毫米的无烟煤及褐煤。烧原煤虽然也可以,但效果较差。

十二、市场民用煤

市场用煤,用途较多,品种也多,数量也很大。一般都要求煤中矸石含量少,以减少炉渣清查和排弃工作量。厂房建筑物和住宅的靠自然通风的取暖锅炉,必须使用经过筛选的煤,但应将6~0毫米除掉。居民生活用煤,若将粉煤成型燃烧,可节约能源。无烟煤的燃烧过程最慢,居民用此取暖,可以保持室内温度平稳正常,而且能减少环境污染。近年来,许多煤矿将灰分在60~65%发热量在1700大卡/公斤以上的低质煤破碎到8毫米以下,供有鼓风设备的沸腾锅炉使用,可以节约煤炭物尽其用。

十三、高炉喷吹用煤

为了降低炼铁的焦炭消耗量,近代冶炼技术常常往高炉中喷吹优质无烟煤、重油和天然气等,以此部分地代替焦炭从而大幅度降低焦比和生产成本。

据统计,每喷吹一公斤无烟煤粉,可节约焦炭0.8~0.9公斤。

对喷吹用无烟煤的质量要求是灰分和硫分越低越好,可磨性系数越大越好(即容易磨细)无烟煤的可磨性不仅决定了其粉碎时的耗电量和磨碎设备,而更重要的可磨性越差对喷吹管道的磨损越严重。喷吹无烟煤的主要指标是灰分小于15%硫分小于1.7%挥发分大于8~10%固定碳大于75%煤粉细度要小于160目,大于160目的数量不宜超过9%