专利名称：砂煤及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用分离得到的煤产品及其用途，尤其是一种采用流态化分离或流态化分离与粉煤成型相结合的方法制造一种脱除煤泥组份的煤产品(砂煤)。
(2)背景技术原煤经筛分后得到不同粒度的商品煤。本发明根据国标GB/T189-1997《煤炭粒度分级》和GB/T3715-1996《煤质及煤分析有关术语》，将我国按粒度分级的商品煤品种归纳为两大类粒级煤和非粒级煤，并设粒度为di，粒度下限为d1，粒度上限为d2，则di＝d1～d2，di＞d2的组份质量百分数称为限上率，而di＜d2的组份质量百分数则称为限下率。粒级煤和非粒级煤可以表述如下。(d单位为mm)粒级煤煤经过筛选或洗选生产的粒度下限大于6mm的产品，包括粒煤和块煤，即d1＞6mm，粒煤d2＝13mm；块煤d2＝25～100mm或d2＞100mm。经洗选的粒级煤便是一种低灰低硫的优质洁净煤，价格昂贵，产量不多。未经洗选的粒级煤与同煤种的非粒级煤价差约50～150元/t，故极少用于工业锅炉。
非粒级煤煤经筛分生产的粒度下限为零的产品，包括粉煤、末煤和混煤。即d1＝0，di＝0～d2。粉煤d2＝6mm；末煤d2＝6或25mm；混煤d2＝50mm。我们将非粒级煤中粒度小于0.5mm的组份称为煤泥组份，其质量百分数α称煤泥率。我国非粒级煤的煤泥率很高，一般α＝20％～30％，如再破碎加工，则α＞30％。非粒级煤产量比例很大，在80％以上。过高的煤泥率造成极大危害，是低效高污的根源，表现在1、冷作业损耗、污染大非粒级煤浸水翻浆，水过流失，风刮扬尘、堆积结团，斗中易搭桥架空，导致其运输、堆存、装卸等冷作业损耗大、污染严重。一般冷作业综耗达2％～4％。
2、用于层燃炉，则床层透气性差，阻力大，通风不良，穿孔翻料，起堆起埂，飞灰量大，局部过热熔渣结焦，灰渣含碳量高，空气过剩系数偏大，而致热效率低下，污染严重。目前我国层燃式工业锅炉有40多万台，全部燃用非粒级煤，俗称“混煤散烧”，平均热效率仅约60％，全无烟气脱硫设施，年消费煤炭在3亿吨以上，是第一大用煤户，也是第一大污染源和最大的能源浪费户。为此，国家将其燃料型煤化作为战略目标，一种免烘干抗水固硫型煤被列为国家重点科技项目和重点扶持的产业及产品。
层燃炉燃料型煤化目标道路艰辛，困难极大。自60年代开始工业燃料型煤技术研究以来，至今未能突破工业化生产成本瓶颈，炉前无粘结剂成型技术也因其节煤效果不明显，需要改炉及炉种煤种局限性而推广受挫，难以普及。同时，粒度单一，呈类球体的型煤，单粒重多在10g以上，在链条炉中的点火性能，床层火焰扩散速度均不理想，甚至需要改炉，也成为型煤普及的难点。《中国洁净煤技术发展纲要》(1995)称，国内正规建设的数十厂家，无一能冲破成本关，均难以维持。可以说，层燃炉燃煤洁净化至今仍未产业化。
3、非粒级煤用于沸腾炉，需行再加工，其煤泥率更高。煤泥是沸腾炉飞灰损失及摩损的重要因素，为解决这一技术难关，经20余年努力，发展出第二代炉型——循环流化床锅炉，该炉体积庞大，结构复杂，投资巨大，适于电站锅炉。对于负荷变动频繁，煤种多样化的中小型工业锅炉，飞灰循环燃尽设施经常不能正常运转，工况恶化，损失依旧，这已有很多教训。
(3)发明内容本发明的目的在于为层燃炉和沸腾炉燃料煤洁净化创造新产品——砂煤，提出新方法，使砂煤的技术经济指标和环保指标满足企业、用户、社会之要求，三方受益。
本发明所说的砂煤是一种非粒级煤经分离处理，脱除粒度小于0.5mm的煤泥组份的产品，砂煤的粒度为0.5～30mm，其中粒度在0.5～6mm的组份不低于10％，粒度0.5mm的限下率≤10％，最好≤5％，粒度30mm的限上率≤10％，最好≤1％。所说的砂煤(此处称原砂煤)，可加入固硫剂，一般固硫剂为石灰石或白云石细粒，成为固硫砂煤；也可将煤泥组份制成片粒状型煤后和原砂煤混合而成，成为型混砂煤；也可在煤泥组份成型时加入固硫剂，得到固硫片粒状型煤后和原砂煤混合得到的产品，或片粒状型煤和固硫原砂煤混合得到的产品，成为固硫型混砂煤。型煤固硫剂宜采用Ca(OH)2，兼作粘结剂和活化剂之用。
砂煤特性1)冷作业性能优异砂煤呈砂砾状，透水透气性极好，不翻浆，不结团，流动性好，斗中不架空。流失少，飘尘少，实现冷作业洁净化，不逊于粒级煤。
2)使用层燃炉与粒级煤或型煤相比，它透气更为均匀，平均粒度小，具有比粒级煤(粒煤或小块煤)和型煤几十倍，甚至百倍的燃烧反应比表面积，床层颗粒接触面大，因而链条炉中点火线不后移，床层火焰扩散快。克服了型煤床层的缺陷。
3)使用于层燃炉与非粒级煤相比，砂煤堆积空隙率增加10％以上，空隙孔道大，通风阻力小而均匀。故砂煤床点火迅速，火床面平整，不起堆起埂，灭火线整齐，空气过剩系数适宜。工业试烧表明，同一煤种，砂煤节煤率在10％以上。
4)原砂煤加工成本极低，为型煤加工费的10％以下。同时，由于仅需对煤中约15％～20％的煤泥组份进行成型加工，大幅度降低了成本。
5)固硫措施可以在经济条件下实现。
砂煤的粒度上限d2因炉种，煤种而异，一般为层燃炉d2＝6～30mm，无烟煤取低限，烟煤取中值，褐煤取大值。沸腾炉d2＝8～13mm。
原砂煤的制造可采用一种流态化气力分离装置，该装置集干燥、分离、集料、除尘于一体，可以低成本大批量地实现非粒级煤中煤泥组份之脱除。参见申请人的另一项实用新型专利申请《粉体分离装置》(申请号为012207136)。
片粒状型煤制造方法采用辊压式或挤出式型煤机制造。
(4)具体实施方式
应用例举1、层燃炉福建龙岩无烟煤末煤经粉体分离装置加工，原砂煤之d2＝0.5～13mm，α＜5％，干基灰份Ad＝19％、干基挥发份Vd＝3.5％，在4t/h链条作生产性运行，床层点火迅速，火床平整，炉膛温度较混煤散烧提高200～300℃。灭火线整齐，灰渣含碳量比散烧煤降低20％以上(同等负荷)。分离得到的煤泥组份加工为平均单粒重约1g的片粒状型煤及固硫型煤，制成原砂煤含量80％的型混砂煤及固硫型混砂煤，在上述炉中试烧，效果优于原砂煤。
2、沸腾炉福建天湖山无烟煤，原砂煤，在6.5t/h沸腾炉，使用30h，飞灰量减少65％，热效率提高7％，节煤率达10％。
由于传统的干式机械筛分方式不能实现工业化的煤泥组份脱除，湿式分离则工艺繁复，成本更高。因而，砂煤及其在层燃炉上的应用从未得到研究与开发。
砂煤以其优异的冷作业性能和燃烧性能远胜于非粒级煤，优于粒级煤及型煤，其加工成本之低更是型煤方案和水煤浆方案所无法比拟的，它无需提出任何的改炉要求，全流程实现洁净化，因而它是洁净煤产品家族的新成员，具备产业化和商品化的充分条件。
砂煤是一种非粒级煤经分离处理，脱除粒度＜0.5mm的煤泥组份的煤产品。
砂煤的制造可采用流态化气力分离方法。再加入固硫剂，例如石灰石或白云石细粒，成为固硫砂煤。
若将煤泥组份采用辊压式或挤出式型煤机制成片粒状型煤，或再加上型煤固硫剂例如Ca(OH)2，再与砂煤相混合，即成为型混砂煤或固硫型混砂煤。
权利要求
1.一种砂煤，其特征在于砂煤的粒度为0.5～30mm，其中粒度在0.5～6mm的组份不低于10％，粒度为0.5mm的限下率≤10％，粒度30mm的限上率≤10％。
2.如权利要求1所述的一种砂煤，其特征在于所说的粒度为0.5mm的限下率≤5％。
3.如权利要求1所述的一种砂煤，其特征在于所说的粒度为30mm的限上率≤1％。
4.如权利要求1所述的一种砂煤，其特征在于所说的砂煤为加入固硫剂的固硫砂煤。
5.如权利要求1所述的一种砂煤，其特征在于所说的砂煤为加入将煤泥组份制成片粒状型煤的型混砂煤。
6.如权利要求5所述的一种砂煤，其特征在于所说的型煤为加入固硫剂的型煤。
7.如权利要求1所述的一种砂煤的制造方法，其特征在于采用流态化气力分离。
8.如权利要求1所述的一种砂煤的制造方法，其特征在于采用流态化气力分离后与煤粉成型相结合。
9.如权利要求1所述的一种砂煤的用途，其特征在于用于层燃炉燃料。
10.如权利要求1所述的一种砂煤的用途，其特征在于用于沸腾炉燃料。
全文摘要
涉及一种用分离得到的煤产品及其用途，尤其是一种采用流态化分离或流态化分离与粉煤成型相结合的方法制造一种脱除煤泥组份的煤产品(砂煤)。砂煤的粒度为0.5～30mm，其中粒度在0.5～6mm的组份不低于10％，粒度为0.5mm的限下率≤10％，粒度30mm的限上率≤10％。采用流化态气力分离方法，可用层燃炉和沸腾炉作燃料。其冷作业性能优异，使用于层燃炉与粒级煤或型煤相比，透气更为均匀，燃烧反应比表面积大，床层火焰扩散快；使用于层燃炉，与非粒级煤相比，床点火迅速，火床面平整，灭火线整齐，通风阻力小而无均匀，节煤率≥15％；低成本，污染小。
文档编号C10L5/00GK1401746SQ01125350
公开日2003年3月12日 申请日期2001年8月16日 优先权日2001年8月16日
发明者王茂春, 王飓 申请人:王茂春, 王飓, 厦门思华达科技开发有限公司