煤矿生产流程,说的越详细越好。
矿井生产主要是煤矿生产过程中的提升、运输、通风、排水、人员安全进出、材料设备上下井、矸石出运、供电、供气、供水等巷道线路及其设施等。主要包括地面生产系统与井下生产系统两大部分。
在矿井的地面,以主井、副井和铁路装车站为核心建立起一套为生产、管理等服务的地面生产系统。而矿井地下生产除了掘进和回采两个主要生产环节外,还包括运输、提升、排水、材料和动力供应等生产环节,这些生产环节组成了井下生产系统。
扩展资料
矿井运输的对象包括人员、煤炭和生产所需的设备、材料,其中煤炭运输是矿井运输的主体。
采煤工作面出煤后,通过各种相互连接的运输设备将煤从工作面运至地下车场,然后通过提升设备或其他运输设备提升或运至地面。矿井运输是煤炭生产过程中不可缺少的重要环节。选择合理的运输方式和设备,对提高矿山生产能力和高产高效具有重要意义。
参考资料来源:百度百科-矿井生产系统
煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的
煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎,在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质,
由于地壳的变动不断地埋入地下,长期与空气隔绝,并在高温高压下,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,形成的黑色可燃沉积岩,这就是煤炭的形成过程。
煤被广泛用作工业生产的燃料,随着蒸汽机的发明和使用,煤被广泛地用作工业生产的燃料,不过很多人都不太清楚煤是怎么来的。以下就是我给你做的煤的形成原因整理,希望对你有用。
煤的形成
煤是由植物在湖泊、沼泽地带埋没在水底、泥沙中,经过漫长的地质年代和地壳运动,在隔绝空气的情况下,在细菌、高温、高压的作用下,经过生物、物理、化学作用,逐步演变而成的。
距现在约2.5亿年以前,植物死后,遗骸堆积在充满水的沼泽中,由于地壳变动,沉积地带下降,泥沙不断冲积,植物遗骸一层一层地埋在地层中,在缺氧的条件下,受厌氧细菌的作用,发生复杂的生物化学、物理化学变化,逐渐变成腐泥和泥炭。这是成煤过程的第一阶段——泥炭化阶段。
成煤过程的第二阶段是变质阶段,也叫煤化阶段,也就是从腐泥、泥炭转化成煤。由于地壳下沉和变动及 其它 原因,泥炭逐渐失去氧、氮和氢,相对地增加了碳含量和硬度,变成了最年轻的煤——褐煤。随着地壳的继续下沉,温度和压力继续上升,煤层的煤质继续发生变化,煤化过程进一步加深,褐煤逐步变成烟煤,最后变成无烟煤。
煤的开采方式矸石排放
煤矿生产排放量最大的固体废物, 也是中国工业固体废物中产生量和堆积量最大的固体废物,产生量一般为煤炭产量的10%左右。中国煤矸石年排放量大约在1.5 亿~2.0 亿吨之间。截止2002 年底, 全国煤矸石积存量约34亿吨,占地2.6 万公顷, 是中国工业固体废物中产出量和累计积存量最大的固体废物。2004 年,全国煤矸石综合利用量为1.35 亿吨, 利用率54%。
矿井水的排放
在煤矿建设和生产过程中,各种类型的水源水会通过不同的途径进入巷道和工作面, 为了保证采矿安全,防止水害发生,需将矿井涌水排出。据不完全统计,在采煤过程中, 2004 年全国煤矿矿井水排放约30 亿m³,平均每吨煤涌水量约为2m³。资源化利用率仅占22%左右。
瓦斯抽放与矿井通风
在煤炭开采前和开采中抽放瓦斯气, 是保证煤矿安全的重要 措施 。但将抽放的瓦斯排入大气,会产生强烈的温室效应,瓦斯中所含甲烷的温室效应比二氧化碳大20 倍。另外煤矿在生产过程中, 井下巷道每秒钟都需要数十万乃至数百万立方米的空气,它们主要是通过矿井通风来完成, 矿井通风同样含有瓦斯,并且还有大量粉尘。据近几年有关评价估算, 全国煤层瓦斯资源量为3×106 。2002 年中国重点煤矿煤层瓦斯产生量为9773.37,其中利用瓦斯量为517.49 ,利用率5%左右。
开采造成的生态破坏
传统煤炭开采忽略其它共生、伴生矿物的开采、加工、利用, 造成了资源的浪费。中国煤系共生、伴生20 多种矿产,目前绝大多数没有利用, 另外矿物的随意存放丢弃还会造成环境污染,破坏生态环境。
煤灰开采破坏了地壳内部原有的力学平衡状态。引起地表塌陷, 原有生态系统受到破坏。这种破坏使原有土地收益的减少或丧失,同时也造成地表水利设施的破坏和生态环境恶化。每年因开采引起的地表塌陷面积已达40万hm2,且平均每年以1.5 万hm2 的速度增加。
煤的环境问题排烟脱硫
大气中的SO2污染主要由包括煤炭在内的燃料燃烧所致。燃烧前脱硫可由煤炭洗选及转化中完成。燃烧中脱硫可以用加入脱硫剂办法除掉部分硫分,常用的脱硫剂为白云石和石灰石。
更常用的脱硫技术为排烟脱硫,即将排放的含硫烟气或废气通入吸收剂和吸附剂去掉硫氧化物,又可分为干法、半干法及湿法三种。干法采用固态吸附剂、吸收剂,其装备庞大,费用较高。半干法包括将半固态脱硫剂吹入烟道,也可将排烟气和空气同时吹入半固态脱硫剂,以除去烟气中的SO2.湿法用液态吸收剂,包括碱性吸收剂法和碱土金属类吸收剂法等,前者使用铵、钠、钾溶液,后者使用有钙镁的氧化物或氢氧化物溶液。
烟尘污染及防治
煤在燃烧过程中产生烟气、尘粒可形成环境污染。其污染物可分为两类,即气溶胶状态污染物和气态污染物。烟尘属于前者。
煤炭在燃烧过程中经过三个阶段,首先是干燥挥发阶段,其次为燃烧阶段,最后为燃尽阶段,不同阶段需要不同的空气量,过大或过小的空气量都会使燃烧不完全,而使炭粒排入空中形成黑烟。煤中不可燃成分如灰分,燃烧中部分留于灰渣,部分随烟气排入大气形成烟尘,不同灰分的煤其烟尘量也有很大差别。按烟尘粒径不同可分为降尘和飘尘,后者可以长期不降落且可输送距离更远。
烟尘可致人体呼吸道疾病,或作为其他污染物及细菌载体。还可影响植物生长及降低大气的能见度。防治 方法 是改进燃烧设备和燃烧方式,减少烟尘排放量,还要安装除尘装备,降低烟尘排放浓度。
煤的应用范围煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的 总结 为三大主要用途:(1)动力煤,(2)炼焦煤,(3)煤化工用煤,主要包括气化用煤,低温干馏用煤,加氢液化用煤等。
动力煤
1) 发电用煤:中国约1/3 以上的煤用来发电,目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值,把热能转变为电能。
蒸汽机车用煤:占动力用煤3%左右,蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。
建材用煤:约占动力用煤的13%以上,以水泥用煤量最大,其次为玻璃、砖、瓦等。
一般工业锅炉用煤:除热电厂及大型供热锅炉外,一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多,数量大且分散,用煤量约占动力煤的26%。
生活用煤:生活用煤的数量也较大,约占燃料用煤的23%。
煤
冶金用动力煤:冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤,其用量不到动力用煤量的1%。
炼焦煤
中国虽然煤炭资源比较丰富,但炼焦煤资源还相对较少,炼焦煤储量仅占中国煤炭总储量27.65%。
炼焦煤类包括气煤(占13.75%),肥煤(占3.553%),主焦煤(占5.26%),瘦煤(占4.01%),其它为未分牌号的煤(占 0.55%)非炼焦煤类包括无烟煤(占10.93%),贫煤(占5.55 % ),弱粘煤(占1.74%),不粘煤(占13.8%),长焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.3%),未分牌号的煤(占13.80%)和牌号不清的煤(占1.06%)。
炼焦煤的主要用途是炼焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成,一般1.3 吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢,是目前钢铁等行业的主要生产原料,被喻为钢铁工业的“基本食粮”。
中国是焦炭生产大国,也是世界焦炭市场的主要出口国。2003 年,全球焦炭产量是3.9 亿吨,中国焦炭产量达到1.78 亿吨,约占全球总产量的46%。在出口方面,2003 年中国共出口焦煤1475 万吨,其中出口欧盟458 万吨,约占1/3。2004 年,中国共出口焦炭1472 万吨,相当于全球焦炭贸易总量的56%,国际焦炭市场仍供不应求。2008 年中国焦炭产量总计约32700 万吨,2009 年1月至9月焦炭产量25276.87万吨。
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5. 煤是如何形成的
采区是井下生产的基本单元,矿山开拓和采区巷道布置是井下开采的重要组成部分。采区内布置一系列巷道和若干回采工作面,建成从工作面到井下大巷的运输、通风、供电、压气、煤仓等生产系统。视煤层赋存条件,可在单一煤层中布置采区,或在几个相邻煤层中联合布置采区。为维持矿井持续生产,在回采的同时,需及时进行开拓工作和准备新采区,形成新工作面。此外,还要布置联通井下各采区的开拓井巷,形成全矿性的井下生产系统(见采区巷道布置)。
通过井下运输系统,将采出的煤和矸石运到地面,把人员、材料、装备从地面运到井下工作地点。矿井通风系统不断供给井下新鲜空气,利用各种通风结构设施,迫使风流到达井下每个作业点,供井下人员呼吸、降温及稀释瓦斯等有害气体;乏风通过回风井巷排出地面(见矿井通风、矿内空气、矿井热害)。井下各工作地点所需的电力、压气动力、防尘等安全措施及用水,分别以专用管线,从地面变电站、压风机房以及贮水池输送到井下去(见矿山动力供应、矿山供电系统);井下涌水则需在井底设集中水仓、水泵房,通过排水管排到地面(见矿山排水);充填、井下防火等特需的充填材料、泥浆须另设专用的设备和输送系统。露天开采须增设剥离、排土、堆土装备,以及相应容量的排土场;采深不大时,无需通风措施。基础理论 岩石力学 和地压控制理论一起,是指导采煤生产的重要理论基础。随着开采引起的围岩岩体中应力重新分布,使围岩、煤体和各种人工支撑物产生变形、塌落、破坏、地表发生沉降等力学现象,直接影响井下巷道和地表建筑物的稳定与作业安全。19世纪后期,已有人试图运用简单的力学定理,建立各种假说,来解释一些地压现象。20世纪30年代开始了以连续介质力学为理论基础的研究。随后,又开展了视岩体为连续介质各向异性体的研究,50年代后,开展了视岩体为非连续介质的弱面体研究、有限元法研究和极限平衡条件研究等。与此同时,相似材料模拟、光弹性模拟、数学模拟等各种研究方法和声、光、电学仪器设备等实验手段也获得了显著进展(见地压观测)。这些研究工作为更好地解决工作面支架设计、巷道维护、三下采煤以及具有冲击地压、煤、岩与瓦斯突出危险煤层的开采等各种实际问题,提供了理论基础。
系统工程学 在煤矿开采应用方面的研究也取得显著进展。首先在露天开采中应用,目前已扩展到地下开采,但都还处于初期阶段。煤炭生产是个复杂的大系统,它是由采煤、掘进、运输、提升、通风、排水、动力供应、地面生产系统等许多生产环节组成的,各环节间具有独立性,在工艺技术上、材料上、动力上、信息上又具有相关性,在整体上互相依存又互相制约。运用运筹学、电子计算机等工具,对大系统的要素、组织结构、信息交换和反馈控制等进行分析研究,达到最优设计、最优控制和最优管理的目标,保证产量或成本费用最低,技术经济指标最好(见计算机在采矿工业中的应用)。
矿山地压及其控制,系统工程在采煤中的应用,以及其他有关学科理论研究上的进展,已促使煤矿设计、生产管理更好地和现代科学技术相结合,采煤学科的内容和体系进入了大幅度更新期。术发展地下采煤 生产的发展,推动了采煤技术的进步,18世纪以来,地下采煤技术经历过两个发展阶段:
①第一个发展阶段 18世纪肇始于英国,使采煤从手工生产过渡到单一生产工序的机械化生产。首先以蒸汽为动力的提升绞车、水泵、扇风机,取代了辘轳提升、水斗戽水和自然通风。20世纪初到40年代后期,陆续出现了风镐、电钻、 凿岩机、 链板输送机、气动装岩机、电动装载机、带式输送机、自动卸载矿车等采掘设备和大功率的电动绞车、水泵、扇风机等技术装备,但采掘工作面仍以使用电钻的爆破落煤技术和凿岩机为主。中国自1875年起,相继建立了基隆、开平两个煤矿,实现了矿井提升、矿井通风、排水等几个主要辅助生产工序的机械化作业,这是中国近代采煤工业的开始。
②第二个发展阶段 采掘工作面从单一生产工序的机械化,发展为全部工序的综合机械化。20世纪40年代后期至50年代,英国、苏联分别研制出用于地下长壁工作面的联合采煤机,可同时完成落煤、装煤两道繁重工序的作业。与摩擦式或液压式单体支柱,以及稍后研制出的可弯曲输送机一起,构成了配套的普通机械化采煤设备(即普通采煤机组)。至60年代初,液压自移支架取代了单体支柱,构成了综合采煤机组,从而使工作面生产的采煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等所有工序,实现了连续、协调一致的综合机械化。到1982年,采煤综合机械化程度:联邦德国为98%,英国为92%,苏联为67%,波兰为77.8%。
矿井生产的日趋集中,生产规模的日益扩大,推动了矿井运输、矿井提升等环节的进一步技术改造。一些装备正朝着大型、强力、高速的方向发展。已出现了2000吨/时的钢芯强力带式输送机,35吨的提升罐笼,有效载重达50吨的箕斗,以及每秒供风量为300米3的扇风机等。 在地下采煤方法方面,世界上大多数产煤国家采用长壁工作面采煤法(见壁式采煤法)。美国由于煤层平缓,顶板坚硬,适宜用连续采煤机开采,主要用工作面短的房柱法采煤(见柱式采煤法),效率高,但煤炭损失多。
露天采煤 19世纪70年代,出现了勺斗容积为3~4米3的动力铲和以铁道或汽车配合使用的采、装、运设备,20世纪30年代,在软岩露天矿发展了能力大、效率高的连续开采新工艺,50年代得到推广。60年代以来,露天采煤规模、技术装备发展迅速,各种工艺方式都已形成配套的设备组合和系列,单机设备能力不断提高,并陆续出现了容量更大、生产能力更高的超重型装备:斗容137米3、卸载半径近100米的机械铲斗容168米3、卸载半径为180米,并已用电子计算机监控的吊斗铲日产20余万米3的轮斗铲载重达200~350吨系列的自翻车和自卸汽车;以及带宽3.6米,最长作业线98.65公里,最大生产能力每小时达48000米3的带式输送机等。系统工程和电子计算技术开始用于露天矿的单机控制、系统监控、全矿以至全公司的组织管理,使全世界露天采煤占全部煤产量的百分比,由60年代的30%提高到1980年的40%,苏联为32.6%,美国达55.3%,中国也正在大力发展露天采煤。
煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎,在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质,
由于地壳的变动不断地埋入地下,长期与空气隔绝,并在高温高压下,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,形成的黑色可燃沉积岩,这就是煤炭的形成过程。
一般来说,选煤厂由以下主要工艺组成:
(1)原煤准备:包括原煤的接受、储存、破碎和筛分。
(2)原煤的分选:目前国内的主要分选工艺包括跳汰-浮选联合流程;重介-浮选联合流程;跳汰-重介-浮选联合流程;块煤重介-末煤重介旋流器分选流程;此外还有单跳汰和单重介流程。
(3)产品脱水:包括块煤和末煤的脱水,浮选精煤脱水,煤泥脱水。
(4)产品干燥:利用热能对煤进行干燥,一般在比较严寒的地区采用。
(5)煤泥水的处理。
选煤原则流程
煤炭洗选的作用:
(1)提高煤炭质量,减少燃煤污染物排放
煤炭洗选可脱除煤中50%-80%的灰分、30%-40%的全硫(或60%~80%的无机硫),燃用洗选煤可有效减少烟尘、SO2和NOx的排放,入洗1亿t动力煤一般可减排60~70万tSO2,去除矸石16Mt。
(2)提高煤炭利用效率,节约能源
煤炭质量提高,将显著提高煤炭利用效率。一些研究表明:炼焦煤的灰分降低1%,炼铁的焦炭耗量降低2.66%,炼铁高炉的利用系数可提高3.99%;合成氨生产使用洗选的无烟煤可节煤20%;发电用煤灰分每增加1%,发热量下降200~360J/g,每度电的标准煤耗增加2~5g;工业锅炉和窑炉燃用洗选煤,热效率可提高3%~8%;
(3)优化产品结构,提高产品竞争能力
发展煤炭洗选有利于煤炭产品由单结构、低质量向多品种、高质量转变,实现产品的优质化。我国煤炭消费的用户多,对煤炭质量和品种的要求不断提高。有些城市,要求煤炭硫分小于0.5%,灰分小于10%,若不发展选煤便无法满足市场要求。
(4)减少运力浪费
由于我国的产煤区多远离用煤多的经济发达地区,煤炭的运量大,运距长,平均煤炭运距约为600公里,煤炭经过洗选,可去除大量杂质,每入洗100Mt原煤,可节省运力9600Mt.km。
洗选方式一般有跳汰工艺、重介工艺、风力选煤等。
当然,随着科技的进步及时代的发展,处于攻关或业已投入生产的某些特殊洗选工艺也将得到进一步的发展并替代传统工艺。
1976年研制成功的曼诺斯系统,能控制井下16个分控站和127台设备,还可与管理用的计算机联通,把技术监控和生产管理结合成一个整体,从而使生产系统的运转达到最佳程度。曼诺斯系统可用于采煤工作面的监控,能自动将工作面作业状况,包括采煤机和运输机的运行工作系统,情况以信息提供计算机分析处理,也可用于运煤系统的监控,使地面控制台通过信号、图像和数据显示井下整个运煤系统的工作情况,发生故障时能自动报警和停车,每班的工作状况能自动打印出工作报告,包括运煤量、煤仓装煤量、运输故障记录等。这种系统还可用于井下环境监视,通过各种传感器检测风流、含尘、瓦斯、烟雾等多种数据,以及井下水位控制、操纵水泵的自动开、停。目前曼诺斯系统已成为英国矿井计算机监控的标准系统
当水面升高时,植物因被淹而死亡。如果这些死亡的植物被沉 积物覆盖而不透氧气,植物就不会完全分解,而是在地下形成有机 地层。随着海平面的升降,会产生多层有机地层。
经过漫长的地质作用,在温度增高、压力变大的还原环境中,这一有机层最后会转变为煤层。因埋深和埋藏时间的差异,形成的煤也不尽相同。
生活中经常使用的燃料有煤、石油和天然气,我们常称它们为化石燃料,因为它们都是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的。化石燃料是不可再生能源,因此人类应该考虑如何合理利用化石燃料。
煤是古代植物遗体的堆积层埋在地下后,经过长时期的地质作用而形成的。据研究,几乎所有的植物遗体,只要具备了成煤的条件,都可以转化成煤。不过,低等植物遗体所形成的煤,分布范围小,厚度薄,很少被人利用。那些分布广、规模大、利用广泛的煤,都是高等植物的遗体(主要是古代的蕨类、松柏类以及一些被子植物的遗体)形成的。
在地球的历史上,最有利于成煤的地质年代主要是晚古生代的石炭纪、二叠纪,中生代的侏罗纪以及新生代的第三纪。这是因为,在这几个时期内,地球上的气候非常温暖潮湿,地球表面到处长满了高大的绿色植物,尤其在湖沼、盆地等低洼地带和有水的环境里,封印木、鳞木等古代蕨类植物生长得特别茂盛。
当时,高大的树木倒下以后,就会被水淹没了,这就造成了倒木和氧隔绝的情况。在缺氧的环境里,植物体不会很快地分解、腐烂。随着倒木数量的不断增加,最终形成了植物遗体的堆积层。这些古代植物遗体的堆积层在微生物的作用下,不断地被分解,又不断地化合,渐渐形成了泥炭层,这是煤的形成的第一步。
由于地壳的运动,泥炭层下沉了。泥炭层被泥沙、岩石等沉积物覆盖起来。这时,泥炭层一方面受到上面的泥沙、岩石等的沉重压力,另一方面,也是更重要的方面,泥炭层又受到地热的作用。在这样的条件下,泥炭层开始进一步发生变化:先是脱水,被压紧,从而比重加大,而且石炭的含量逐渐增加,氧的含量逐渐减少,腐殖酸的含量逐渐降低。完成这几个过程以后,泥炭就变成了褐煤。
褐煤如果继续不断地受到增高的温度和压力的作用,就会引起内部分子结构、物理性质和化学性质的进一步变化,褐煤就逐渐变成了烟煤或无烟煤了。
开滦、阳泉等煤田,是在古生代的石炭纪至二叠纪时期形成的,这个时期的成煤植物是古代的蕨类植物。大同的武宁煤田,是在中生代的侏罗纪形成的,这个时期的成煤植物有古代的苏铁、松柏类、银杏类等裸子植物。抚顺和云南的小龙潭煤田,是在新生代的第三纪形成的,这个时期的成煤植物是古代裸子植物中的松柏类和原始的被子植物。
在型煤制作的过程中,粉煤加入粘结剂经机械压制成型的过程看似简单,其实包含着几大学科的内容。型煤既能充分利用煤资源,为应用企业节能降耗,但在实际应用中却有很多不尽人意的地方,这就是型煤的特性。
型煤的要素之一就是煤。因此,我们要生产适合不同燃烧用途的型煤,就必须了解煤化学,它直接关系到型煤产品的质量。煤的工艺用途很广,而不同的工艺用途对煤质的要求则不同。如炼焦用煤必须是具有粘结性;气化用煤(包括造气型煤)则要求煤的化学反应性良好,热稳定性要好;动力用煤(含锅炉型煤)除了活化性要好,还应有较高的发热量等等。因此,确定其工艺用途,制作适合自己用途的型煤,首先要对煤进行工艺分析及测定。除了要做水份(W)、灰分(A)、挥发份(V)、固定碳(CGD)四项工业分析外,型煤的制作还要测定煤的灰熔点ST(T2),因为它直接影响到将来的燃烧工艺。关于煤灰熔融性(灰熔点)要注意的有两点:第一,煤灰组成与熔点的关系。一般认为氧化铁、氧化钙、氧化镁和钾、钠的氧化物的含量增多会导致熔点的降低,因此有的把这些物质统称为易熔氧化物或者叫做碱性组分含量百分数(BC),但是某些组分的含量超过一定之后就会达到“饱和”,如在石灰碳化球中,当加入CaO量达到一定数量后,灰中CaO 占主导地位,反而会使煤灰熔点升高。就一般而言可以认为煤灰熔点受易熔成分较大,在灰熔点的测定方面,还要注意试验的气氛条件及温度特征的描述。第二,煤灰的结渣性。煤灰在气化炉中的结渣倾向与煤中灰的熔融性有关,但在生产实践中表明,灰熔点并不能完全反映煤在气化炉内结渣情况。因此,国内有专门的“结渣性测定方式”,其要点是按不同的气化强度,计算出相应的鼓风量,在这样的鼓风强度下经专门的测定设备将煤烧成灰,考察各强度下燃烬灰渣的结渣情况,然后作曲线图来区分该煤是否容易结渣,这一指标在实践中更能确切反应煤在气化燃烧中的结渣倾向。
影响到型煤质量应用的因素还有很多。如煤中的挥发份与水分。众所周知,煤的水分是由外表的吸附游离水与存在煤矿物中的结晶水组成,在燃烧过程中,过高的挥发份与结晶水的急剧析出,则将导致破坏型煤的热稳定性与热强度,造成型煤在炉中的塌陷与粉化。
因为型煤是用粉煤制作的,因此在制作过程中,需添加粘结剂与其它添加剂,以保证型煤的冷强度与热稳定性、热强度与活化性。而能使煤粒之间互相粘联的介质必定对煤粒表面有一定的浸润性。型煤粘结剂要对煤粒产生粘合力作用,首先必须将煤粒进行很好的湿润,让粘质分子和煤分子真正接触,并为机械结合和物理化学结合创造条件,这就涉及到热力学问题和表面化学问题,涉及到热力学的有原煤的烘干与型煤产品的后期脱水。
表面化学原理认为:表面张力小的物质能良好地湿润表面张力大的物质,所以我们可以在型煤粘结剂中加入适量表面活性剂以降低型煤粘结剂的表面张力,以提高对煤粒的湿润能力,为更好地形成机械结合和物理化学结合创造条件,对于那些疏水性粘结剂(表面张力大),可采取把煤粒干燥,使煤粒的表面张力增大,使其两者更好地接触,根据传质理论,温度及外界压力能促使粘结分子的移动、扩散与渗透,因此,我们在选择粘结剂制作时,要考虑到温度问题。粘结剂与被结合物之间的结合力是机械压力和物理化学结合的综合结果,它们对总粘结度的贡献与被粘材料表面状态有关。对煤粒这种非极性多孔材料机械结合力起决定作用,因此,型煤机械的工艺配置、性能,对型煤的良好制作也是不可忽视的。而合理的工艺,完整的设备配置更能有效地把煤与粘结剂的结合充分地发挥到最好,从而制作出符合不同用途的合格型煤。
下面是制作型煤常出现的几个问题。
1、型煤的冷强度低
型煤的冷强度低是由以下几方面造成的。①原料煤中的水份过高,导致粘结剂无法按量加入,一般型煤在成型过程中物料的含水量(原煤水份5—6%,加入粘结剂含水量4—7%)在11—13%之间最好;②粘结剂的粘结力不够;③机械配置与压力不好,造成无法将煤与粘结剂的结合力正常发挥。
2、型煤的热强度不好与结渣性
型煤的热强度与煤的岩相灰分及组成有关。它要求煤的灰份不要高,但对灰熔点则不能太低,这就是我们在做型煤时所选择原料煤中的灰份要低,以便在型煤制作过程中,为了提高型煤的热强度而需添加一定量的澎润土或高岭土以提高灰熔点,起到在一定温度下型煤不被熔化的骨架作用。型煤的结渣性与原料煤中的灰分组成跟灰中的易熔成份总量有很大关系,型煤在炉中的结渣倾向除了与操作条件、煤的熔点有关外,还与煤中的灰分含量有较大关系。型煤中矿物含量及组成,型煤的煤灰熔融温度与粘度是型煤结渣性的主要影响因素,而粘结剂的加入势必会改变这四个因素,从而影响型煤的结渣性。因此,粘结剂的性质对型煤的结渣性亦有关系。
3、型煤的热稳定性不好
型煤的热稳定性是指煤在高温燃烧和气化过程中保持原来块状而不碎裂成小块性质。造成煤热稳定性不好的因素有很多,煤的热稳定性好坏直接关系到固定床气化燃烧能否正常及带出的粉尘数量。对无烟煤来说热稳定性不好主要是内含结晶水的作用。而对烟煤与褐煤来说主要是挥发分的数量和胶质体质与量的关系。过高的挥发分与结晶水在炉内一定温度下的急剧析出,造成型煤爆裂,而型煤的烘干过程实际上是一种低温干燥的过程,能析出一部分挥发分和结晶水,煤表面吸附的游离水分,一般在稍高于100℃,经过足够的时间即可析出,而存于煤矿物中的结晶水,通常要在200℃以上才能析出。
4、型煤的反应活性
型煤的反应活性是指在一定的高温条件下,型煤与CO2水蒸气或O2相互作用的反应能力,是一项很重要的燃烧和气化特征指标,煤的反应活性与煤的变质程度、孔隙率、无机成分及煤岩相特性有关。一般变质程度越深,煤的反应活性越低,孔隙结构越发达反应活性越高,而型煤可以通过配煤来改善它的反应活化性,通过破碎的粒度组成与合适的成型压力,来提高孔隙结构与孔隙率,这里要注意的是:过高的成型压力虽然提高了冷强度,但过细的破碎粒度则导致型煤的过密,影响型煤的孔隙率,造成反应活性差。
造成型煤难以正常使用的还有燃烧工艺,应根据自己制作的型煤特点,适当地改造炉具和燃烧工艺。炉具的型号与性能、及型煤的粒度、煤的性质亦有关系,我们只能从型煤利用的过程中,不断的摸索,不断的掌握,才能真正地用好型煤,节能降耗,获取最大的利润空间。