生物质型煤的工业性试验

★煤炭科技·加工转化★生物质型煤的工业性试验付才国1黄光许?郝英轩(1.河南煤业化工集团有限责任公司,河南省郑州市,451000;2.河南理工大学材料科学与工程学院,河南省焦作市,454003)摘要以陕西神木烟煤、焦作无烟煤以及玉米秸秆为主要原料,添加有机-无机复合粘结剂,加工成生物质型煤样品,并在4t/h的链条炉上进行试烧。结果表明,烟煤型煤和无烟煤型煤燃烧的烟尘排放量分别比国家允许的排放标准降低了69%和76.85%;SO2排放量分別比国家允许的排放标准降低了96.6%和95.5%;炉渣中可燃物比原煤燃烧分别降低了7.63%和16.67%,飞灰中可燃物比原煤燃烧降低了19.04%,足以说明该生物质型煤具有良好的节能环保效果关键词生物质型煤复合粘结剂试烧中图分类号TQ534.2文献标识码BIndustrial experiment of biomass briquetteFu Caiguo', Huang Guangxu, Hao Yingxuan(1. Henan Coal Chemical Industry Group Co, Ltd, Zhengzhou, Henan 451000, China2. School of Materials Science and Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo, Henan 454003, China)Abstract In this paper, using shenmu bituminous coal, jiaozuo anthracite and corn stalksthe main raw materials, add with organic-inorganic composite binder. Biomass briquette sampleswere prepared and used for trial firing in the 4 t/h chain stoker. The results show that the sootand anthracite emissions of combustion are lower than that of state emission standards by 69%and 76. 85% respectively, and SO2 emission of soot and anthracite are lower than that of state emission standards by 96. 6%and 95. 5% respectively. The combustibles of slag of two types coalare lower than of raw-coal combustion by 7. 63% and16. 67%. Compare with raw- coal combustion,the fly-ash combustibles are 19. 04% lower of both types coal, which show that biomassbriquette performs good effect of energy saving and environmental protectionKey words biomass briquette, composite binder, trial firing1引言的第四大能源。我国生物质能资源十分丰富,仅农作物秸秆每我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,预计年就有约6亿t。可再生能量按热当量计算为2亿t到了2050年,煤炭仍将占我国一次性能源消费结标准煤,相当于农村耗能量的70%,生物质型煤构的50%以上。我国84%的煤炭用于直接燃烧技术是将煤粉与生物质混合加工成块状固体燃料的燃煤产生的大量烟尘、SO2和CO2等污染物使我国种资源综合利用技术,不仅可以提高燃烧效率和大气环境呈典型的煤烟型污染。生物质能具有来源减少资源浪费,而且可以减少污染物的排放,这是丰富、清洁和可再生等优点,其利用巳引起世界各合国的高度重视,是仅次于煤炭、石油和天然气之后TYH中国煤化工CNMHG以陕酉神木烟煤中国煤炭第38卷第8期2012年8月焦作无烟煤以及玉米秸秆为主要原料,添加有机无机复合粘结剂,可以制备满足工业锅炉使用的生2型煤样品的制备物质型煤产品。为了检验实验室研究结果在工业生2.1原料产条件下能否实现,以及生产的型煤能否满足工业原煤有烟煤和无烟煤两种,烟煤采用河南理工锅炉燃烧及环保的要求,特进行生物质型煤工业性大学供暖锅炉采用的陕西神木烟煤,无烟煤采用焦试验,其主要目的是研究型煤能否在锅炉上燃烧,作煤业集团生产的无烟煤,原煤经过自然干燥后粉以及燃烧时污染物排放是否满足环保要求及节能碎至5mm以下备用。陕西神木烟煤、焦作无烟煤效果的煤质特征分析见表1。表1陕酉神木烟煤、焦作无烟煤的煤质特征煤种工业分析/%发热量/MJ·kM。d陕西神木烟煤14.05焦作无烟煤11.925.4玉米秸秆取自焦作农村,干燥后经农用粉碎机陕西神木烟煤和焦作无烟煤各占80%,玉米秸秆粉碎至3mm以下备用占10%,按表2中的方案进行配制。粘结剂采用前期研制的有机无机复合粘结剂,表2复合生物质型煤工艺方案添加剂试验号煤种秸秆有机组分无机组分Y1/%Y2/%陕西神木烟煤玉米秸秆焦作无烟煤玉米秸秆0.5注:表中数据均为质量分数2.2型煤加工型煤)。根据试烧锅炉单位时间的耗煤量,按照型复合生物质型煤生产工艺如图1所示。煤完全置换成原煤后再燃烧型煤时进行各项检测的原煤}破碎要求,烟煤生物质型煤和无烟煤生物质型煤各生秸秆破碎合混合2.3型煤性能指标粘结剂的固体组分粘结剂的液体组分对生产的两种型煤分别抽样,测试其抗压强度、跌落强度、浸水强度、工业分析和发热量,结图1复合生物质型煤生产工艺果如表3和表4所示。由图1可见,先将煤、秸秆破碎后和粘结剂中表3复合生物质型煤的性能指标的固体组分按比例混合,再与粘结剂中的液体部分混合,调节物料水分,然后在对辊成型机(河南省试验号抗压强度跌落强度浸水强度八N·个/%/N·个巩义市鑫迪矿山机械厂生产)上成型。型煤样品横206.8向最大直径为40cm,纵向最大高度约为30cm质量约为21g/个(烟煤型煤)或25g/个(无烟煤注:试验号和表2屮试验号对应表4复合生物质型煤的煤质特征试验号工业分析/%发热量/M·kgFC.dQ3.2720.0224.28aH中国煤化工29CNMHG0.6注:试验号和表2中试验号对应生物质型煤的工业性试验由表3和表4可以看出,上述两种复合生物质测站对锅炉排烟中粉尘浓度和SO2浓度进行检测,型煤的性能指标和煤质特征可以满足长途运输、露以检测型煤的环保效果。同时,采集了烟煤型煤和天存放和工业锅炉燃烧的要求原煤燃烧时的灰渣(分大渣和小渣)和飞灰,测定3型煤试烧其中可燃物的含量,以比较型煤的节能效果。1.1型煤的环保效果3.1型煤试烧型煤燃烧环境效果主要指标是锅炉烟道气中烟型煤试烧锅炉为4t/h链条炉,试烧条件与原尘和SO2排放量,监测数据见表5煤燃烧相同。试烧过程中委托河南省焦作市环境检表5生物质型煤燃烧的环保效果监测表烟尘排放SO2排放型煤种类监测值家标准比国家标准监测值国家标准比国国标准低/%/mg·m-3低/%烟煤型煤56.620030.3无烟煤型煤46.320076.8540.390095.5由表5可见,该生物质型煤燃烧时的烟尘和放标准降低了69%和76.85%;SO2排放量为30.3SO2排放量远远低于国家允许排放标准,具有良好mg/m3和40.3mg/m3,分别比国家允许的排放标的环保效果。准降低了96.6%和95.5%,说明该生物质型煤环3.1.2型煤的节能效果保效果明显。试烧结束后,采集复合生物质型煤燃烧产生的(2)对比分析生物质型煤和原煤的炉渣、飞灰灰渣和飞灰样品,同时采集当天原煤燃烧的灰渣和表明,生物质型煤灰渣可燃物比原煤灰渣可燃物分飞灰样品,在河南理工大学矿物加工实验室进行分别减少了7.63%和16.67%,型煤飞灰可燃物比原析,分析结果见表6煤飞灰可燃物减少了19.04%,说明该生物质型煤表6原煤及型煤灰渣中可燃物的含量具有良好的节能效果。%参考文献项目灰渣飞灰大渣[1]潘兰英,冯千武,赵静等,生物质型煤灰熔融性的原煤65.8147.3462.3实验研究[冂].河南理工大学学报,2006(2)型煤39.7143.2[2]潘兰英,煤泥和农作物秸杆加工生物质型煤的试验研究[J.中国煤炭,2009(1)由表6可以看出,型煤灰渣中的可燃物比原煤31吴宪平,周国江,生物质型煤的研究概况[]·应灰渣中的可燃物分别减少了7.63%和16.67%,型用能源技术,2007(8)煤飞灰可燃物比原煤飞灰可燃物减少了19.04%[4]乔淑滨,生物质能的利用及生物质型煤[冂].应用能源技术,2003(3)说明型煤具有良好的节能效果[5]黄光许,王建军,湛伦建,生物质型煤的制备及其4结论微观结构分析[J].中国煤炭,2010(12)采用前期研制的有机无机复合粘结剂,分别作者简介:付才国(1956-),男,重庆巫山人,高级以陕西神木烟煤、焦作无烟煤以及玉米秸秆为主要程师,本科,1982年毕业于中因矿业大学选煤专业,现原料,生产生物质锅炉型煤样品,并在供暖锅炉上在河南煤业化工集团永城煤电集团股份有限公司分管选煤进行工业性试烧,结果表明工作。(1)该型煤在锅炉上燃烧时,烟尘排放量为中国煤化工6mg/m3和46.3mg/m3,分别比国家允许的排CNMH磧任编辑王雅琴)中国煤炭第38卷第8期2012年8月