劉周恩，崔艷紅

（1.北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司節(jié)能與低碳技術(shù)研究院，北京102200； 2. 北京銳光儀器技術(shù)有限公司，北京100015）

煤炭分級(jí)調(diào)濕技術(shù)研究探析

劉周恩1，崔艷紅2

（1.北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司節(jié)能與低碳技術(shù)研究院，北京102200； 2. 北京銳光儀器技術(shù)有限公司，北京100015）

在煤炭焦化、熱解和氣化等高值化利用過(guò)程中，需對(duì)原料煤進(jìn)行分級(jí)破碎調(diào)濕等預(yù)處理以達(dá)到使用要求。因此，對(duì)煤炭分級(jí)破濕處理技術(shù)進(jìn)行了研究探析，分析了這些技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。研究表明，煤炭分級(jí)調(diào)濕一體化類技術(shù)是煤炭分級(jí)調(diào)濕預(yù)處理技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，尤其是流化-氣流復(fù)合床一體化技術(shù)，應(yīng)著重研發(fā)這類技術(shù)，為滿足煤炭高值化利用提供滿足要求的原料。

煤預(yù)處理技術(shù)；分級(jí)；調(diào)濕; 研發(fā)進(jìn)展與趨勢(shì)；一體化

1 引 言

在煤炭焦化、熱解和氣化等高值化利用過(guò)程中，對(duì)原料煤粒徑和濕度均有一定要求。比如，煉焦裝爐原料煤的粒徑和濕度分別為＜3 mm和6%～9%(wt)[1]；又比如，循環(huán)流化床粉煤氣化裝爐原料煤的粒徑和濕度分別為＜8 mm和＜9%[2]。 但原料煤粒徑分布較寬，一般在0～20 mm，最大可達(dá)50 mm；濕度也較高，一般在12%)左右或更高。因此，在裝爐前必須對(duì)原料煤進(jìn)行破碎和調(diào)濕等預(yù)處理。

在原料煤破碎調(diào)濕過(guò)程中，原料煤的粒徑分布非常廣，相當(dāng)一部分粒徑較小的細(xì)煤組分不需破碎就滿足生產(chǎn)要求，若全部組分一起破碎，不僅增大破碎量及其消耗的機(jī)械能，且會(huì)將不需破碎的細(xì)煤組分再次破碎而生成大量粒徑過(guò)細(xì)的煤灰，在破碎及后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生“飛灰”現(xiàn)象，不僅惡化操作環(huán)境，且影響煤炭高值化產(chǎn)品的品質(zhì)[3]。由此可見(jiàn)，破碎應(yīng)集中于粗原料煤組分上。

同時(shí)，研究表明，煤炭的濕度一般隨其粒徑增大而變小，即粒徑越大濕度越小[4]，相當(dāng)部分粒徑較大的粗煤組分不用調(diào)濕即能滿足生產(chǎn)要求，若將這部分粗煤與其他組分一起調(diào)濕，將會(huì)使其調(diào)濕過(guò)度，也會(huì)造成“飛灰”等現(xiàn)象，影響操作和使用效果。由此可見(jiàn)，調(diào)濕應(yīng)集中于細(xì)煤組分上。

綜上，在煤炭破碎調(diào)濕之前，應(yīng)將原料煤分級(jí)成不同組分，根據(jù)組分的粒徑和濕度的不同分別破碎和調(diào)濕，這將改善煤炭處理效果，提高處產(chǎn)品煤的品質(zhì)，對(duì)煤炭高值化利用具有非常重要的意義。因此，本文著重研究了煤炭分級(jí)破碎調(diào)濕技術(shù)。其中，破碎一般作為獨(dú)立單元單獨(dú)進(jìn)行，與分級(jí)和調(diào)濕過(guò)程關(guān)聯(lián)不大，且破碎技術(shù)簡(jiǎn)單?；诖?，本文只講述煤的分級(jí)調(diào)濕技術(shù)。

2 煤炭分級(jí)調(diào)濕技術(shù)

煤炭的分級(jí)調(diào)濕技術(shù)按實(shí)現(xiàn)方式可分為三類：煤炭分級(jí)類技術(shù)、煤炭調(diào)濕類技術(shù)和煤炭分級(jí)調(diào)濕一體化類技術(shù)。

2.1 煤炭分級(jí)類技術(shù)

這類技術(shù)可分為煤炭篩分分級(jí)技術(shù)和煤炭氣力分級(jí)(又稱風(fēng)選)技術(shù)。

2.1.1 煤炭篩分技術(shù)

煤炭篩分分級(jí)技術(shù)主要用篩分機(jī)通過(guò)機(jī)械振動(dòng)方式將原料分級(jí)，其所用設(shè)備主要有固定篩、滾軸篩、滾筒篩、搖動(dòng)篩、共振篩、概率篩、等厚篩和振動(dòng)篩等，其中振動(dòng)篩設(shè)備相對(duì)于其它設(shè)備而言效果最好，是目前應(yīng)用最廣泛的篩分設(shè)備[5,6]。該類技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，所需設(shè)備少且簡(jiǎn)單，占地面積少，投資成本低，生產(chǎn)效率較高，單臺(tái)設(shè)備產(chǎn)能大。但分級(jí)不徹底，粗煤組分中夾雜大量細(xì)煤顆粒，尤其是原料煤濕度較大時(shí)，效果更差。該技術(shù)一般適用分級(jí)6 mm以上物料， 很難分級(jí)6 mm以下煤炭[7]。

2.1.2 煤炭氣力分級(jí)技術(shù)

煤炭氣力分級(jí)技術(shù)主要通過(guò)氣力夾帶對(duì)原料煤風(fēng)選分級(jí)，如哈爾濱煤炭工業(yè)公司用FX12型振動(dòng)流化床風(fēng)選機(jī)對(duì)原料煤分級(jí)，如圖1所示[8]。

圖1 FX12型風(fēng)選機(jī)工作原理示意圖Fig.1 Operational principle of FX12 winnowing separator

該設(shè)備最大可將15 mm以下組分分離出去。相對(duì)篩分分級(jí)技術(shù)而言，該技術(shù)工藝較復(fù)雜，所需設(shè)備較多，占地面積大，投資也較大。但該技術(shù)的分級(jí)效果很好，分級(jí)較徹底，細(xì)煤和粗煤組分之間摻雜現(xiàn)象較??；分級(jí)可調(diào)節(jié)性較強(qiáng)，分級(jí)切割粒徑可達(dá)0.12 mm，比較適合粒徑較小的煤炭分級(jí)；在分級(jí)時(shí)煤顆粒處在成流化態(tài)，粒徑不一的各組分分布較均勻，改善了原料煤品質(zhì)[9]；且在分級(jí)時(shí)若用熱風(fēng)介質(zhì)或?qū)ｉT(mén)加熱的話，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)煤調(diào)濕。

這兩種分級(jí)技術(shù)在工業(yè)中均廣泛應(yīng)用，只是則重點(diǎn)不同。相對(duì)而言，篩分分級(jí)主要用于分級(jí)要求不高的場(chǎng)合，尤其是分級(jí)粒徑較大的煤炭，其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)比較明顯；而氣力分級(jí)主要用于分級(jí)要求較高的場(chǎng)合，尤其是小粒徑煤的分級(jí)。

分級(jí)后再破碎粒徑大于要求的粗煤組分，大幅提高了煤炭破碎效果，降低能耗和飛灰量。但分級(jí)時(shí)難以同時(shí)調(diào)濕，分級(jí)后還需用專門(mén)設(shè)備對(duì)煤調(diào)濕以達(dá)到濕度要求。

2.2 煤調(diào)濕技術(shù)

煤調(diào)濕技術(shù)首先由日本于20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)利用，于20世紀(jì)90年代傳入中國(guó)并得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。這類技術(shù)根據(jù)其發(fā)展歷程可以分為三代[10]：熱介質(zhì)油回轉(zhuǎn)爐煤調(diào)濕技術(shù)（第一代）、蒸汽回轉(zhuǎn)爐煤調(diào)濕技術(shù)（第二代）和流化床煤調(diào)濕技術(shù)（第三代）。

2.2.1 熱介質(zhì)油回轉(zhuǎn)爐煤調(diào)濕技術(shù)（第一代）[11,12]熱介質(zhì)油回轉(zhuǎn)爐煤調(diào)濕技術(shù)的工藝流程如圖2所示，熱介質(zhì)油先由熱蒸汽等熱源加熱升溫，再通入回轉(zhuǎn)爐內(nèi)與煤換熱并對(duì)其調(diào)濕而達(dá)到濕度要求，換熱后熱介質(zhì)油從回轉(zhuǎn)爐內(nèi)排出后再次被熱源加熱而循環(huán)利用。

圖2 蒸汽介質(zhì)油回轉(zhuǎn)爐煤調(diào)濕技術(shù)工藝流程圖Fig.2 Schematic of coal moisture control technology withheat-transfer oil in rotary oven

該技術(shù)處理量大，調(diào)濕效果較好，但由于采用間接換熱，傳熱效率較低，流程復(fù)雜，裝置龐大，操作環(huán)節(jié)多，投資高，且所有原煤組分一起調(diào)濕，易使低濕度組分調(diào)濕過(guò)度，而高濕度組分調(diào)濕不足。

2.2.2 蒸汽回轉(zhuǎn)爐煤調(diào)濕技術(shù)（第二代）[12,13]

該技術(shù)由第一代煤調(diào)濕技術(shù)改進(jìn)而來(lái)，可直接以蒸汽為熱源對(duì)煤調(diào)濕，其工藝流程如圖3所示。該技術(shù)與第一代相似，不同之處在與蒸汽熱源不是先與熱介質(zhì)油換熱，再通過(guò)熱介質(zhì)油對(duì)原料煤加熱調(diào)濕的，而是蒸汽直接通入回轉(zhuǎn)爐內(nèi)加熱原料煤進(jìn)行調(diào)濕，調(diào)濕效果更好，產(chǎn)能大幅提高，是現(xiàn)在利用最為廣泛的煤調(diào)濕技術(shù)。但其與第一代技術(shù)相似，裝置龐大，投資高，占地多且技術(shù)操作復(fù)雜，且無(wú)法直接利用荒煤氣、熱煙氣等氣體顯熱。

圖3 蒸汽回轉(zhuǎn)爐煤調(diào)濕技術(shù)工藝流程圖Fig.3 Schematic of coal moisture control technology with steam in rotary oven

2.2.3 流化床煤調(diào)濕技術(shù)（第三代）[10,15]

本技術(shù)是日本石蘭焦化室開(kāi)發(fā)的，采用流化床調(diào)濕裝置，利用熱煙氣做流化介質(zhì)與物料煤直接接觸換熱調(diào)濕，其工藝流程如圖4所示。

圖4 流化床煤調(diào)濕技術(shù)工藝流程圖Fig.4 Schematic of coal moisture control technology with flue gas in fluidized bed

燃燒生成的250～300 ℃熱煙氣鼓入調(diào)濕裝置，在布?xì)獍遄饔孟?，在調(diào)濕裝置內(nèi)均勻分布；同時(shí)用加料器將原料煤加入調(diào)濕裝置內(nèi)并與熱煙氣混合接觸進(jìn)行熱調(diào)濕。調(diào)濕后粗煤組分經(jīng)卸料口排出，細(xì)煤組分隨氣流經(jīng)流化床上部排出，用除塵器捕集后回收。調(diào)濕后煤濕度可由10%(wt)調(diào)整到5%左右，粗煤分率從40%～50%提高到70%～80%。用該技術(shù)煤調(diào)濕時(shí)，煤與熱煙氣直接接觸，熱效率高，反應(yīng)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，工藝流程短，操作簡(jiǎn)單，投資少，并可簡(jiǎn)單分級(jí)。尤其值得一提的是，該技術(shù)以熱氣體為介質(zhì)，可直接利用焦?fàn)t荒煤氣、焦?fàn)t煙氣、或電廠內(nèi)低壓過(guò)熱蒸汽來(lái)對(duì)煤調(diào)濕。不過(guò)，在調(diào)濕過(guò)程中物料直接接觸，干燥迅速，所有組分一起調(diào)濕，極易造成局部調(diào)濕過(guò)度，物料以流態(tài)化態(tài)存在，尾氣內(nèi)灰分含量較大，易污染環(huán)境。

整體而言，以上三代技術(shù)均能有效對(duì)煤調(diào)濕，然而均是全部物料一起加入裝置而不能分級(jí)調(diào)濕，很難避免調(diào)濕不均。不過(guò)，從這類技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，流化床煤調(diào)濕技術(shù)是未來(lái)發(fā)展的熱點(diǎn)。

2.3 煤炭分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)

基于以上煤分級(jí)和調(diào)濕技術(shù)的特點(diǎn)，尤其是結(jié)合氣力分級(jí)和流化床調(diào)濕技術(shù)的特點(diǎn)和共性，人們開(kāi)發(fā)出煤分級(jí)與調(diào)濕一體化技術(shù)。利用這類技術(shù)，煤分級(jí)和調(diào)濕可在同一個(gè)設(shè)備內(nèi)耦合進(jìn)行，即在氣力作用下，原煤被分級(jí)成不同組分；同時(shí)，在氣流熱作用下，不同煤組分根據(jù)組分粒徑和濕度的不同在設(shè)備內(nèi)不同位置調(diào)濕，實(shí)現(xiàn)了在同一設(shè)備內(nèi)分級(jí)和調(diào)濕一體化，這大幅提高了生產(chǎn)效率，降低了設(shè)備投資和生產(chǎn)成本，尤其是可根據(jù)粒徑不同進(jìn)行分級(jí)和調(diào)濕，分級(jí)調(diào)濕后各組分再根據(jù)粒徑不同分別破碎，實(shí)現(xiàn)了分級(jí)調(diào)濕破碎，提高了調(diào)濕和破碎的效果。這類技術(shù)主要有振動(dòng)流化床分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)、移動(dòng)-流化復(fù)合床分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)、內(nèi)熱復(fù)合流化床分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)和流化-氣流復(fù)合床分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)等。

2.3.1 移動(dòng)-流化復(fù)合床分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)[16,17]該技術(shù)的工藝流程如圖5所示。熱煙氣 (230℃)從底部進(jìn)入分級(jí)調(diào)濕室內(nèi)，原料煤通過(guò)頂部加入。原料煤與熱煙氣在篩板上充分接觸換熱進(jìn)行調(diào)濕；同時(shí)調(diào)節(jié)溢流堰高度，使比重和粒徑不同的煤顆粒經(jīng)不同下料口排出而實(shí)現(xiàn)分級(jí)。排出的廢氣由布袋除塵器將細(xì)粉分離后排空。煤濕度在30 s 左右可由10%降到5%左右，分級(jí)后得到粗煤和細(xì)煤樣中大粒徑粗煤分率均為40%，使粉碎量減少了一半，降低了粉碎能耗。通過(guò)該技術(shù)，可有效地直接利用熱煙氣同時(shí)對(duì)煤炭分級(jí)與調(diào)濕，熱效率高，調(diào)濕效果較好，生產(chǎn)能力大。但是，該裝置移動(dòng)床流程過(guò)長(zhǎng)，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，容易調(diào)濕過(guò)度，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣，占地面積大，投資大，粗煤組分和細(xì)煤組分還存在相互摻雜現(xiàn)象，分級(jí)不徹底，這也體現(xiàn)了流化床分級(jí)不夠精確和徹底的缺點(diǎn)。

圖5 氣固流化床-移動(dòng)床分級(jí)調(diào)濕耦合技術(shù)工藝流程圖Fig.5 Schematic of coal moisture control integrated with classification in fluidized-moving bed

2.3.2 振動(dòng)-流化復(fù)合床分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)

該技術(shù)由中冶焦耐集團(tuán)開(kāi)發(fā)，利用熱煙氣在輸送床和振動(dòng)流化床集成的反應(yīng)器內(nèi)對(duì)焦煤分級(jí)調(diào)濕，工藝流程如圖6所示[18]。

圖6 振動(dòng)流化床煤分級(jí)調(diào)濕技術(shù)工藝流程圖Fig.6 Schematic of coal moisture control integrated with classification in vibrating fluidized bed

煤炭經(jīng)播灑裝置連續(xù)地拋灑到分級(jí)調(diào)濕裝置床面上，在振動(dòng)力和高速氣流作用下，所有煤料都處于劇烈運(yùn)動(dòng)中，大粒徑煤料 (如＞3 mm)在振動(dòng)布風(fēng)板上跳動(dòng)，快速移向出料口排出；中粒徑煤料 (如接近3 mm)從布風(fēng)板中心區(qū)隨氣流快速上升，沿兩側(cè)壁下滑回落或從低速處回落，如此循環(huán)數(shù)次，即可到達(dá)出料端，從由一組傾斜隔板隔出的不同高度的出料口溢出；小粒徑煤料 (如≤3 mm)被夾帶出，由細(xì)粒分離器、旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器收集。在分級(jí)時(shí)，在熱氣流作用下，大顆粒在布風(fēng)板上運(yùn)動(dòng)時(shí)被調(diào)濕，中粒徑煤在振動(dòng)流化床內(nèi)劇烈流化狀態(tài)下被調(diào)濕，小粒徑煤在被氣流夾帶走時(shí)被調(diào)濕，從而實(shí)現(xiàn)了分級(jí)調(diào)濕一體化。該技術(shù)分級(jí)效率高，物料與加熱介質(zhì)直接接觸，熱效率高；同時(shí)，物料處在高速氣流或者振動(dòng)狀態(tài)，無(wú)堆積或者氣流短路現(xiàn)象，調(diào)濕快，只需幾秒鐘，不同組分處在不同狀態(tài)，可根據(jù)粒徑和濕度的不同進(jìn)行調(diào)濕，調(diào)濕效果好。對(duì)于處于相同狀態(tài)的物料而言，在高速氣流夾帶或振動(dòng)狀態(tài)下而混合均勻，調(diào)濕效果均勻，且工藝較簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。但是，該裝置界面大，占地面積大，振動(dòng)流化床內(nèi)氣速較高，振動(dòng)和氣流輸送耗能高，振動(dòng)流化床內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。

2.3.3 內(nèi)熱復(fù)合流化床分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)[19,20]

該技術(shù)由中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所開(kāi)發(fā)，其工藝流程如圖7所示[19]。

圖7 內(nèi)熱復(fù)合流化床煤分級(jí)調(diào)濕技術(shù)工藝流程圖Fig.7 Schematic of coal moisture control integrated with classification in internal-heated fluidized bed

將170 ℃過(guò)熱蒸汽作為加熱介質(zhì)蒸汽通如內(nèi)置換熱器內(nèi)[20]，并通過(guò)布風(fēng)管向流化床內(nèi)均勻地鼓入空氣作為流化介質(zhì)，通過(guò)間接換熱，空氣被加熱成熱流化風(fēng)；同時(shí)從頂部向分級(jí)調(diào)濕裝置內(nèi)加入原料煤，其中粒徑較小的組分在風(fēng)力作用下沒(méi)有進(jìn)入截面較小的下段時(shí)就夾帶走，這一段基本為氣力夾帶段，剩余組分進(jìn)截面較小的下段后在風(fēng)力作用下以流化狀態(tài)存在，在裝置內(nèi)形成流化段，其中一些粒徑過(guò)大的組分由于難以流化而沉入底部，隨著物料排出而逐步下移，形成移動(dòng)段，物料實(shí)現(xiàn)了分級(jí)，在分級(jí)時(shí)，在內(nèi)置加熱器和熱氣流作用下，物料分別在氣力夾帶段、流花段和移動(dòng)段脫水調(diào)濕，從而實(shí)現(xiàn)分級(jí)與調(diào)濕一體化。

通過(guò)本技術(shù)的處理，物料濕度可從10%～12 %(wt)左右降到5%～6%，濕度約可降低5個(gè)百分點(diǎn)，基本可達(dá)到調(diào)濕目的，且該技術(shù)工藝較為簡(jiǎn)單，所需設(shè)備較少，投資較少，操作簡(jiǎn)便，操作成本較低。但是，由于氣力夾帶段截面積比流化段大，而為了保證物料能在流花段內(nèi)流化和過(guò)大煤顆粒不流化，同時(shí)也為了防止內(nèi)置換熱器風(fēng)力磨蝕，裝置內(nèi)風(fēng)速不能過(guò)高，這使氣力夾帶段風(fēng)速更低，在低風(fēng)速下，夾帶出的組分粒徑一般很小，一般在0.2 mm以下，基本起到除灰的作用，很難得到可用的小粒徑組分煤；由于流化分級(jí)特性，在流化段只能對(duì)物料粗分，且分級(jí)不徹底，因此整個(gè)分級(jí)效果較差。由于裝置內(nèi)風(fēng)速較小，風(fēng)速調(diào)節(jié)范圍不大，分級(jí)可調(diào)節(jié)性較小。物料從裝置上部加入，當(dāng)裝置截面較大時(shí)，很物料易分布不均，尤其是物料濕度較大時(shí)，更易團(tuán)塊，加料難度較大，且團(tuán)塊內(nèi)小粒徑組分很難在氣力夾帶段被分離出而直接隨團(tuán)塊進(jìn)入到流花段，這也惡化了分級(jí)效果。另外，由于是間接換熱，熱效率和利用率均偏低，加之內(nèi)置構(gòu)件改變了物料流動(dòng)狀態(tài)，流化效果較差，易局部積料和熱量分布不均勻，這會(huì)使局部溫度過(guò)高，甚至?xí)w升，極易造成物料中細(xì)煤組分自燃，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成失火事故。經(jīng)多年開(kāi)發(fā)，該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了500 kg/h工業(yè)中試，但由于自身局限，該技術(shù)距開(kāi)發(fā)成型并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用還需一定時(shí)日。

2.3.4 流化-氣流復(fù)合床分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)

本技術(shù)是由中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所開(kāi)發(fā)，其工藝流程如圖8所示。

熱煙氣從進(jìn)氣口進(jìn)入到裝置內(nèi)，在布風(fēng)管作用下，均勻地依次進(jìn)入流化床和氣流床內(nèi)，最后從頂部排出；同時(shí)向裝置內(nèi)加入原料煤，原料煤在氣力作用下被進(jìn)入氣流床內(nèi)，然后隨熱煙氣排出，經(jīng)分離器分離后獲得細(xì)煤組分；沒(méi)有被夾帶的組分落入流化床內(nèi)不斷流化，然后溢流口排出，而過(guò)大的顆粒組分不能被流化而落入流化床底部（布風(fēng)管下面）并從底部下料管排出，煤被分級(jí)成不同組分；在分級(jí)時(shí)，不同組分分別在裝置內(nèi)與熱氣流換熱調(diào)濕，從而實(shí)現(xiàn)分級(jí)調(diào)濕一體化。

圖8 流化-氣流床煤分級(jí)調(diào)濕技術(shù)工藝流程圖Fig.8 Schematic of coal moisture control integrated withclassification in fluidized-pneumatic bed

經(jīng)該技術(shù)處理，煤濕度可從10%～12%(wt)調(diào)整到5%～6%甚至更低，達(dá)到了調(diào)濕要求[22]。同時(shí)，由于加料口位于氣流床底部，氣速對(duì)進(jìn)料影響不大，內(nèi)構(gòu)件較少，不用考慮其風(fēng)蝕，因此氣流床氣速可根據(jù)分級(jí)需要而調(diào)整，分級(jí)調(diào)節(jié)性非常強(qiáng)。由于氣流床內(nèi)氣速可調(diào)性很強(qiáng)，在滿足流化床內(nèi)氣速的同時(shí)，可以在氣流床底部安裝二級(jí)進(jìn)氣口，從而根據(jù)分級(jí)和調(diào)濕的綜合效果，調(diào)整氣流床和流化床內(nèi)氣量配比，使分級(jí)效果和調(diào)濕效果達(dá)到最優(yōu)化，裝置和工藝操作的調(diào)節(jié)性很強(qiáng)。由于裝置內(nèi)的氣量可以根據(jù)需要隨意調(diào)節(jié)，在相同煤和氣體配比的情況下，可大幅增加原料煤處理量，通過(guò)開(kāi)發(fā)本技術(shù)進(jìn)行的2 t/h的中試試驗(yàn)效果來(lái)看，根據(jù)氣流床截面積來(lái)算，其單位面積的正常處理量為7.2 t/(m2·h)，最高可達(dá)15 t/(m2·h)左右，是其它技術(shù)裝置處理量的2～3倍[22]，在相同處理量的情況下，大幅減少了裝置的占地面積，降低了投資成本。不過(guò)該技術(shù)與其它采用氣力分級(jí)調(diào)濕的技術(shù)一樣，其加料要求較高，尤其是原料濕度不能太高，否則容易團(tuán)塊，不利于進(jìn)料和分級(jí)，可能會(huì)造成“瀉料”現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)堵料塞現(xiàn)象。

相對(duì)于其它煤分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)，本技術(shù)基于較強(qiáng)大的分級(jí)調(diào)濕調(diào)節(jié)性和單設(shè)備大產(chǎn)能等特點(diǎn)，其優(yōu)勢(shì)比較明顯，是未來(lái)具有良好發(fā)展前景的煤分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)。

整體而言，煤分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)是結(jié)合煤分級(jí)技術(shù)和煤調(diào)濕技術(shù)的特點(diǎn)和共性近年來(lái)才開(kāi)發(fā)出來(lái)，雖然技術(shù)還不太成熟。但是這類技術(shù)相對(duì)于單獨(dú)的煤分級(jí)技術(shù)和煤調(diào)濕技術(shù)，已展現(xiàn)出強(qiáng)大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)煤預(yù)處理技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和熱點(diǎn)，尤其是流化-氣流復(fù)合床煤調(diào)濕一體化技術(shù)。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文著重地分析研究了高值化用煤的分級(jí)和調(diào)濕預(yù)處理技術(shù)，隨著煤炭高值化利用對(duì)煤質(zhì)的要求越來(lái)越高，煤炭分級(jí)和調(diào)濕預(yù)處理技術(shù)迅速發(fā)展，開(kāi)發(fā)出許多相關(guān)技術(shù)，且經(jīng)多年研發(fā)，這兩類技術(shù)逐步向一體化方向發(fā)展，這是煤炭分級(jí)和調(diào)濕預(yù)處理技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和方向，雖然這些技術(shù)都還不太成熟，但其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)出來(lái)。因此，建議研發(fā)這類技術(shù)，尤其是流化-氣流復(fù)合床分級(jí)調(diào)濕一體化技術(shù)，以滿足未來(lái)煤高值化利用的需求。

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Study on Coal Graded Crushing and Moisture Control Technology

LIU Zhou-en1，CUI Yan-hong2
（1. Institute of Energy Conservation & Low Carbon Technology, Beijing Shenwu Environment & Energy Technology Co., Ltd., Beijing 102200, China；2. Beijing Sharp Optical Instrument Co., Ltd., Beijing 100015, China）

Before coking, pyrolysis or gasification of coal , feed coal need be retreated, such as coal graded crushing, moisture control and so on. In this paper, the coal graded crushing and moisture control technology was analyzed and studied, and characteristics and development tread of the technology were discussed. The results show that, the coal graded crushing and moisture control technology is the development trend of coal pretreatment technology, especially the technology of fluidization- entrained flow bed, which should be emphatically developed.

Coal pretreatment technologies; Classification; Moisture control; Development trend; integration

TQ 530

： A

： 1671-0460（2015）10-2413-05

2015-04-23

劉周恩（1979-），男，河南鶴壁人，中級(jí)職稱，博士學(xué)位，2011年畢業(yè)中國(guó)科學(xué)院，研究方向：從事能源化工技術(shù)研發(fā)工作。E-mail：lzetf2014@163.com。