1、潔凈煤生產(chǎn)技術(shù),煤炭的性質(zhì)及其分類 我國煤炭資源及其利用情況的現(xiàn)狀 潔凈煤技術(shù)及其潔凈煤的生產(chǎn) 國內(nèi)、外潔凈煤生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀 一體化煤炭提質(zhì)設(shè)備的原理及結(jié)構(gòu)簡介 幾種常見的機(jī)械傳動方式 幾種常見工業(yè)物理量的控制方法 煤炭提質(zhì)設(shè)備設(shè)備的操作要領(lǐng)和常見故障的判斷及緊急處置,煤炭的性質(zhì)及其分類,一、煤炭的性質(zhì) 1. 煤炭的成因（是一個漫長而復(fù)雜的物理、化學(xué)過程）： （1）泥炭化作用（高等植物遺體堆積菌解生物化學(xué)作用 泥煤） （2）成巖作用（地形變化沉積物覆蓋壓密、脫水、膠 結(jié)物理、化學(xué)變化褐煤） （3）變質(zhì)作用（地殼運(yùn)動煤層頂板增厚地壓、地溫升 高物理、化學(xué)變化煙煤、無煙煤）,2. 煤炭的組成,煤炭是

2、由多種結(jié)構(gòu)形式的有機(jī)物（或稱煤素質(zhì)），與少量種類不同的無機(jī)物（或稱礦物質(zhì)）組成的混合物。 煤的組成通常指煤的巖相組成（由各種類型的煤巖組成，每種類型的煤巖又由各種煤素質(zhì)構(gòu)成），和化學(xué)組成（煤中有機(jī)質(zhì)元素主要是碳，其次是氫，還有氧、氮和硫等元素。它們以結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的大分子形式存在 。無機(jī)質(zhì)元素主要是硅、鋁、鐵、鈣、鎂等，它們以蒙脫石、伊利石、高嶺石等粘土礦物形式存在，還有黃鐵礦、方解石、白云石、石英石等） 。,3.煤炭的性質(zhì),（1）煤炭的物理性質(zhì) 煤炭的密度、表面性質(zhì)（濕潤性、表面積、孔隙度）、 光學(xué)性質(zhì)(折射率、反射率)、電性質(zhì)（電導(dǎo)率、介電 常數(shù)）、磁性質(zhì)、熱性質(zhì)（比熱容、熱導(dǎo)率、熱穩(wěn)定 性

3、）和機(jī)械性質(zhì)（硬質(zhì)、脆度、可磨性）。 （2）煤的化學(xué)性質(zhì) 是指煤與各種化學(xué)試劑在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的 性質(zhì)，以及煤用不同溶劑萃取的性質(zhì)。 （3）煤的工藝性質(zhì) 粘結(jié)性、結(jié)焦性、發(fā)熱量、反應(yīng)性、熱穩(wěn)定性、焦油 產(chǎn)率、可選性、灰熔點(diǎn)和熔融灰的粘度。,二、煤炭的分類,1. 按成煤原生物質(zhì)的不同分類，可分為腐植煤、腐泥煤、腐 植腐泥煤和殘植煤等。 2. 按煤炭的商業(yè)供應(yīng)狀態(tài)不同分類，可分為原煤（從礦井開 采出沒有經(jīng)過加工的煤） 、篩選煤（經(jīng)過篩分加工，去除 部分煤矸石，并根據(jù)煤的粒徑大小分為大塊煤、中塊煤、 小塊煤和粉煤的煤）、洗選煤（經(jīng)過水洗加工，除去煤中 大部分礦物雜質(zhì)的煤。根據(jù)洗選后煤的灰分的

4、不同，可分 為洗精煤、洗中煤、煤泥、洗矸石）等。 3. 按煤炭的用途不同分類，可分為動力煤（直接燃燒用煤， 可分為發(fā)電、鍋爐、建材、生活、冶金動力用煤等），煉焦煤（工業(yè)焦炭、半焦等）、其他工業(yè)原料煤（制藥、制 氣、制油、制化工原料等）。,4. 按煤炭生成年代和煤炭的物理、化學(xué)性質(zhì)不同分類（最常 用分類方法，83年聯(lián)合國煤炭委員會制定國際煤分類方 法），將煤分為低煤化度（褐煤）、中等煤化度（煙煤）、 高煤化度（無煙煤）三類。 （1）褐煤：多為塊狀，呈黑褐色，光澤暗，質(zhì)地疏松；含 揮發(fā)分 40%左右，燃點(diǎn)低，容易著火，燃燒時 上火快，火焰大，冒黑煙；含碳量與發(fā)熱量較 低（因產(chǎn)地煤級不同，發(fā)熱量差異

5、很大），燃 燒時間短，需經(jīng)常加煤。 （2）煙煤：一般為粒狀、小塊狀，也有粉狀的，多呈黑色 而有光澤，質(zhì)地細(xì)致，含揮發(fā)分30%以上，燃 點(diǎn)不太高，較易點(diǎn)燃；含碳量與發(fā)熱量較高， 燃燒時上火快，火焰長，有大量黑煙，燃燒時 間較長；大多數(shù)煙煤有粘性，燃燒時易結(jié)渣。,（3）無煙煤：有粉狀和小塊狀兩種，呈黑色有金屬光澤而 發(fā)亮。雜質(zhì)少，質(zhì)地緊密，固定碳含量高， 可達(dá)80%以上；揮發(fā)分含量低，在10%以 下，燃點(diǎn)高，不易著火；但發(fā)熱量高，剛?cè)?燒時上火慢，火上來后比較大，火力強(qiáng)，火 焰短，冒煙少，燃燒時間長，粘結(jié)性弱，燃 燒時不易結(jié)渣。應(yīng)摻入適量煤土燒用，以減 輕火力強(qiáng)度。 5. 標(biāo)準(zhǔn)煤的概念：煤炭的種類

6、不同，其成分組成與質(zhì)量不同，發(fā)熱量也不相同（表4-15）。單位重量燃料在燃燒 時放出的熱量稱為發(fā)熱量，人為規(guī)定以每公斤發(fā)熱量 7000千卡的煤作為標(biāo)準(zhǔn)煤（標(biāo)煤），并以此標(biāo)準(zhǔn)折算耗煤量。 .,我國煤炭資源及其利用情況的現(xiàn)狀,一、我國煤炭資源基本狀況 1. 世界煤炭已探明儲量98,445億噸，按目前消費(fèi)水平計(jì)算可開采200年；58%在亞洲，30%在北美洲； 2. 我國已探明煤炭儲量煤炭儲量12,400億噸，占世界儲量的12.6%；我國能源類礦產(chǎn)資源中煤炭儲量最大； 3. 我國能源結(jié)構(gòu)中，煤炭占89.3%、原油占3.5%、天然氣占1.3%、水能占5.9%；煤炭在我國國民經(jīng)濟(jì)中，具有無可取代的位置；,

7、4. 我國煤炭資源的特點(diǎn)：,（1）儲量豐富但分布不均。我國煤炭資源儲量主要集 中在華北地區(qū)占49%和西北地區(qū)29.98%；其中 晉、蒙、陜、疆、寧五省煤炭儲量約占國內(nèi)儲量 75%80%； （2）煤種齊全但儲量不均衡。從低變質(zhì)的泥炭、褐煤 到高變質(zhì)的無煙煤均有儲存；其儲量中煙煤占 75%、褐煤占13%、無煙煤占12%；其中可用于 動力燃料煤的煤種占50%，煉焦用煤占20%，但 煉焦煤中的主煤種肥煤和瘦煤卻為短缺煤種；,（3）煤質(zhì)較好。已探明煤炭儲量中灰分10%特低 灰煤約占20%，含硫1%的低硫煤約占65% 含硫量12 %的約占15 20 %，含硫量2 % 的約占10 20 %； （4）價格相對

8、低廉。相對相同熱值的煤炭，國際石 油、天然氣的價格分別是煤炭的23倍。相對 石油、天然氣，煤炭的可獲得性更好， 資源相 對更加豐富；,二、我國煤炭的市場需求和生產(chǎn)情況預(yù)測 1. 2002年，在我國一次能源產(chǎn)品的生產(chǎn)總量中，煤炭占 70.7%（13.8億噸）；石 油占17.2%（2.39億噸標(biāo) 煤）；天然氣占3.2% （0.44億噸標(biāo)煤）；水力占 8.9%（1.24億噸標(biāo)煤）。 煤炭在我國一次能源產(chǎn)品 生產(chǎn)中的地位舉足輕重。 2. 未來50年，煤炭仍將是我國能源產(chǎn)品的主要來源。 預(yù)計(jì)，今后50年內(nèi)，煤炭在能源產(chǎn)品生產(chǎn)總量中所占 比例仍將維持在50%以上。 。,未來50年我國一次能源需求及構(gòu)成狀況

9、（億噸）,三、我國煤炭能源生產(chǎn)消費(fèi)中面臨的問題,1. 煤炭能源相對短缺已成為伴隨我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展 的長期問題。 （1）2000年后，我國能源需求的增長首次超過GDP 增長；2003年后，出現(xiàn)煤炭、石油、電力同時 緊缺局面； （2）我國已從石油出口國成為石油凈進(jìn)口國；煤炭 與石油需求呈現(xiàn)同步快速增長趨勢； （3）2002年我國原煤產(chǎn)量始居世界第一，發(fā)電量世 界第二，但人均水平不足世界人均水平的1/2；,2.煤炭能源利用率低下,（1）1980年萬元GDP能耗7.89噸標(biāo)煤，2002年下降到2.63噸 標(biāo)煤，但仍比世界平均水平高出130%。2009年我國每萬 元GDP耗水量比國際水平高5倍，總能耗量

10、是世界平均水 平的3倍、美國的4倍、德國或法國的8倍、日本的12倍。 （2）建國60年來，我國GDP增長了10多倍，而礦產(chǎn)資源的消 耗卻同比增長了40多倍。 能源總效率僅為10%，不足發(fā) 達(dá)國家1/2。 （3）煤炭能源生產(chǎn)利用的效率低下，其中開采僅為32%、中 間環(huán)節(jié)（加工、轉(zhuǎn)換、儲運(yùn)）為70%、終端利用41%。 煤炭能源的總效率僅為6%，煤炭產(chǎn)品的94%實(shí)際是被人 為損失浪費(fèi)了。,3. 煤炭能源產(chǎn)品生產(chǎn)消費(fèi)造成的環(huán)境污染嚴(yán)重,（1）由于傳統(tǒng)的高消耗增長方式，向自然過度索取導(dǎo)致自然 生態(tài)惡化、自然災(zāi)害增多。環(huán)境污染嚴(yán)重，給人類的健 康帶來了極大的損害 。 （2）我國煤炭產(chǎn)品的燃燒排放是造成環(huán)境

11、污染的罪魁禍?zhǔn)住?據(jù)統(tǒng)計(jì)我國煤炭產(chǎn)量的60%以上是用于燃燒，四種主要 排放物嚴(yán)重污染環(huán)境：二氧化硫SO2、二氧化碳CO2、 顆粒物、碳?xì)浠衔铮N）。,僅以酸雨為例，09年我國華中地區(qū)平均降水的pH值4， 酸雨頻率高達(dá)40%。目前我國年平均降水pH值5.6的區(qū) 域已占我國國土面積的40%以上，形勢非常嚴(yán)峻。 二氧化碳是引起全球氣候變暖的主要溫室氣體，我國二 氧化碳排放量已經(jīng)超越美國位居世界第一位，今后必將 面臨越來越大的國際壓力。 （3）煤炭資源的開發(fā)和加工利用對環(huán)境壓力將越來越大，與 日趨嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的矛盾也會更加突出。 （4）今后15年乃至更長時期，我國的人口壓力、生態(tài)環(huán)境惡 化及經(jīng)濟(jì)發(fā)

12、展與資源短缺的尖銳矛盾必將更加突出，成為 妨礙我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)全面小康社會的主要制約因素。,四、我國今后十五年的能源戰(zhàn)略,1.世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律表明，當(dāng)一國人均GDP處于30005000美元的發(fā)展階段時，也是對應(yīng)人口、資源、環(huán)境等“瓶頸 ”約束最嚴(yán)重時期。我國目前正處于這一時期。按照現(xiàn)在的增長方式，經(jīng)濟(jì)總量不斷增加，能源及其礦石資源的消耗也將隨之大幅增長。 2.我國資源國情是“缺油、少氣、煤炭資源相對豐富”，但我國并不是資源富國，人均資源擁有量很低，只有百倍重視可持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，才能走出一條適合中國的新型工業(yè)化道路。,（3）國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-20

13、2年） 指出，我國目前能源供需矛盾尖銳，結(jié)構(gòu)不合理；能源利 用效率低；一次能源消費(fèi)以煤為主，化石能的大量消費(fèi)造 成嚴(yán)重的環(huán)境污染。今后15年，如何滿足持續(xù)快速增長的 能源需求和實(shí)現(xiàn)能源的清潔高效利用，是對能源科技發(fā)展 提出的重大挑戰(zhàn)。 （4）要優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，推進(jìn)節(jié)能減排，鼓勵高科低碳。由于煤 電在我國電力行業(yè)中將長期居于主導(dǎo)地位，因此，發(fā)展?jié)?凈煤技術(shù)將是我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。,潔凈煤技術(shù)及潔凈煤的生產(chǎn),一、潔凈煤技術(shù)（CCT-Clean Coal Technology) “潔凈煤技術(shù)”一詞來源于美國。是指煤炭從開發(fā)到 利用全過程中，旨在減少污染排放與提高利用率的 加工、燃燒、轉(zhuǎn)化及污染控制

14、等新技術(shù)的總稱。潔 凈煤技術(shù)將煤炭利用的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與環(huán)保 效益結(jié)合為一體，成為能源工業(yè)中，國際高新技術(shù) 競爭的重要領(lǐng)域。 “潔凈煤”是指相對未經(jīng)過加工的原煤燃燒更好、轉(zhuǎn)化效率更高、造成環(huán)境污染更少的煤炭產(chǎn)品。,1.潔凈煤技術(shù)的主要范圍,（1）煤炭的洗選、加工： 煤炭分選（脫矸石、脫硫鐵礦），脫水處理，型 煤加工，煤粉加工、水煤漿加工； （2）煤炭的轉(zhuǎn)化： 煤炭的氣化（煤制煤氣CO、煤制天然SNG） 煤炭的液化(煤制油CTL、煤制烯烴MTO/MTP、 煤制二乙醇CTG等）,（3）煤炭的先進(jìn)燃燒技術(shù)： 常壓循環(huán)流化床、加壓流化床、整體煤 氣化聯(lián)合循環(huán)、高效低污染燃燒器等 （4）煤炭的煙氣凈

15、化技術(shù)： 煙氣除塵、煙氣脫硫SO2、脫氮NO2,2.煤炭的分選與原料煤的直接提質(zhì),（1）與煤炭品質(zhì)相關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo)： a. 全水份（wr)；%： 單位重量煤炭內(nèi)、外部所含的全部水份叫全水份。 全水=表面水(外水3040%)+吸收水(內(nèi)水4060%) +化合水（36%） b. 灰份（Ar)；%： 單位重量煤炭在特定條件下完全燃燒后的固態(tài)殘留 物質(zhì)叫灰份。 灰份=內(nèi)在灰份(原生礦物質(zhì)的次生礦物質(zhì))+外在灰份 (外來礦物質(zhì)) c. 揮發(fā)份（Vdal)；%： 單位重量的煤炭中的有機(jī)物受熱分解后，析出的部 分氣態(tài)和蒸汽產(chǎn)物，簡稱揮發(fā)份。,d. 固定碳（Cr)；%： 單位重量煤炭除去水份、灰份、揮發(fā)份后

16、的殘留 物，叫做固定碳。 Cr=100%-(Wr+Ar=Vdal) e. 氫（Hr)；%： f. 氧（Or)；%： g. 氮（Nr)；%： h. 硫（Sr)；%： i. 發(fā)熱量（Q）；Kj/kg;Kcal/kg:單位重量的煤完全燃燒 時放出的熱量，稱為該煤炭的發(fā)熱 量。 按照試驗(yàn)煤品發(fā)熱量的試驗(yàn)和計(jì)算方法不同，煤 炭的發(fā)熱量可分為干基高位發(fā)熱量和應(yīng)用基低位 發(fā)熱量兩種。,（2）干基高位發(fā)熱量與應(yīng)用基低位發(fā)熱量的區(qū)別 煤炭在燃燒時，水分要蒸發(fā)為水蒸汽，氫燃燒后也會生成 蒸汽。在確定煤炭的發(fā)熱量時，如果把煙氣中水蒸汽的汽 化潛熱也計(jì)算在內(nèi)，稱為干基高位發(fā)熱量，用符號Qgr,ar 表示。如果汽化潛熱

17、不計(jì)算在內(nèi)，則稱為應(yīng)用基低位發(fā)熱 量，用符號Qnet,ar表示。 干基高位發(fā)熱量與應(yīng)用基低位發(fā)熱量的計(jì)算關(guān)系為： Qgr,arQnet,ar=25.1(9Har6War) (kJ/kg) 煤炭發(fā)熱量可直接用測熱計(jì)測出，也可根據(jù)其元素分析成 分用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： Qnet,ar=339Car1030Har109(OarSar)25War (kJ/kg) （式中各成分均以百分?jǐn)?shù)代入）,由于我國絕大部分鍋爐設(shè)備煙氣中水蒸汽均為直接排放， 其汽化潛熱并未被利用。故我國在工業(yè)鍋爐計(jì)算中多以應(yīng) 用基低位發(fā)熱量為基礎(chǔ)。歐美等國也有用干基高位發(fā)熱量 作為鍋爐計(jì)算基礎(chǔ)的。干基高位發(fā)熱量與應(yīng)用基低位發(fā)熱 量的區(qū)

18、別，就在于是否計(jì)入了煙氣中水蒸汽的汽化潛熱。 （3）影響煤炭品質(zhì)的三個主要因素 水份(M)：640%（視煤種不同）；燃燒時吸收大量 氣化潛熱、降低燃燒效率、增加環(huán)境污染； 無煙煤30%； 灰份(A)：615%(視煤炭的產(chǎn)地和供應(yīng)狀態(tài)不同)；降低 燃燒效率、造成環(huán)境污染； 硫份(S)：0.478%；造成環(huán)境污染； 研究結(jié)果表明，煤炭的分選（洗煤、風(fēng)選等）和脫水處理 是提高煤炭（低熱值、高污染）質(zhì)量的根本方向。,（3）煤炭的分選，是指用物理加工手段將煤炭中所含矸石、雜 質(zhì)和硫鐵礦分離出去，并將煤炭按用戶需求分選成不同的 粒度。其中大塊 （粒度8cm)、中塊(粒度38cm) 小塊 （粒度3cm)、煤

19、粉（粒度2cm），或曰精煤、中煤、 粉煤等供應(yīng)狀態(tài)，以提高煤炭的品質(zhì)滿足用戶需要。經(jīng)過 分選后的煤炭可較大幅度提高發(fā)熱量，一般每降低1%煤矸 石含量，其發(fā)熱量約可提高50 kcal/kg，節(jié)能效果顯著。 （4）煤炭的脫水處理，是指用物理加工手段將煤炭中的水份氣 化蒸發(fā)，以大幅降低煤炭的全水含量，提高煤炭發(fā)熱量， 改善煤炭燃燒品質(zhì)，減少環(huán)境污染。一般每降低煤炭中1% 的水份，其發(fā)熱量約可提高100k cal/kg，其節(jié)能和減排效 果非常顯著。,(5) 原料煤的直接提質(zhì),原料煤的直接提質(zhì)，是指煤炭原料在基本不改變物理結(jié)構(gòu) 和化學(xué)成分的條件下，經(jīng)過加工而降低了其全水、灰分、 全硫含量的工業(yè)化生產(chǎn)過程

20、。 原料煤的直接提質(zhì)，是提高煤炭產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施，符 合對國家節(jié)能減排計(jì)劃和低碳經(jīng)濟(jì)的基本國策。 a. 全面改善了煤炭的燃燒性能 b. 提高了煤炭的單位發(fā)熱量， c. 大幅減少了煤炭廢棄物及有害氣體的排放，,國內(nèi)、外潔凈煤生產(chǎn)的技術(shù)現(xiàn)狀,一、國外潔凈煤生產(chǎn)技術(shù)狀況 1. 起步早 上個世紀(jì)30年代起，隨著資本主義經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，煤炭 作為傳統(tǒng)能源產(chǎn)品受到了發(fā)達(dá)資本主義國家的高度重視， 德國、美國、加拿大、澳大利亞、前蘇聯(lián)這些煤炭大國都 先后投入了大量的人力、物力，用于研究和開發(fā)煤炭產(chǎn)品 的深加工技術(shù)和資源的綜合利用。特別是為了滿足國家戰(zhàn) 略利益和戰(zhàn)爭的需要，煤炭的提質(zhì)和深加工技術(shù)在3040 年

21、代得到了飛速發(fā)展和長足進(jìn)步。上個世紀(jì)80年代美國率 先提出了潔凈煤技術(shù)(CCT)理念，并在84年提出了國家“潔 凈煤技術(shù)示范計(jì)劃(CCTDP)”，率先將潔凈煤技術(shù)列為了國 家戰(zhàn)略規(guī)劃。歐共體緊隨其后，實(shí)施兆卡計(jì)劃(TP)投資數(shù) 十億美元控制煤炭燃燒的排污問題，并取得了很大成績。,2. 起點(diǎn)高 煤炭的洗選技術(shù)、煤炭的蒸汽脫水技術(shù)、干煙氣脫水技術(shù)、 以及煤炭制油、煤炭制天然氣、煤炭制CO、煤炭的型煤加 工技術(shù)等，都是在上世紀(jì)4050年代完成了工業(yè)生產(chǎn)型， 并投入規(guī)?；a(chǎn)運(yùn)行。 3. 技術(shù)成熟 （1）新型煤化工技術(shù)（煤制二甲醚、低碳烯烴、乙二醇、油、 天然氣、甲醇等），不僅技術(shù)先進(jìn)、污染小，而且規(guī)

22、模 大（美國、德國都有日處理數(shù)十萬噸原煤、年處理數(shù)千萬 噸原煤的大型生產(chǎn)設(shè)備），無論從技術(shù)到規(guī)模都處在世界 前列。 （2）煤炭提質(zhì)技術(shù)（煤炭選煤技術(shù)、煤炭脫水技術(shù)）目前已經(jīng) 成熟，而且得到了大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。僅以煤炭產(chǎn)品洗 選率就可說明問題， 2006年資料載明國外煤炭產(chǎn)品的一 次洗選率高達(dá)70%以上，而我國去年煤炭產(chǎn)品洗選率僅為 5%，差距巨大。,美國研制開發(fā)的褐煤提質(zhì)設(shè)備（干燥、干餾），單機(jī)產(chǎn)量 已達(dá)到日處理原煤5000T能力，而且已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行了5年效 果良好；澳大利亞研制的褐煤微波干燥技術(shù)，已經(jīng)進(jìn)入規(guī) ?；a(chǎn)應(yīng)用階段。 （3）型煤加工技術(shù)（煤炭的壓力成型），始于上個世紀(jì)80年 代，目

23、前德國、美國在該項(xiàng) 技術(shù)處于領(lǐng)先地位。 型煤加 工過程可同時對煤炭進(jìn)行了 脫水提質(zhì)（有粘合劑、無粘 合劑成型）處理，型煤可以 根據(jù)需求加工成任何形狀和 規(guī)格，煤炭比重提高了一倍， 便于儲運(yùn)、安全清潔，是一 項(xiàng)很有前途的潔凈煤提質(zhì)生 產(chǎn)方向。德國澤瑪克公司的 型煤生產(chǎn)設(shè)備，技術(shù)成熟、,結(jié)構(gòu)緊湊，性能先進(jìn)。幾十 年設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行證明其技 術(shù)是可靠的。該機(jī)可用于褐 煤的無粘結(jié)劑成型。該系列 設(shè)備按結(jié)構(gòu)和沖頭沖擊頻率 ，分為單沖頭成型、雙沖頭 成型、四沖頭成型及雙向 四沖頭成型機(jī)。高壓輥壓機(jī) 則可用于型煤的連續(xù)生產(chǎn)。 澤瑪克高壓輥壓成型設(shè)備 4. 國外潔凈煤技術(shù)存在的問題 （1）由于石油產(chǎn)品的出現(xiàn)，及

24、市場及市場需求的激增，這種 深加工轉(zhuǎn)化成本更低、熱能利用更加充分、設(shè)備容積效 率更高的礦石能源，對煤炭的利用和煤化工產(chǎn)業(yè)沖擊很,大，更多的企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)將注意力更多的投向運(yùn)行成本 更低，比較優(yōu)勢更加明顯的石油化工成套設(shè)備。至使國外 煤炭產(chǎn)品的裝備研制幾乎停滯40年。直至上個世紀(jì)80年代 隨著世界石油危機(jī)和環(huán)境污染問題的凸顯，煤炭燃燒造成 污染和新型煤化工產(chǎn)業(yè)和配套設(shè)備研制才逐漸引起了發(fā)達(dá) 國家和國外企業(yè)的關(guān)注。 （2）由于國外新型煤化工和煤炭提質(zhì)設(shè)備二次起步較晚，許多 設(shè)備目前仍處于預(yù)研和試生產(chǎn)階段，配套設(shè)備尚有待優(yōu)化 和進(jìn)一步完善。 （3）由于國外新型煤化工和煤炭提質(zhì)設(shè)備研發(fā)的前期投入很 大

25、，因此國際市場設(shè)備售價高昂，很難滿足國內(nèi)大規(guī)模工 業(yè)化引進(jìn)生產(chǎn)的需要。,（4）新型煤化工和煤炭提質(zhì)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，直接 生產(chǎn)成本較高（相對石油產(chǎn)品），投資效益有限也阻礙 了其大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的步伐。 二、國內(nèi)潔凈煤生產(chǎn)技術(shù)狀況 1. 煤炭洗選技術(shù)已趨成熟。目前煤炭的洗選提質(zhì)已經(jīng)成為行業(yè) 共識，并納入國家能源計(jì)劃鼓勵實(shí)施。煤炭洗選工藝已經(jīng)定 型 ，設(shè)備全部國產(chǎn)化系列生產(chǎn)，設(shè)備生產(chǎn)能力已達(dá)年處理 1000萬噸以上原煤水平。國內(nèi)首座褐煤選煤廠始建于上個世 紀(jì)60年代(內(nèi)蒙平莊礦務(wù)局西露天礦選煤廠10.70Mt/a) 。目 前國內(nèi)已建成和在建的洗選煤廠有數(shù)十座，生產(chǎn)能力也有了 逐年上升的趨勢。

26、,2. 煤炭的脫水干燥設(shè)備尚處于研發(fā)和生產(chǎn)定型階段。高效、安 全、可靠、節(jié)能、環(huán)保、低運(yùn)行成本的設(shè)備仍是國內(nèi)廠家追 求的目標(biāo)和設(shè)備研發(fā)的方向。目前國內(nèi)已有煤炭脫水干燥設(shè)備科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠家?guī)资畟€，但生產(chǎn)規(guī)模及科研技術(shù)能力仍然有限。 3. 國內(nèi)可用于煤炭脫水提質(zhì)的設(shè)備主要有如下幾類 (1). 沸騰床和振動流化床干燥設(shè)備 沸騰床干燥又叫氣流干燥設(shè)備，它是使被干燥物料層在加 熱氣流中呈浮動 （沸騰）狀態(tài)，通 過熱氣流與物料的 直接接觸達(dá)到物料 干燥目的的設(shè)備。,它是一種結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉、干燥效果良好的傳統(tǒng)物料干燥設(shè)備，目前仍廣泛應(yīng)用于顆粒物料的干燥處理中。許多以煤炭為原料（硫化煤）的化工企業(yè)，

27、仍采用此類設(shè)備作為煤炭的脫水干燥處理。但是，由于物料在設(shè)備中的移動和排出，要靠懸浮物料在傾斜托板上的定向移動實(shí)現(xiàn)，所以設(shè)備用于煤炭產(chǎn)品干燥時，對原料煤的粒度均勻要求很高，否則極易造成托板上的物料阻塞。 與沸騰床干燥設(shè)備的問題相同，由于振動平流床受機(jī)械結(jié)構(gòu)因素制約，現(xiàn)有設(shè)備的品種規(guī)格很難滿足褐煤規(guī)?；a(chǎn)的需求。 值得一提的是，“唐山神州機(jī)械有限公司”研制的立式振動混流干燥設(shè)備。振動混流干燥設(shè)備屬于振動流化設(shè)備的變形。讓采用了五層多孔振動托板，自上自上而下分五 級安裝，接力振動結(jié)構(gòu)，充分利用了設(shè)備的高度空間，成,功解決了傳統(tǒng)振動平流床設(shè)備，受單層振動托板加工面積所限，物料產(chǎn)量難以提高的矛盾。延長

28、了物料在設(shè)備內(nèi)停留時間和熱交換效率，大幅提高了物料產(chǎn)量（最120T/h）。 唐山神州機(jī)械制造有限公司研 發(fā)的褐煤脫水干燥設(shè)備突出了單產(chǎn) 量大、平面占地面積小、低溫干燥 等特點(diǎn)，占據(jù)了大容量設(shè)備市場。 目前其一臺 60T/h設(shè)備已在內(nèi)蒙呼 倫貝爾神華集團(tuán)金峰礦選煤廠褐煤 脫水干燥一期工程中安裝使用。由 于設(shè)備尚未最終解決網(wǎng)篩堵塞、設(shè) 備故障率高、不便維修等問題，目 前尚未投入生產(chǎn)運(yùn)行。,(2). 回轉(zhuǎn)滾筒干燥設(shè)備,回轉(zhuǎn)滾筒干燥設(shè)備利用滾筒的滾動，使物料在干燥設(shè)內(nèi)不 斷翻動，并與穿過滾筒的加熱氣流進(jìn)行熱交換達(dá)到干燥的 目的。干燥物料在機(jī)械力的作用下，做水平方向移動并排 出設(shè)備之外?；剞D(zhuǎn)滾筒干燥設(shè)備

29、的特點(diǎn)是產(chǎn)量大、可滿足 連續(xù)生產(chǎn)需要、物料流動阻力小、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、 工作穩(wěn)定可靠、制造成本低廉，是一種在礦業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用 最為廣泛干燥設(shè)備。缺點(diǎn)是，設(shè)備的物料充填系數(shù)低、體 積大、平面安裝面積大、不適宜粘性物料的干燥?；剞D(zhuǎn)滾 筒干燥機(jī)，在國內(nèi)褐煤脫水干燥設(shè)備研發(fā)中得到了廣泛應(yīng) 用。按現(xiàn)有設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，回轉(zhuǎn)滾筒干燥設(shè)備又可以分 為單回程和多回程兩類。,a.單回程滾筒干燥設(shè)備： 原料煤自傾斜安裝的滾筒一端進(jìn)入，在滾筒機(jī)械回轉(zhuǎn)力的 唐山協(xié)力公司單回程滾筒干燥機(jī) 作用下，不斷向滾筒的另一端移動并排出設(shè)備之外。原料 煤在運(yùn)動過程中，不斷與 吹過滾筒的加熱風(fēng)進(jìn)行熱交換以 達(dá)到干燥的目的。,b.多回

30、程滾筒干燥設(shè)備： 由三個不同直徑的同心圓滾筒 彼此相嵌，組成一臺多回程滾 筒。每一層套筒內(nèi)，都裝有螺 旋導(dǎo)向板和螺旋揚(yáng)料板。滾筒 水平安裝，原料煤自滾筒的入 料端進(jìn)入烘干機(jī)內(nèi)筒，通過內(nèi) 筒螺旋揚(yáng)料板，將物料不斷推 向左端，并落入中筒。在中筒 揚(yáng)料板作用下物料向相反方向 ?？乒径嗷爻虧L筒干燥機(jī) 運(yùn)動，達(dá)到中筒右端并落入外筒。同理，物料在外筒螺 旋揚(yáng)料板的作用下向左運(yùn)動，直到從外筒左端排出滾筒 之外。在此過程中，物料不斷與分別進(jìn)入三層套筒內(nèi)的 加熱氣流進(jìn)行熱交換，以達(dá)到干燥物料的目的。,（3） 管式蒸汽干燥設(shè)備 管式蒸汽干燥設(shè)備是上海澤瑪克敏達(dá)公司引進(jìn)德國技術(shù) 制造的多種物料干燥機(jī)，亦可以用 作

31、煤炭的脫水干燥。其工作原理是， 原煤（6.3mm均布到旋轉(zhuǎn)的滾筒內(nèi) 部的多組干燥管中，干燥管中設(shè)有 旋轉(zhuǎn)狀導(dǎo)葉片，煤顆粒通過重力和 葉片導(dǎo)流作用在干燥管內(nèi)運(yùn)動。滾筒 內(nèi)干燥管外部通入4.5bar、165度的過熱蒸汽，通過間接熱交換將干燥管內(nèi)的原煤升溫，使煤表面吸附水分受熱蒸發(fā)，從而達(dá)到降低水分的目的。,（4）通過式微波干燥設(shè)備,所謂微波干燥，就是將電能通過微波發(fā)生器轉(zhuǎn)換成微波能，再將微波能輸送到微波加熱器中對物料進(jìn)行加熱干燥的過程。由于微波的高頻交變磁場使加熱器中的物料分子，特別是水分子產(chǎn)生了極化，分子極性的高頻轉(zhuǎn)換又引起了分子間的磨擦而產(chǎn)生熱，使水分子蒸發(fā)出物料之外，從而實(shí)現(xiàn)了物料的脫水干燥

32、。 微波的波長較短（1000.1cm）、對應(yīng)的頻率卻很高（300300,000MHz），對物料具有很強(qiáng)的穿透率。微波隨頻率不同，穿透深度可從幾毫米到幾十厘米，所以被干燥物料的厚度只要在微波穿透深度之內(nèi)，都能夠被有效的加熱干燥。,“通過式微波干燥設(shè)備”，是將 被干燥物料放在平面輸送帶上 ，由驅(qū)動裝置移動輸送帶并通 過微波加熱通道，對物料進(jìn)行 加熱脫水。加熱通道的頂部裝 有能夠發(fā)出微波能的磁控管， 不斷發(fā)出微波對物料內(nèi)的水份 進(jìn)行極化加熱。物料內(nèi)水分蒸 通過式微波干燥機(jī)（頂部為水蒸氣引出管） 發(fā)后，通過干燥通道上的抽風(fēng) 筒，由引風(fēng)機(jī)隨時排出干燥設(shè)備之外。而干燥后的物料，則通過傳送帶不斷送出設(shè)備之外

33、。,微波加熱通道內(nèi)的微波射孔 裝在加熱通道頂部的磁控管 微波加熱脫水設(shè)備特點(diǎn)： 加熱速度快。常規(guī)加熱都是將熱量從被加熱物料外部傳入內(nèi) 部，使物料中心溫度逐漸升高，這種加熱方式稱為外部加熱。 外部加熱要使物料中心達(dá)到所需溫度，需要一定時間，并需要 較高的外部溫度，對于熱傳導(dǎo)較差的煤炭所需時間更長。微波 加熱使被加熱物體本身成為發(fā)熱物體，稱之為整體加熱。整體 加熱不需要熱傳導(dǎo)過程，能在極短時間內(nèi)使物料達(dá)到所需的加 熱溫度。這一特點(diǎn)使熱傳導(dǎo)較差的物料，在較短時間內(nèi)得到加 熱干燥，因此加熱能量的利用率大大提高，加熱裝置的尺寸也 比外部加熱小得多。,加熱均勻。由于采用外部加熱方式，為提高加熱速度，就 需

34、要提高物料的外部加熱溫度，這樣就容易產(chǎn)生“外焦內(nèi)夾 生”的現(xiàn)象。而微波加熱時，物料無論形狀如何，通常都能 均勻滲透電磁波而均勻發(fā)熱。因此在對褐煤進(jìn)行微波干燥 時，其加熱效率將被大大提高。由于微波干燥是由內(nèi)及外， 利用物料內(nèi)部水分子的極化發(fā)熱，所以微波干燥特別適合于 褐煤物料的深度（12%以下）脫水干燥。 節(jié)能高效 微波對不同物料有不同的作用，含有極性的物質(zhì) （如水份）極容易吸收微波能量而發(fā)熱。不含極性則很少吸 收微波能量。微波加熱褐煤時，傳送帶上的褐煤在金屬制 造的加熱通道內(nèi)移動，加熱通道對于微波來說是個封閉的 空腔，微波不能夠外泄，只能被褐煤及其內(nèi)部的水份所吸 收。而加熱通道內(nèi)空氣與通道壁都

35、不會發(fā)熱，所以微波脫 水的效率極高（90%），是一種高效節(jié)能加熱方式。,易于控制。與常規(guī)加熱方法相比，微波加熱的溫度調(diào)整極其便捷，僅需調(diào)整微波發(fā)生器的輸出功率，即可迅速達(dá)到升降溫度的目的。由于微波在加熱褐煤時，僅對褐煤本身加熱，爐體、爐腔內(nèi)空氣幾乎不加熱，因此系統(tǒng)的熱慣性極小，應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制，特別適宜于褐煤加熱過程和加熱工藝的規(guī)范和自動化控制。 選擇性加熱。微波對不同特性的物料有不同作用的特點(diǎn)，水分子對微波的吸收最好，所以物料含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量較低的部位，這就是微波的選擇性加熱。在烘干褐煤時，利用這一特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)物料的均勻加熱和均勻干燥。值得指出的是，有些物料溫度愈高、吸收

36、愈好的部分會形成的正反饋，造成這部分溫度急劇上升，因此對這類物料進(jìn)行微波干燥時，要制定合理的加熱工藝。,清潔環(huán)保、安全無害。據(jù)實(shí)驗(yàn)測定，微波干燥可以降低煤炭中所含硫份的60%，這是其他干燥方法所不可能達(dá)到的；微波干燥褐煤時，由于加熱溫度較低(100)，產(chǎn)生揮發(fā)份的濃度也會較低，因此生產(chǎn)過程的安全系數(shù)將大大提高；由于褐煤干燥時物料無須翻動，不會產(chǎn)生粉煤灰，所以對環(huán)境的污染將大大減少；由于微波是被限制在金屬制成的封閉加熱通道內(nèi)和波導(dǎo)管中工作，所以能量的泄漏極小，即使在褐煤傳送帶進(jìn)出微波干燥通道口，也可以通過安裝微波抑制器的方法，有效吸收殘余微波能量，抑制微波泄露造成環(huán)境污染和對操作人員的傷害。 “微波干燥”徹底改變了傳統(tǒng)物料脫水干燥的工藝方法，并以其干燥均勻、脫水迅速、控溫精度高、能量利用效率高、節(jié)能、安全、無污染、等特點(diǎn)，成為當(dāng)今世界最先進(jìn)的工業(yè)干燥技術(shù)，并在我國食品、藥品、有色和貴金屬生產(chǎn)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前，澳大利亞已將微波干燥技