混煤配制對型煤特性的影響

煤炭加工與綜合利用No.2, 2008COAL PROCESSINC & COMPREHENSIVE UTILIZATION41混煤配制對型煤特性的影響關(guān)多嬌'，楊玉鵬”，葉鵬’， 龔長(cháng)春‘(1. 沈陽(yáng)工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110136; 2.遼陽(yáng)供電局，遼寧遼陽(yáng)11000;3.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，遼寧沈陽(yáng)110023; 4.遼河石油勘探局電力集團公司,遼寧盤(pán)錦124010)摘要:分析了由多煤種配制的型煤揮發(fā)分、發(fā)熱量和著(zhù)火特性與單一煤種的關(guān)系，結果表明，型煤的各種特性并不是各組分煤種特性的簡(jiǎn)單疊加，其性質(zhì)與原煤差異較大，根據其燃燒特性的變化規律可進(jìn)一步明確和改善型煤的配比原則。關(guān)鍵詞:型煤;揮發(fā)分;發(fā)熱量;著(zhù)火特性中圖分類(lèi)號: TQ536文獻標識碼: A文章編號: 1005 8397 (2008 )02-0041-04型謀又稱(chēng)為“ 人造塊煤”。燃燒型煤可明顯一。由于煤的成因、組成和結構的復雜性,燃燒減少SO2和煙塵的排放量,并節約燃煤。型煤燃特性研究也就異常復雜。型煤由- -定粒度的原煤燒技術(shù)是我國+項潔凈煤技術(shù)之一，推廣和發(fā)展和添加劑組成，型煤粒度較大且均勻，其性質(zhì)與型煤技術(shù)是當前防治大氣污染的- -條投資少、 見(jiàn)原煤差異較大，因而燃燒特性可能不同于原煤。效快、簡(jiǎn)便易行的途徑。為在工業(yè)鍋爐和民用鍋目前，還沒(méi)有專(zhuān)用于研究型煤的儀器設備，因爐上實(shí)現煤炭的高效、清潔燃燒，有必要研究型此，主要借用研究原煤的方法和手段來(lái)研究煤的燃燒特性。型煤。燃燒特性是煤炭燃燒理論研究的重要內容之1試樣的制備1.1 試驗設備與原料收稿日期: 2008-01407作者簡(jiǎn)介:關(guān)多嬌(1978- -),女,遼寧沈陽(yáng)人, 2003 年畢試驗煤樣用灰皿盛裝。采用SRJX-4-13型業(yè)于東北電力大學(xué)動(dòng)力系熱能專(zhuān)業(yè)，工學(xué)碩士,沈陽(yáng)工程學(xué)院講高溫電爐對煤樣進(jìn)行熱態(tài)試驗研究,該電爐為硅師，電話(huà): 024 -256911320碳棒頂部加熱，常用爐溫1300心。采用美國珀金及檢測方便。該裝置對各部件的加工和安裝提出表1水分檢測結果對比了很高的要求:保證長(cháng)、短管的同心度在一定的人料濃度/g.L-1濾餅水分/%實(shí)際化驗水分/%范圍內;兩透鏡外端面要保持-定距離;長(cháng)管內26018.018.1表面的粗糙度要控制在一定范圍;防粘層的材質(zhì)25017.317.526518.618.4及形狀要防止粘料和存料等等。只有在滿(mǎn)足了上17.117.0述要求的前提下，兩端所放置的電子檢測元件才28017.817.6能發(fā)揮其功能。3.2檢測裝置的工作原理干燥降水后的煤在通過(guò)排料裝置的下倉時(shí)，4結語(yǔ)有部分煤會(huì )經(jīng)過(guò)水分檢測裝置兩透鏡之間，兩端該檢測裝置以它自身的優(yōu)勢，贏(yíng)得了用戶(hù)的的電子檢測元件所發(fā)出的r射線(xiàn)透過(guò)透鏡就可準好評。它能快速、準確顯示出加壓過(guò)濾機脫水后確地分析出煤中水分的含量。表1所列為采用該煤泥中國煤化工質(zhì)量,從而確保水分檢測裝置在某選煤廠(chǎng)的測量結果,以及相同了加|YHCNMH G為選煤廠(chǎng)生產(chǎn)煤樣在實(shí)驗室的化驗結果。任務(wù)的順利完成起到了重要作用。42煤炭加工與綜合利用2008年第2期埃爾默( Perkin - Elmer)公司的Pyris-1 TGA熱重業(yè)分析、元素分析和發(fā)熱量測定結果如表1分析儀測定著(zhù)火溫度。試驗所用原料煤種及其工所示。表1原料煤種的工業(yè)分析、元素分析和發(fā)熱量原料煤M./%M。/%A2/% Vvr/% FCg/% Sa:/% N/% 0w/% H/% Ca/% n/MJ.kg-+雞西煤9.202.7029.01 21. 5846. 710.890.5812.303.7450.7820.47團林子煤6.310.51 .32. 5514.59 52.35 0. 850. 767.032.99ss. 3121.22焦炭粉16. 950.3:56. 232.51 40. 910.600.070.760.53l. 4610. s7煤泥10. 120.8221.8216. 8460.52 0. 530.817.023.5265.4823. 571.2型煤試樣 的制備了10組配比，測定各組煤的發(fā)熱量，結果如表2型煤廠(chǎng)提供的型煤中各組分的質(zhì)量百分比為:雞西煤12.08%，團林子煤24.43%,焦炭從表2中選取熱值均較高的6“和9*型煤，這粉24.45%，煤泥6.41%，黃土32.64%。經(jīng)過(guò)兩組配比中的對應數據均不相同，可以建立-一個(gè)測試，其彈簡(jiǎn)發(fā)熱量?jì)H12. 62MJ/kg,達不到型5因素2水平的正交實(shí)驗表L(2')。通過(guò)正交實(shí)煤產(chǎn)品的合格指標。為此，試驗以現有原料煤配驗法中的直接擇優(yōu)法可重新得到3組配比,如表比為基礎，同時(shí)參考各種原料煤的發(fā)熱量，設計3所示。表2不同配比型煤的各項指標序號雞西煤/%團林子煤/% 焦炭粉/%煤泥/%黃土/9燃料比FC/VJ著(zhù)火溫度，/C Q../MJ. kg-L11.0821. 4324.4512. 4130. 633.21475. 5015. 11421.4318.41 .24. 633. 36470.4016. 63812.0832.4320.4518.4116.633.23458.6118.713 .6.0832. 4326.4524. 4110.633.81502. 3019. 54826.4310. 633. 42491.40 .19.37824.413.1819.63426. 4332. 418.633.61480.5019. 7768.0826. 43.32.412. 97457.0719. 906.10.0828.418. 633.02475. 21.19. 6161012. 08.24. 4528. 412. 81444. 7119. 769裹3按正交實(shí)驗法重新配比所得型煤的各項指標雞西煤/%團林子煤/% 焦炭粉/% 煤泥/%黃土/%燃料比FC著(zhù)火溫度t/C Qu./MJ.kg-T型110. 9929. 4829. 5022. 197. 852. 93465.620. 029型27.6330. 5930.6123. 028.152. 89458.220. 017型310.79_28.9528.9723. 58.7.713.01464.919.928煤的著(zhù)火溫度采用最常用的TG- DTG法確測值V。和計算值的關(guān)系曲線(xiàn)，見(jiàn)圖2。從圖中可定。如圖1所示，在DTC曲線(xiàn)上，過(guò)峰值點(diǎn)A以看出，計算值與實(shí)測值存在一-定的差異， 但具作垂線(xiàn)與TG曲線(xiàn)交于-點(diǎn)B,過(guò)B點(diǎn)作TG曲線(xiàn)有良好的線(xiàn)性關(guān)系。經(jīng)回歸計算,其線(xiàn)性關(guān)系式的切線(xiàn)，該切線(xiàn)與失重開(kāi)始時(shí)平行線(xiàn)的交點(diǎn)C所如下:對應的溫度定義為著(zhù)火溫度。VJ = 1. 2495V".J - 0.3741(1)查表得，. 上式的相關(guān)系數(R) =0.82122多 煤種配制的型煤對其特性的影響中國煤化工煤的著(zhù)火點(diǎn)和燃2.1型煤揮發(fā) 分的變化規律燒MHCNMH G(1)可知，對于根據各煤種的工業(yè)分析結果，按配煤比例計揮發(fā)才低丁15%的型燥，具頭際揮發(fā)分大于按單算各煤種混合后的加權平均揮發(fā)分V"小，作出實(shí)煤種加權平均計算的揮發(fā)分，即多煤種配制的型2008年第2期關(guān)多嬌，等:混煤配制對型煤特性的影響43關(guān)系。經(jīng)回歸計算,其線(xiàn)性關(guān)系式如下:2.716 p1 0.031690.00lu.b =0.8478Q's +3.4182(2)| 0.05查表得，. 上式的相關(guān)系數(R) =0. 97950.10.罵2.2-0.1502.0河19↑.8-0.258t1.60.301.3821834150200 300 400 500 600 700 800 880尿15|溫度/C-TG曲線(xiàn)13 14 I51617181920計算發(fā)熱量0xsJMJ.kg*'圖1應用TG- DTG曲線(xiàn)確定著(zhù)火溫度圍3 型煤實(shí)測發(fā)熱量Q.與計算發(fā)熱量Q'u的關(guān)系發(fā)熱量是煤炭最重要的性能指標。由圖3和。14線(xiàn)性關(guān)系式2可知，當不同煤質(zhì)按各種比例混合S 13后，實(shí)測空氣干燥基低位發(fā)熱量要比按加權平均$計算值大，其增加值隨型煤發(fā)熱量的增大而降低。例如，表2中的7*型煤，按加權平均計算的x I1發(fā)熱量是19.621M]/kg，而實(shí)測發(fā)熱量是910一i1121319. 776MJ/kg,增加了0. 155MJ/kg。而8"型煤，計算揮發(fā)分V'.1%按加權平均計算的發(fā)熱量是19.797M]/kg，而實(shí)圖2型煤實(shí)測揮發(fā)分 V。與計算揮發(fā)分V"。的關(guān)系測發(fā)熱量是19. 906M]/kg,增加了0. 109MJ/kgo這表明，型煤燃燒可以提高燃盡率(暫不考慮污煤有利于提高其揮發(fā)分，說(shuō)明型煤中較優(yōu)煤種促染物排放和結查特性的影響)，從而達到節能效進(jìn)了其它煤種揮發(fā)分的析出。例如，表2中的4'果。究其原因，是因為不同煤種摻混后，具有優(yōu)型煤，按加權平均計算的揮發(fā)分V"。= 10.82%，勢互補，類(lèi)似于催化燃燒的效用，較優(yōu)煤種的燃而實(shí)測揮發(fā)分V.=11.61%,增加了0.79百分燒放熱提高了劣質(zhì)煤種的燃盡率,使反應在相同點(diǎn)。而6'型煤按加權平均計算的揮發(fā)分V"_ =燃燒條件下更加完全，因此增加了發(fā)熱量。11. 96%，而實(shí)測揮發(fā)分V.= 13.74%，增加了2.3 由多煤種配制的型煤的燃燒特性1.78百分點(diǎn)。另外可看出，揮發(fā)分低的煤種所占煤的固定碳與揮發(fā)分的比值( FCV.)稱(chēng)為燃比例越大，型煤的實(shí)際揮發(fā)分增加越少。也就是料比，它是定性判斷煤炭燃燒性能的指標。燃料說(shuō)，配煤不當，會(huì )使型煤的實(shí)際揮發(fā)分提高幅度比愈小，煤的著(zhù)火點(diǎn)越低，燃燒性能越好。一般降低，即使加入揮發(fā)分高的煤種,對型煤揮發(fā)分認為燃料比小于2.0時(shí)，煤的燃燒性能較好。型的增加效果也不明顯，造成能源和經(jīng)濟上的煤的著(zhù)火溫度1;與燃料比有直接關(guān)系。試驗所用浪費。型煤及其組分煤的燃料比和熱天平測得的著(zhù)火溫2.2型煤發(fā) 熱量的變化規律度4;見(jiàn)表2、表3和表4。根據表中數據，作出根據各組分煤及配煤的發(fā)熱量測定結果(見(jiàn)著(zhù)火溫度t;和燃料比FC/V。的關(guān)系曲線(xiàn)，見(jiàn)圖表1、表2和表3),按配煤比例計算各組分煤混4。電醫差k溫庶與獺料比的關(guān)系基本合后的加權平均發(fā)熱量Ql'，作出實(shí)測值和計中國煤化工，得到型煤的著(zhù)算值關(guān)系曲線(xiàn)，見(jiàn)圖3。從圖中可以看出，計算火溫:YHCNMHG值與實(shí)測值存在-定的差異,但具有良好的線(xiàn)性4; =44.253 (FC/Vw) +329.15 (3)44 .煤炭加工與綜合利用2008年第2期.查表得，上式的相關(guān)系數( R) =0. 8533(2)型煤的實(shí)際發(fā)熱量大于按單煤種加權平均計510算的發(fā)熱量，增加值隨發(fā)熱量的降低而增大，即500 t7型煤燃燒可以提高燃盡率，從而具有節能效果。臺490(3)型煤的著(zhù)火溫度隨燃料比的增大而升高，由燃料比較大且相差懸殊的煤種組成的型煤隨著(zhù)文470}燃料比較大煤種的摻人量增加，其著(zhù)火逐漸變得中46困難。因此，僅從著(zhù)火角度看,型煤中高燃料比450組分煤種的摻人量不宜過(guò)大。44(.42.4.型煤的各種特性并不是各種煤特性的簡(jiǎn)單疊燃料比/(FC/Vw)加，由于不同煤種的組成及特性不同，混合成型圖3 型煤的著(zhù)火溫度4與燃料比FCV的關(guān)系后不同煤質(zhì)的煤粒在燃燒過(guò)程中會(huì )相互影響、相表4型煤原料煤種的燃料比和著(zhù)火溫度測定互制約。因此,型煤配制合理，能發(fā)揮組分煤種各自的優(yōu)越性，取長(cháng)補短，提高燃燒的安全性和項目雞西煤團林子媒 焦炭粉泥煤FCV2.163.5916.3經(jīng)濟性。若型煤配制不當,會(huì )造成燃燒設備運行:/C444. 38506. 58691.53542. 47水平下降，著(zhù)火困難，燃燒不穩定，效率降低等問(wèn)題。由于煤的工業(yè)分析比較容易，因此只要測出參考文獻煤的工業(yè)分析結果，計算出燃料比,即可根據式[1]Demirbas A, Demirbas s A, Demibas H A. Briquting(3)計算著(zhù)火溫度t,從而可判斷型煤的著(zhù)火難Properies of Biomass Waste Materials [J]. Energy Sources,易程度。204，0 26(1): 83 -91.型煤的著(zhù)火溫度與其組分煤種的煤質(zhì)密切相[2] Sheesley RJ, Schaver JJ, Chowdhury Zetal. Charaterization關(guān)。顯然，各原料煤種的燃料比小且接近時(shí)，型of Organic Aerosols Enmitted from the Combustion of BiomnaseIndigenous to South Asia [ J]. Joumal of Geophysical煤著(zhù)火較容易，若燃料比較大的煤種摻量過(guò)多,Reearch, 2003, 108: AC8-1-15. .則對著(zhù)火不利。如6"型煤著(zhù)火溫度為470. 4C,[3] Robinson, A L, Rhodes JS, Keith D w. Asesement of而4"型煤著(zhù)火溫度為502. 3C?？梢?jiàn)，同樣由燃Potential Carbon Dioxide Reductions Due to Biomass Coal Co料比較大且相差懸殊的煤種組成的型煤，隨著(zhù)燃- fring in the United States [J]. Envionmental Science &Technolgy, 2003, 37(22): 5081 - 5089.料比較大的煤種摻人量增加，其著(zhù)火逐漸變得困[4]何方,王華，何屏，等、生物質(zhì)復合型煤在熱分難。因此，僅從著(zhù)火角度看，型煤中高燃料比組析儀中的燃燒行為研究[J].煤炭轉化，2002, 25(4):分煤種的摻量不宜過(guò)大。87 -91.[5]喻秋梅， 龐亞軍煤燃燒試驗中著(zhù)火點(diǎn)確定方法的探討3.結論[J].華北電力技術(shù)，2003, (7):; 11-12.(1)型煤的實(shí)際揮發(fā)分大于按單煤種加權平[6] 張佳麗，張如意，諶倫建、用熱重法研究型煤燃燒特性[J].潔凈煤技術(shù)，2005 (3): 65-68.均計算的揮發(fā)分，且揮發(fā)分低的煤種比例越大，[7]徐俊杰 我國燃煤的污染現狀及治理對策[].環(huán)境污型煤的實(shí)際揮發(fā)分增加越少。染與防治，199，(03): 18-20.石板選煤發(fā)電廠(chǎng)煤質(zhì)檢驗采用全自動(dòng)工業(yè)分析儀近日，四川達竹石板選煤發(fā)電廠(chǎng)投資10余萬(wàn)元，新購進(jìn)一臺全自動(dòng)煤質(zhì)工業(yè)分析儀，大大提高了煤質(zhì)檢驗工作的準確性和及時(shí)性。石板選煤發(fā)電廠(chǎng)重介質(zhì)選煤工藝投入運行后，生產(chǎn)自動(dòng)中國煤化工質(zhì)檢測設備落后，加上人為因素致使檢測誤差較大，與目前高效快速的生產(chǎn)節奏不相適)二種化驗數據的準確性，及時(shí)指導生產(chǎn),確保產(chǎn)品質(zhì)量，該廠(chǎng)為質(zhì)檢車(chē)間化驗室新增了MHCNM H G。該設備體積小，采用全計算機監控，一次可檢測10多個(gè)煤樣，測量數據精確，省工省時(shí)，安全可靠。(張敏，謝強)