煤泥免烘幹降粘處理技術

　　導語：

　　針對煤泥處理難題，提出了一種煤泥免烘幹的處理方法，方便後續的運輸和利用。本期轉化果平台推薦的《煤泥免烘幹降粘處理技術》，通過向煤泥中直接添加降粘劑，使其失水脆化，達到易破碎、運輸存儲不粘的目的。試驗研究表明，吸/固水材料選擇101ZX樹脂、脫水助劑選擇醋酸鈣且二者質量比為9:1時，脆化效果最好，當降粘劑添加量為濕煤泥質量的8.9‰時，可以達到理想的脆化效果，同時又兼顧了經濟性。該技術不燃燒化石燃料，無煙塵尾氣排放，具有良好的應用和推廣前景。

　　煤泥免烘幹降粘處理技術

　　1. 研究背景

　　煤泥的主要來源是煤炭生產和洗選加工過程中產生的副產物，其主要應用是和高熱值煤摻混後作為動力煤燃燒使用。但濕煤泥的粘濕特性使其很難被資源化利用，同時也給煤泥的運輸和儲存帶來諸多困難。為了解決煤泥粘濕所帶來的問題，國內外均采用烘幹幹燥法處理煤泥，使其失水脆化後，方便後續的運輸和利用。

　　通過對煤泥進行深入的研究，提出了一種煤泥免烘幹的處理方法，即通過向煤泥中直接添加降粘劑，使其失水脆化，達到易破碎、運輸存儲不粘的目的。具體工藝為通過破碎機，將煤泥破碎成小塊，然後將特別研製的降粘劑添加入小塊煤泥中，然後將之混合捏合;添加降粘劑後的煤泥失水脆化，在後續的破碎步驟中可以輕易的破碎;破碎後的煤泥呈鬆散顆粒狀，即使再施加壓力也無法團聚，因此可方便地進行存儲、裝卸、運輸和摻混。同時對煤泥處理降粘劑進行了大量試驗，使其處理效率更高、處理後的煤泥狀態好，同時要求不引入重金屬和其他有害物質，對煤泥燃燒熱值無負麵影響，安全環保無汙染。

　　2. 技術原理

　　試驗煤泥選取自某選煤廠，該煤泥的SiO2含量為60.2%、Al2O3含量為30.0%、Fe2O3含量為4.3%、CaO含量為3.1%、TiO2和MgO含量均為1.2%。主要成分為SiO2和Al2O3，所含比例大於90%，且比例為2:1，與高嶺土的晶體化學式(2SiO2·Al2O3·2H2O)相符。

　　煤粉本身的持水性和粘性都較低，但是煤泥卻具有較高的持水性和粘性，而幹燥後的煤泥堅硬且具有很高的強度，這一點與高嶺土性質一致。通過以上03manbetx 並結合煤炭的形成機製和伴生礦物規律，可以推斷出該煤泥中含有大量的高嶺土，也正是由於高嶺土的存在才導致了煤泥的粘濕特性。

　　若要降低煤泥的粘性首先需要將高嶺土中的水分分離出來，為了防止其二次吸水，則需要吸水能力更強的材料將水分吸收，而且需要保證這種材料吸水後不會引起煤泥粘性的增加。但是通過物理擠壓或離心的方法很難將高嶺土片層間的水分分離出來，這時就需要降粘劑本身通過攜帶的離子電荷破壞和壓縮蒙脫石片層之間的穩定結構，從而迫使高嶺土將水分釋放出來，然後再進行吸收。因此，煤泥免烘幹處理降粘劑要求集脫水、吸水、儲水功能於一體，同時還需滿足環保要求。

　　選擇高價離子電荷作為破壞和壓縮高嶺土片層結構的主要工具，片層結構被壓縮後導致其持水空間坍塌，失去持水功能，水分子由片層中遊離出來，為下一步的吸/固水工作進行提供了基礎。

　　脫水助劑選取醋酸鈣和醋酸鎂，並通過試驗在二者之中擇優選擇。醋酸鈣脫水性能優於醋酸鎂，因此選取醋酸鈣作為脫水助劑並確定醋酸鈣的添加量為0.9‰。

　　超高性能吸水樹脂的吸水性能是高嶺土的幾百倍，因此選擇多種型號超高性能吸水樹脂作為吸/固水材料。所有高吸水樹脂型號均為公司自主研發的吸水樹脂，該組分為交聯網狀結構，具有吸水速度快、吸水倍率高、保水性好的特點。4種高性能吸水樹脂吸水速度快、吸鹽水率高，通過試驗擇優選擇，101ZX樹脂吸/固水效果最好，吸/固水助劑的添加量為8‰。

　　根據上述試驗，選定添加量為0.9‰的醋酸鈣作為脫水助劑、添加量為8‰的101ZX作為吸/固水樹脂，二者比例接近9:1。按此比例將醋酸鈣和樹脂進行複配製備成煤泥處理降粘劑，總添加量為8.9‰。

　　處理前的煤泥較粘且團聚成一團，這樣的煤泥無法用破碎機直接破碎，既難以運輸又無法和其他高熱值煤摻混後利用;而處理後的煤泥顆粒鬆散，即使施加壓力也無法團聚在一起，既便於運輸又可輕易地與高熱值煤進行摻混配煤後作為動力煤燃燒使用。

　　添加降粘劑後煤泥的熱值略有升高，水分和灰分略有下降。這是因為添加降粘劑後，煤泥中的自由水被降粘劑奪走，並貯存在其網格空腔內變成結合水，但水分仍然在整個體係中，這就是水分略有下降但變化不大的原因;因為降粘劑本身灰分隻有2%，因此添加降粘劑後煤泥灰分略有下降;由於煤泥中的自由水變成結合水，汽化熱降低，導致煤泥熱值略有提升。

　　3. 工藝流程

　　煤泥免烘幹處理工藝的本質是煤泥與降粘劑的混合和破碎，但是在工業化生產中，需要考慮設備的穩定及可持續的高效運行。因此需要對工業化處理工藝和設備選型進行研究，選擇一套合理的流程和設備。為了便於實現工業化生產以及後期的維護保養，所有設備均選擇市麵上常規型號設備。在原有的滾筒烘幹設備前端增加雙軸剪切破碎設備和螺旋定量輸料器，在末端增加錘式破碎設備。

　　具體工藝流程：濕煤泥經過雙軸剪切破碎機破碎成小塊煤泥，然後下料至刮板輸送機上，位於刮板輸送機上方的螺杆定量投料設備將預先按比例混合好的降粘劑和摻混料輸送至刮板上的煤泥，摻混降粘劑和摻混料的小塊煤泥在滾筒烘幹機內不斷翻滾和混合後在末端下料至帶式輸送機，由帶式輸送機輸送至錘式破碎機做進一步的混合破碎，再通過帶式輸送機輸送至滾筒篩分機進行篩分出料。

　　4. 應用效果

　　在某貨場，按此工藝使用中試設備已經處理超過3000t濕煤泥，經過配煤後全部送至某電廠使用，產品的儲存性、運輸性、熱值和有害物含量全部符合使用要求。

　　處理後的煤泥呈鬆散狀態且顆粒分明，平均粒徑小於或等於50mm，即使長時間堆積也不會導致煤泥再次團聚，證明煤泥免烘幹處理工藝是有效可行的。

　　5. 效益03manbetx

　　為了響應國家號召，國內大多數選煤廠的煤泥烘幹熱風爐都完成了“煤改氣”改造，在《煤炭清潔高效利用行動計劃(2015-2020年)》中提到，截至2020年，原煤入選比例提升至80%以上，以現在原煤產量計算，屆時全國將產生2.8億t的煤泥需要處理，消耗天然氣28億m3。若采用現有的幹燥工藝，使用高級能源來製造低級能源，不僅僅是本末倒置造成巨大的能源浪費和環境汙染，還會進一步加劇國家天然氣緊缺的局麵。新的煤泥免烘幹處理工藝在全國推廣開來，將會對國家的經濟、環境保護以及能源安全產生重大意義。

　　6.推廣應用前景

　　煤泥免烘幹處理工藝相對於烘幹法，在處理成本和環保方麵都具有較大優勢，免烘幹處理法不燃燒化石燃料，無煙塵尾氣排放，具有良好的應用和推廣前景。