成型煤反壓力檢測(cè)控制系統(tǒng)

成型煤是焦?fàn)t原料煤配制的一項(xiàng)壓球新工藝。 這種工藝可以增加原料煤的堆比重，提高焦炭的強(qiáng)度和質(zhì)量，減少優(yōu)質(zhì)煉焦煤的用量。這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)于緩解我國(guó)優(yōu)質(zhì)煉焦用煤緊缺狀況，具有重要意義 。

成型煤壓球工藝的關(guān)鍵設(shè)備是成型機(jī)。成型機(jī)對(duì)壓輥的壓力是壓球質(zhì)量控制參數(shù)。壓力過(guò)大，壓球容易壓碎，成品率反而降低，回粉率增高，生產(chǎn)效率降低。壓力過(guò)小，壓球強(qiáng)度不夠，回粉率也增高，生產(chǎn)效率也下降 。

成型機(jī)由固定輥和可動(dòng)輥組成，可動(dòng)輥的移動(dòng)推力由兩個(gè)油缸供給。(右圖1-固定輥;2-可動(dòng)輥;3-油缸;4-壓磁測(cè)力傳感器;5-至另一側(cè);6-接到計(jì)算控制箱;7-油)設(shè)油壓力為p0，油缸活塞的面積為S，則兩個(gè)油缸所產(chǎn)生的推力為:

W0=2p0S

在壓輥支座之間安裝4個(gè)壓磁式測(cè)力傳感器，它們所受的力分別為W1，W2，W3，W4。

設(shè)成型輥間煤料所產(chǎn)生的反力為WW，則:

W0=W1+W2+W3+W4+WW=2p0S

整理為

WW=2p0S-(W1+W2+W3+W4)

其中p0，W1，W2，W3，W4是可測(cè)量的，S是活塞面積為設(shè)備固有的常數(shù)。所以，經(jīng)計(jì)算即可求出成型煤反力WW。

成型反壓力WW的目標(biāo)值可從生產(chǎn)操作實(shí)踐摸索出一個(gè)最佳值，作為油缸油壓控制的設(shè)定值的依據(jù) 。

成型煤的生產(chǎn)以原煤為主要原料，工藝簡(jiǎn)單，因此對(duì)型煤的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，著重考慮以下幾個(gè)方面:1.燒型煤比燒散煤的節(jié)約量(或節(jié)煤率);2.單位節(jié)煤量(噸)的投資與煤炭開(kāi)發(fā)噸煤投資比較;3.由于節(jié)約了煤炭而節(jié)約的市政開(kāi)支;4.環(huán)境效果以及其它社會(huì)效益等等 。

成型煤的經(jīng)濟(jì)效益，主要從兩方面體現(xiàn):一是廉價(jià)的弱粘結(jié)煤的利用，可以降低原料煤的成本，另一方面由于焦炭質(zhì)量的改善和冶金焦率的提高，降低高爐焦比，增加生鐵產(chǎn)量和節(jié)約焦炭 。燒散煤的熱效率僅為25%，燒煤球的熱效率為30%，而燒成型煤的熱效率可達(dá)40%。成型煤的燃燒是一項(xiàng)節(jié)約能派、減少環(huán)境污染、緩解運(yùn)力的有效措施。

裝爐煤的堆比重和結(jié)焦時(shí)間是影響焦炭產(chǎn)量的直接因素。配型塊煤料的堆比重大，但是結(jié)焦時(shí)間也要相應(yīng)延長(zhǎng)。當(dāng)型煤配比達(dá)30%時(shí)，結(jié)焦時(shí)間延長(zhǎng)7.1%，所以這種流程不會(huì)有較大的增產(chǎn)效果 。

當(dāng)型煤配比為30~40%時(shí)，焦炭的強(qiáng)度達(dá)到最大。利用弱粘煤生產(chǎn)型塊配合煉焦，有利于焦炭強(qiáng)度的提高 。

可以改善焦炭的粒度組成,普遍表現(xiàn)在大于80mm級(jí)的大塊焦減少，80~25mm級(jí)的中塊焦增多，特別是60~40mm級(jí)增多較顯著，而<25mm級(jí)的碎粉焦下降。焦炭的平均粒度得到改善，碎粉焦約可降低1~2% 。

當(dāng)軟瀝青6.5%的成型煤以配比30%煉焦時(shí)，與常規(guī)相比，每噸干裝爐煤的粉煤和焦油產(chǎn)量將增加7~8kg，而煤氣產(chǎn)量約減少4~5m。

煉焦過(guò)程中，配入部分型煤塊可以提高焦炭質(zhì)量和多利用一些弱粘結(jié)煤，是因?yàn)樗芨纳泼毫系恼辰Y(jié)性和煉焦時(shí)的結(jié)焦性能。首先，型煤致密，內(nèi)部顆粒之間的間隙小，導(dǎo)熱性較好，比周圍粉煤升溫速度快，可以較早達(dá)到開(kāi)始軟化溫度，處于軟化熔融的時(shí)間長(zhǎng)。這將有助于型煤中添加的瀝青及新產(chǎn)生的熔融膠質(zhì)體成分與型煤中的未軟化部分和周圍粉煤的作用。由于這種在炭化過(guò)程中的塑性階段中粘結(jié)組分與惰性組分的充分作用，可以提高煤料的粘結(jié)性。其次，配型煤的裝爐煤，其堆比重約為0.8t/m，較通常裝爐煤比重0.7t/m大，故可改善煤料粘結(jié)性。當(dāng)煤料裝入爐內(nèi)后，型煤內(nèi)部的煤氣壓力比粉煤大得多，故其體積膨脹率也較粉煤大得多。型煤膨脹并壓縮周圍的粉煤，促進(jìn)周圍煤粒擠緊并互相熔融，型煤形狀消失。最后，生成與普通煉焦時(shí)一樣的、結(jié)構(gòu)致密的焦餅，并且焦炭強(qiáng)度有所提高。此外，還由于型煤中有瀝青等粘結(jié)性物料，相當(dāng)于提高了煤料的粘結(jié)性，并且改善了焦炭的顯微結(jié)構(gòu)，使焦炭的氣孔率降低，氣孔壁厚度增大，故可增加焦炭強(qiáng)度 。

成型煤加水、加粘結(jié)劑控制，是提高成型煤的質(zhì)量，減少粉煤返回量，提高配煤質(zhì)量的又一重要控制系統(tǒng)。

經(jīng)驗(yàn)表明，加水對(duì)型煤合格率的提高有明顯影響。適量的加水可使成品率提高到80%，但過(guò)量的加水，成品率反而下降。同樣隨著粘結(jié)劑添加量的增加，煤球的強(qiáng)度增大，但添加量超過(guò)一定限度后，強(qiáng)度的增加不明顯。

成型煤加水加粘結(jié)劑的控制系統(tǒng)見(jiàn)右側(cè)加水、加粘結(jié)劑控制系統(tǒng)圖。

其中1-儀表盤;2-稱量機(jī)盤;3-回粉槽;4-原料槽;5-混煤機(jī);6-選擇開(kāi)關(guān);7-程序控制器;8-來(lái)自電氣;9-送到電氣;10-水;11-粘結(jié)劑;12-蒸汽;Y1，Y2--演算器輸出;SP-設(shè)定值;PV-信號(hào)輸入;S-程控信號(hào);WM-原料稱量值;WR-回粉稱量值;WM1-原煤總稱量值;WB-粘結(jié)劑設(shè)定值;WW-加水量設(shè)定值;Φ1-原料煤的含水率;Φ2-回粉含水率;Φ-混煤機(jī)后的含水率;γ-粘結(jié)劑的添加率;M1-MUL-60m1的輸出;M2-MUL-60m2的輸出 。

我國(guó)過(guò)去對(duì)成型煤的粘結(jié)劑很少進(jìn)行系統(tǒng)與深入的研究。特別是對(duì)民用煤的粘結(jié)劑，有些人簡(jiǎn)單地認(rèn)為是泥巴、石灰之類的東西，而沒(méi)有予以重視。實(shí)際上，粘結(jié)劑是民用煤、成型燃料、炭素與石墨制品等許多領(lǐng)域中的一個(gè)重要間題。對(duì)民用成型煤來(lái)說(shuō)，粘結(jié)劑的質(zhì)與量不僅決定了成型煤的機(jī)械強(qiáng)度，而且對(duì)燃燒性能、發(fā)熱量、抗?jié)裥?、燃燒后灰渣的?qiáng)度、燃燒所造成的環(huán)境污染等均有密切的關(guān)系 。

粘結(jié)劑的作用一方面是產(chǎn)生了煤粒間的內(nèi)聚力，另一方面，粘結(jié)劑一般都具有較大的塑性，當(dāng)它們均勻分布在煤粒表面形成粘結(jié)劑膜后，使整個(gè)混合物具有可塑性，降低了煤料的彈性和改善了成型性。因此，煤料加入粘結(jié)劑后可大幅度的降低成型壓力。粘結(jié)劑在成型過(guò)程中起著十分重要的作用，它是煤粒之間相互粘結(jié)在一起的、不可缺少的"橋梁" 。

從理論上看，適量的粘結(jié)劑可擴(kuò)散到煤粒表面，形成膠體薄膜。因而可消除煤粒之間由于粘結(jié)劑不足而存在的"點(diǎn)焊"或"點(diǎn)粘結(jié)"現(xiàn)象，這時(shí)成型煤的機(jī)械強(qiáng)度最高。當(dāng)煤粒表面完整的薄膜形成以后，過(guò)量的粘結(jié)劑可以形象地認(rèn)為只增加煤粒外圍膠體薄膜的厚度，這不但無(wú)助于粘結(jié)性的提高，甚至成為煤粒密集的空間障礙。也就是說(shuō)，粘結(jié)劑用量過(guò)多、煤粒之間的粘結(jié)劑膜過(guò)厚，成型煤的機(jī)械強(qiáng)度反而下降了 。

型煤復(fù)合粘合劑可廣泛應(yīng)用于化工、化肥、玻璃、建材、冶金、煤氣、民用等行業(yè)用來(lái)生產(chǎn)民用或工業(yè)燃料型煤、氣化用型煤和冶金用型煤(球團(tuán))。可將煤礦、冶金等行業(yè)加工塊煤過(guò)程中的下腳料、煤粉等加工成型煤。

應(yīng)用領(lǐng)域