混煤配制对型煤特性的影响

煤炭加工与综合利用No.2, 2008COAL PROCESSINC & COMPREHENSIVE UTILIZATION41混煤配制对型煤特性的影响关多娇'，杨玉鹏”，叶鹏’， 龚长春‘(1. 沈阳工程学院，辽宁沈阳110136; 2.辽阳供电局，辽宁辽阳11000;3.沈阳工业大学，辽宁沈阳110023; 4.辽河石油勘探局电力集团公司,辽宁盘锦124010)摘要:分析了由多煤种配制的型煤挥发分、发热量和着火特性与单一煤种的关系，结果表明，型煤的各种特性并不是各组分煤种特性的简单叠加，其性质与原煤差异较大，根据其燃烧特性的变化规律可进一步明确和改善型煤的配比原则。关键词:型煤;挥发分;发热量;着火特性中图分类号: TQ536文献标识码: A文章编号: 1005 8397 (2008 )02-0041-04型谋又称为“ 人造块煤”。燃烧型煤可明显一。由于煤的成因、组成和结构的复杂性,燃烧减少SO2和烟尘的排放量,并节约燃煤。型煤燃特性研究也就异常复杂。型煤由- -定粒度的原煤烧技术是我国+项洁净煤技术之一，推广和发展和添加剂组成，型煤粒度较大且均匀，其性质与型煤技术是当前防治大气污染的- -条投资少、 见原煤差异较大，因而燃烧特性可能不同于原煤。效快、简便易行的途径。为在工业锅炉和民用锅目前，还没有专用于研究型煤的仪器设备，因炉上实现煤炭的高效、清洁燃烧，有必要研究型此，主要借用研究原煤的方法和手段来研究煤的燃烧特性。型煤。燃烧特性是煤炭燃烧理论研究的重要内容之1试样的制备1.1 试验设备与原料收稿日期: 2008-01407作者简介:关多娇(1978- -),女,辽宁沈阳人, 2003 年毕试验煤样用灰皿盛装。采用SRJX-4-13型业于东北电力大学动力系热能专业，工学硕士,沈阳工程学院讲高温电炉对煤样进行热态试验研究,该电炉为硅师，电话: 024 -256911320碳棒顶部加热，常用炉温1300心。采用美国珀金及检测方便。该装置对各部件的加工和安装提出表1水分检测结果对比了很高的要求:保证长、短管的同心度在一定的人料浓度/g.L-1滤饼水分/%实际化验水分/%范围内;两透镜外端面要保持-定距离;长管内26018.018.1表面的粗糙度要控制在一定范围;防粘层的材质25017.317.526518.618.4及形状要防止粘料和存料等等。只有在满足了上17.117.0述要求的前提下，两端所放置的电子检测元件才28017.817.6能发挥其功能。3.2检测装置的工作原理干燥降水后的煤在通过排料装置的下仓时，4结语有部分煤会经过水分检测装置两透镜之间，两端该检测装置以它自身的优势，赢得了用户的的电子检测元件所发出的r射线透过透镜就可准好评。它能快速、准确显示出加压过滤机脱水后确地分析出煤中水分的含量。表1所列为采用该煤泥中国煤化工质量,从而确保水分检测装置在某选煤厂的测量结果,以及相同了加|YHCNMH G为选煤厂生产煤样在实验室的化验结果。任务的顺利完成起到了重要作用。42煤炭加工与综合利用2008年第2期埃尔默( Perkin - Elmer)公司的Pyris-1 TGA热重业分析、元素分析和发热量测定结果如表1分析仪测定着火温度。试验所用原料煤种及其工所示。表1原料煤种的工业分析、元素分析和发热量原料煤M./%M。/%A2/% Vvr/% FCg/% Sa:/% N/% 0w/% H/% Ca/% n/MJ.kg-+鸡西煤9.202.7029.01 21. 5846. 710.890.5812.303.7450.7820.47团林子煤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型煤试样 的制备了10组配比，测定各组煤的发热量，结果如表2型煤厂提供的型煤中各组分的质量百分比为:鸡西煤12.08%，团林子煤24.43%,焦炭从表2中选取热值均较高的6“和9*型煤，这粉24.45%，煤泥6.41%，黄土32.64%。经过两组配比中的对应数据均不相同，可以建立-一个测试，其弹简发热量仅12. 62MJ/kg,达不到型5因素2水平的正交实验表L(2')。通过正交实煤产品的合格指标。为此，试验以现有原料煤配验法中的直接择优法可重新得到3组配比,如表比为基础，同时参考各种原料煤的发热量，设计3所示。表2不同配比型煤的各项指标序号鸡西煤/%团林子煤/% 焦炭粉/%煤泥/%黄土/9燃料比FC/VJ着火温度，/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按正交实验法重新配比所得型煤的各项指标鸡西煤/%团林子煤/% 焦炭粉/% 煤泥/%黄土/%燃料比FC着火温度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煤的着火温度采用最常用的TG- DTG法确测值V。和计算值的关系曲线，见图2。从图中可定。如图1所示，在DTC曲线上，过峰值点A以看出，计算值与实测值存在一-定的差异， 但具作垂线与TG曲线交于-点B,过B点作TG曲线有良好的线性关系。经回归计算,其线性关系式的切线，该切线与失重开始时平行线的交点C所如下:对应的温度定义为着火温度。VJ = 1. 2495V".J - 0.3741(1)查表得，. 上式的相关系数(R) =0.82122多 煤种配制的型煤对其特性的影响中国煤化工煤的着火点和燃2.1型煤挥发 分的变化规律烧MHCNMH G(1)可知，对于根据各煤种的工业分析结果，按配煤比例计挥发才低丁15%的型燥，具头际挥发分大于按单算各煤种混合后的加权平均挥发分V"小，作出实煤种加权平均计算的挥发分，即多煤种配制的型2008年第2期关多娇，等:混煤配制对型煤特性的影响43关系。经回归计算,其线性关系式如下:2.716 p1 0.031690.00lu.b =0.8478Q's +3.4182(2)| 0.05查表得，. 上式的相关系数(R) =0. 97950.10.骂2.2-0.1502.0河19↑.8-0.258t1.60.301.3821834150200 300 400 500 600 700 800 880尿15|温度/C-TG曲线13 14 I51617181920计算发热量0xsJMJ.kg*'图1应用TG- DTG曲线确定着火温度围3 型煤实测发热量Q.与计算发热量Q'u的关系发热量是煤炭最重要的性能指标。由图3和。14线性关系式2可知，当不同煤质按各种比例混合S 13后，实测空气干燥基低位发热量要比按加权平均$计算值大，其增加值随型煤发热量的增大而降低。例如，表2中的7*型煤，按加权平均计算的x I1发热量是19.621M]/kg，而实测发热量是910一i1121319. 776MJ/kg,增加了0. 155MJ/kg。而8"型煤，计算挥发分V'.1%按加权平均计算的发热量是19.797M]/kg，而实图2型煤实测挥发分 V。与计算挥发分V"。的关系测发热量是19. 906M]/kg,增加了0. 109MJ/kgo这表明，型煤燃烧可以提高燃尽率(暂不考虑污煤有利于提高其挥发分，说明型煤中较优煤种促染物排放和结查特性的影响)，从而达到节能效进了其它煤种挥发分的析出。例如，表2中的4'果。究其原因，是因为不同煤种掺混后，具有优型煤，按加权平均计算的挥发分V"。= 10.82%，势互补，类似于催化燃烧的效用，较优煤种的燃而实测挥发分V.=11.61%,增加了0.79百分烧放热提高了劣质煤种的燃尽率,使反应在相同点。而6'型煤按加权平均计算的挥发分V"_ =燃烧条件下更加完全，因此增加了发热量。11. 96%，而实测挥发分V.= 13.74%，增加了2.3 由多煤种配制的型煤的燃烧特性1.78百分点。另外可看出，挥发分低的煤种所占煤的固定碳与挥发分的比值( FCV.)称为燃比例越大，型煤的实际挥发分增加越少。也就是料比，它是定性判断煤炭燃烧性能的指标。燃料说，配煤不当，会使型煤的实际挥发分提高幅度比愈小，煤的着火点越低，燃烧性能越好。一般降低，即使加入挥发分高的煤种,对型煤挥发分认为燃料比小于2.0时，煤的燃烧性能较好。型的增加效果也不明显，造成能源和经济上的煤的着火温度1;与燃料比有直接关系。试验所用浪费。型煤及其组分煤的燃料比和热天平测得的着火温2.2型煤发 热量的变化规律度4;见表2、表3和表4。根据表中数据，作出根据各组分煤及配煤的发热量测定结果(见着火温度t;和燃料比FC/V。的关系曲线，见图表1、表2和表3),按配煤比例计算各组分煤混4。电医差k温庶与獭料比的关系基本合后的加权平均发热量Ql'，作出实测值和计中国煤化工，得到型煤的着算值关系曲线，见图3。从图中可以看出，计算火温:YHCNMHG值与实测值存在-定的差异,但具有良好的线性4; =44.253 (FC/Vw) +329.15 (3)44 .煤炭加工与综合利用2008年第2期.查表得，上式的相关系数( R) =0. 8533(2)型煤的实际发热量大于按单煤种加权平均计510算的发热量，增加值随发热量的降低而增大，即500 t7型煤燃烧可以提高燃尽率，从而具有节能效果。台490(3)型煤的着火温度随燃料比的增大而升高，由燃料比较大且相差悬殊的煤种组成的型煤随着文470}燃料比较大煤种的掺人量增加，其着火逐渐变得中46困难。因此，仅从着火角度看,型煤中高燃料比450组分煤种的掺人量不宜过大。44(.42.4.型煤的各种特性并不是各种煤特性的简单叠燃料比/(FC/Vw)加，由于不同煤种的组成及特性不同，混合成型图3 型煤的着火温度4与燃料比FCV的关系后不同煤质的煤粒在燃烧过程中会相互影响、相表4型煤原料煤种的燃料比和着火温度测定互制约。因此,型煤配制合理，能发挥组分煤种各自的优越性，取长补短，提高燃烧的安全性和项目鸡西煤团林子媒 焦炭粉泥煤FCV2.163.5916.3经济性。若型煤配制不当,会造成燃烧设备运行:/C444. 38506. 58691.53542. 47水平下降，着火困难，燃烧不稳定，效率降低等问题。由于煤的工业分析比较容易，因此只要测出参考文献煤的工业分析结果，计算出燃料比,即可根据式[1]Demirbas A, Demirbas s A, Demibas H A. Briquting(3)计算着火温度t,从而可判断型煤的着火难Properies of Biomass Waste Materials [J]. Energy Sources,易程度。204，0 26(1): 83 -91.型煤的着火温度与其组分煤种的煤质密切相[2] Sheesley RJ, Schaver JJ, Chowdhury Zetal. Charaterization关。显然，各原料煤种的燃料比小且接近时，型of Organic Aerosols Enmitted from the Combustion of BiomnaseIndigenous to South Asia [ J]. Joumal of Geophysical煤着火较容易，若燃料比较大的煤种掺量过多,Reearch, 2003, 108: AC8-1-15. .则对着火不利。如6"型煤着火温度为470. 4C,[3] Robinson, A L, Rhodes JS, Keith D w. Asesement of而4"型煤着火温度为502. 3C。可见，同样由燃Potential Carbon Dioxide Reductions Due to Biomass Coal Co料比较大且相差悬殊的煤种组成的型煤，随着燃- fring in the United States [J]. Envionmental Science &Technolgy, 2003, 37(22): 5081 - 5089.料比较大的煤种掺人量增加，其着火逐渐变得困[4]何方,王华，何屏，等、生物质复合型煤在热分难。因此，仅从着火角度看，型煤中高燃料比组析仪中的燃烧行为研究[J].煤炭转化，2002, 25(4):分煤种的掺量不宜过大。87 -91.[5]喻秋梅， 庞亚军煤燃烧试验中着火点确定方法的探讨3.结论[J].华北电力技术，2003, (7):; 11-12.(1)型煤的实际挥发分大于按单煤种加权平[6] 张佳丽，张如意，谌伦建、用热重法研究型煤燃烧特性[J].洁净煤技术，2005 (3): 65-68.均计算的挥发分，且挥发分低的煤种比例越大，[7]徐俊杰 我国燃煤的污染现状及治理对策[].环境污型煤的实际挥发分增加越少。染与防治，199，(03): 18-20.石板选煤发电厂煤质检验采用全自动工业分析仪近日，四川达竹石板选煤发电厂投资10余万元，新购进一台全自动煤质工业分析仪，大大提高了煤质检验工作的准确性和及时性。石板选煤发电厂重介质选煤工艺投入运行后，生产自动中国煤化工质检测设备落后，加上人为因素致使检测误差较大，与目前高效快速的生产节奏不相适)二种化验数据的准确性，及时指导生产,确保产品质量，该厂为质检车间化验室新增了MHCNM H G。该设备体积小，采用全计算机监控，一次可检测10多个煤样，测量数据精确，省工省时，安全可靠。(张敏，谢强)