各類(lèi)用戶(hù)要合理的選擇煤炭品種,各煤礦也要確定煤的合理加工方法,因此必須了解煤的性質(zhì)和煤的應用等基礎理論知識。這樣才能
各類(lèi)用戶(hù)要合理的選擇煤炭品種,各煤礦也要確定煤的合理加工方法,因此必須了解煤的性質(zhì)和煤的應用等基礎理論知識。這樣才能物盡其用,有效地利用資源。
一、機車(chē)和船舶用煤
機車(chē)和船舶相當于一個(gè)移動(dòng)的鍋爐,由于其通風(fēng)強,煙筒短,所以對所使用的煤的粒度要求嚴格。細小的煤粉給入爐膛中,未來(lái)得及燃燒,即隨煤煙飛走。特別是當機車(chē)鍋爐進(jìn)行強化燃燒時(shí),粒度6毫米的末煤都能由煙道隨煙飛出。為使煤均勻地散布在爐條上面,并且透氣程度大致一樣,也必須用塊煤,最好是75~25 毫米的中塊,或者是25~6毫米的小塊。
煤的灰分過(guò)高不僅影響機車(chē)鍋爐效率,而且會(huì )加重爐膛的清理工作,所以要求機車(chē)用煤的灰分要小于25%。
機車(chē)用煤的揮發(fā)分不應過(guò)低,否則在火車(chē)上坡時(shí)不能迅速地增加鍋爐火力,在火車(chē)進(jìn)站停車(chē)時(shí)也不能使爐篦的熱應力很快降低。人工添煤的機車(chē),在煤的揮發(fā)分過(guò)高時(shí),由于爐膛容積有限,添煤又是間歇性的,會(huì )使煤耗增加,造成損失。因此一般機車(chē)燃料是采用各種牌號煤配合使用。有的路局是用長(cháng)焰煤摻入部分氣煤配燒。水分對機車(chē)用煤的影響不大,有時(shí)在將煤鏟入爐膛前還先摻入一些水,借以減少煤粉的飛揚損失。
二、煉焦用煤
煉焦是把煤裝在煉焦爐中,在1000℃的高溫下進(jìn)行干餾的熱加工過(guò)程。它是以獲得優(yōu)質(zhì)冶金焦炭為主要目的的,同時(shí)還可以得到煤焦油、煤氣等一系列化學(xué)產(chǎn)品。
煉焦用煤主要是洗精煤。煉焦用洗精煤的牌號有焦、肥、氣、瘦四種,按照一定的比例進(jìn)行配煤煉焦。煉焦用精煤的結焦性是一個(gè)很重要的指標,必須保證煉出的焦炭能達到要求的轉鼓試驗強度。強度一般用膠質(zhì)層厚度及收縮度來(lái)表示。所有肥煤、焦煤以及幾乎所有瘦煤,都適于煉焦。膠質(zhì)層厚度大于6毫米而且灰分較低的氣煤也大部分用于煉焦。
焦炭灰分是由洗精煤灰分決定的。如果知道煉焦配煤的灰分,在理論上可以推算出焦炭的灰分:
設煉焦爐的出焦率為75%,要求煉出的焦炭灰分為13%,則裝入煉焦爐的配煤灰分應為;
當前,我國各種冶金用煉焦煤灰分最低是5.5%,非曲直最高為12.5%。要保證焦炭灰分不超過(guò)13%,那么配煤后的產(chǎn)均灰分應小于10%。在設計煉焦煤選煤廠(chǎng)時(shí),一方面應保證精煤回收率,最大限度地利用資源,另一方面要使精煤灰分能保證煉出合格的焦炭來(lái)。
焦炭中的硫分總是比煉焦配煤的硫分低。設要求焦炭含硫為0.5%,因為煉焦時(shí)要有65%的硫從煤轉入焦炭中,故如出焦率為75%。
三、化氣化煤
煤的氣化是把固體的煤(塊煤)加入煤氣發(fā)生爐中,在氣化劑(氧、空氣、水蒸氣等)和高溫作用下,使煤中的有機物轉化成含有H2、CO等可燃氣體的過(guò)程。煤氣化所得的氣體產(chǎn)物——煤氣,可作為工業(yè)燃料或民用燃料,也可作為化工生產(chǎn)的合成原料。
根據氣化劑和煤氣成分的不同,大致可分為空氣煤氣、混合煤氣; 水煤氣和半水煤氣。國內各種固定床氣化爐的煤氣平均組分。
氣化爐型不同,對煤質(zhì)的要求不同。目前,氣化爐種類(lèi)很多,可歸納為固定床、沸騰床、懸浮床三種。
(一) 固定床氣化爐對煤質(zhì)的要求
固定床д型氣化爐一般要使用粒度為25~50毫米的塊煤,常壓操作;魯奇加壓氣化爐用煤粒度為5~50毫米,氣化溫度750~900℃,加壓 20~30大氣壓,煤以越年輕的煤越好,一般為褐煤,也可用長(cháng)焰煤、氣煤、不粘煤或弟弟粘煤,其灰熔點(diǎn)以T2>1200℃為宜,煤的活性越大越好,塊煤的熱穩定性和機械強度也是越高越好。如果采用液體排碴的魯奇加壓煤氣爐,則由于其氣化溫度約1250℃,所以使用煤灰熔點(diǎn)低于1100℃的年輕煤為宜,而且灰熔點(diǎn)越低越好。這種魯奇加壓爐產(chǎn)生的煤氣熱值可達4000大卡/立方米,既可作為城市煤氣,也可作為人造合成石油、合成氨、合成甲醇的原料。它是我國今后煤氣工業(yè)發(fā)展的主要方向之一。如沒(méi)有塊煤,也可用褐煤磚代替。
目前我國普遍使用的是以無(wú)煙煤為原料的制造合成氨原料氣(半水煤氣)的威爾曼等固定應酬氣化爐,和以弱粘灶為原料的制造燃燒料氣的氣化爐。它們都采和塊煤,最好的粒度是25~50毫米的中塊,也可采用13~60毫米,13~25毫米或25~75毫米的各種塊煤。如果用煙革作原料,要求其膠質(zhì)層最大厚度 Y值小于16毫米,灰分不超過(guò)25%,硫分小于2%。用無(wú)煙煤制造合成氨原煤料氣時(shí),一定要求有較姨的熱穩定性。如果熱穩定性不好,塊煤在氣化爐內受熱很易崩裂成碎片或粉末,降低了煤氣產(chǎn)率,嚴重時(shí)造成停爐事故,對煤氣發(fā)生爐用煤的質(zhì)量要求.
(二)沸騰床氣化米對煤質(zhì)的要求
我國也用沸騰床氣化爐(如溫克勒氣化爐)制造合成氨原料氣。這種爐在常壓下操作,以空氣或氧氣為氣化劑。它對原煤質(zhì)量的要求是,煤的活性越大越好(一般在950℃時(shí),CO2分解率大于60%)。多使用比較年輕的煤,以灰分小于25%的褐煤為最好。也可采用煤化程度接愛(ài)于褐煤的和焰煤或不粘煤,其粒度以小于8毫米為宜,但0~1毫米的粉煤越少越好,否則塵灰會(huì )帶出大量的碳,從而逄低產(chǎn)氣率,煤灰熔點(diǎn)(T2)以大于1200℃為好,硫分應小于2%。