煤 泥 燃 烧 的 现 状 及 发 展 建 议

潍坊天洁环保科技有限公司是集研发、制造、服务为一体的现代高科技企业，致力于环境治理设备和流体动力技术装备的研发和制造工作，是生产除尘设备、通用风机和特种工业风机的专业厂家，产品主要包括各类袋式除尘器、高中低压离心通风机、工业锅炉通（引）风机、轴流通风机、消防排烟风机及各种耐高温耐腐蚀特种风机等。

吕家坨矿煤泥的性质如下：
（1） Cad、Had、Nad、Oad、Sad含量分别为52.10%、3.48%、0.97%、4.54%、0.90%。
（2）Vad、Aad、Mad分别为19.62%、35.38%、2.6%，Qad为15.38MJ/kg。
吕家坨矿制浆燃烧工业试验系统如图4所示。
该矿采用从煤泥沉淀池提取煤泥制浆，其工艺流程是，在煤泥池中的耙斗机装满煤泥后，由钢丝绳牵引耙斗，将煤泥送入刮板输送机后进入制浆桶，根据所需要的浓度加水搅拌制成煤泥浆，用泵将制好的煤泥浆送至筛子，去除大颗粒和杂物，筛下品送入储浆罐用泵打入锅炉燃烧，筛上品掺入锅炉原有燃料中供层燃。
该种制浆工艺具有制浆能力大，可靠性强，浆体浓度易控制等特点，在吕家坨矿取得了良好效果。
燃烧试验是在10t链条锅炉上进行的，煤泥浆的喷枪为CWS1250型系列产品，分别使用螺杆泵供浆。为操作方便，在喷枪上装有浆压表和风压表。
用灰分40%左右、浆体浓度为55%的煤泥浆与洗中煤进行掺烧，掺烧量在30%～60%之间，均取得满意效果，锅炉热效率达到69.59%，比单纯烧洗中煤提高21.09%。
1——煤泥池；2——耙斗机；3——绞车；4——刮板机；5——制浆桶；6——倒浆桶；7——倒浆管；
8——废浆管；9——输浆泵；10——进浆管；11——回浆管；12——压风机房；13——送风管；
14——流量计；15——调节阀；16——喷枪；17——储浆桶；18——振动筛
图4 吕家坨矿制浆燃烧工业试验系统图
掺烧煤泥浆后，还取得了满意的经济效益，由于洗中煤售价为215元/t，煤泥85元/t，制浆费约5元/t，掺烧后的蒸汽成本比单纯烧中煤的成本降低近20元/t。
3 煤泥燃烧发展的认识与建议
（1）洗煤泥的回收与利用是当前煤炭行业迫切需要解决的问题，而通过燃烧途径解决煤泥的利用是十分有效的，因此应该大力发展和推广该项技术，使之在煤矿中见到效果。
（2）为了鼓励煤矿充分利用好煤泥，有关领导机关和政府部门应制定一定的优惠政策，支持煤矿将煤泥用于发电、取暖或其它用途。
（3）煤矿应该根据各自的特点，选择和研究适合于自身情况的技术途径，充分燃用煤泥。对于有电厂的煤矿，可采用兴隆庄矿或永荣矿务局的技术，即挤压泵将煤泥送入沸腾炉掺烧或混烧；对于供热锅炉或电厂锅炉也可采用浓缩煤泥浆直接喷烧技术。总之，要因地制宜，做好基础性调查研究及小试工作后，再确定方案，以避免不必要的浪费与损失。
(4)煤炭科技人员要根据当前燃用煤泥浆中存在的技术问题和不完善的部分，继续开展研究工作，解决煤泥长期稳定燃烧问题，并要做好推广与转化工作。

图1 兴隆庄煤矿电厂的煤泥燃料制备系统图
为从根本上解决问题，浙江大学、兖州矿务局等单位在兖州矿区开发了高效益、大批量处理洗煤泥的新途径，即将洗煤泥就地作为锅炉燃料用于供热和发电，研制了用于兴隆庄煤泥电厂配用6 000kW发电机组的35t/h燃烧洗煤泥流化床锅炉和燃料的供应系统。
兴隆庄煤矿煤泥电厂的原料采用选煤厂浮选原煤（压滤机的滤饼）。煤泥中碳（Car）、氢（Har）、氧（Oar）、氮（Nar）、硫（Sar）元素的含量分别为34.51%、2.31%、7.29%、0.61%、0.79%，灰(Aar)含量为29.49%，含水量(War)25%，挥发份(Vdaf)43.34%，发热量12.351MJ/kg。
兴隆庄煤泥电厂的燃料供应系统如图1所示。
压滤机的滤饼由贮煤泥场经装载设备装入集料斗，除杂后由带式输送机送至锅炉厂房顶部，在带式输送机上进行水份和重量的监测，煤泥在厂房顶部经挤碾团块后进入配煤的链板机，分配到各炉顶部的给料机，成型后送入炉内进行燃烧，该系统的最大输送能力为40t/h。
35t/h洗煤泥流化床锅炉的特点如下：
（1）采用大粒度高位给料，使洗煤泥凝聚结团特性得以利用，以减少燃料的损失，提高燃烧效率。
（2）采用异重流化床技术，防止聚团大颗粒沉积，保证稳定运行。
（3）采用不排渣运行方式，减少重度床料的损失，避免燃料排渣损失，进一步提
高了燃烧效率。
该项技术和设备于1991年底通过了技术鉴定，多年来运行情况良好，锅炉热效率达83.5%（燃烧效率96%），除完全解决了煤泥排放对环境的污染外，还创造了较好的经济效益。该项技术的研制成功，为我国煤泥综合利用探索出了一条很好的技术途径。
2.2 混烧洗煤泥、煤矸石的35t/h循环流化床发电锅炉和煤泥挤压送料技术
四川永荣矿务局在开发了洗煤矸石发电技术的基础上，“六五”期间又在电厂一台10t/h的流化床锅炉上成功地完成了全烧煤泥发电的工业试验，稳定地燃用水份为25%～30%，灰分为50%～55%的永荣选煤厂煤泥，锅炉燃烧效率平均达到95.45%，在“八五”期间，又在一台20t/h循环流化床煤矸石锅炉上成功地进行了煤泥煤矸石的混烧工业试验（混烧, 煤泥量在30%～70%），其锅炉的热效率在80%以上，取得了很好的经济和社会效益。接着永荣矿务局和浙江大学进一步合作，开展了混烧洗煤泥、煤矸石发电的35t/h循环流化床发电技术的研究工作，该技术于1997年通过了技术鉴定。
永荣矿务局煤泥和煤矸石特性见表2。
表2 永荣煤泥和煤矸石分析数据
　 Cad/% Had/% Nad/% Sad/% Oad/% Mad/% Aad/% Vad/% Qb/kcal·kg-1
煤泥 34.54 2.42 0.58 0.62 7.61 2.18 54.23 16.91 3284
煤矸石 28.47 2.02 0.46 4.25 6.32 1.81 61.84 14.24 2733
永荣矿务局煤矸石、煤泥混烧流化床锅炉采用了挤压泵与管道输送上料系统，这就简化和进一步完善了煤泥燃烧技术的给料部分，为今后的推广创造了良好的条件。
挤压泵的主要优点是：煤泥在泵内流动仅与软管接触，与泵的其它零件不会有化学作用；工作过程中煤泥自动吸入，无泄漏运行；滚轮挤压软管的耗能小、故障少，由于是容积泵，适于调节流量，适用的煤泥浆浓度范围广；可逆向输送，便于清理。挤压泵存在的问题是：国产的软管寿命仅为100～500h；工作压力一般不超过1.5MPa。
该煤泥制备系统包括了搅拌、除杂、筛粗和储存等设备，其工艺简单，操作方便，制备好的煤泥可短期存放，输送系统全封闭占地少、运行可靠，为锅炉的良好燃烧创造了有利条件。
新设计的混烧洗煤泥、矸石35t/h循环流化床锅炉的特点是，采用异重流化床煤泥、煤矸石较低循环倍率（2～5）的燃烧技术；适于煤泥、煤矸石燃烧的特殊炉膛和分离器的结构；采用了严密的防磨措施和床下热烟气点火方式。
通过工业试验表明，该系统不仅能全烧煤矸石，而且能混烧重量占30%～92%的煤泥，当煤矸石热值在5.72～13.36MJ/kg，洗煤泥热值在4.28～10.99MJ/kg时都能保持稳定的燃烧，该锅炉的热效率达85.35%，燃烧效率达95.12%。
永荣矿务局荣昌选煤厂年产煤泥约5万t，热值在5.5～6.0MJ/kg，如全部用于发电，可发电1 700万kWh，纯利润280万元。
2.3 浮洗尾煤制浆沸腾炉燃烧发电技术
徐州矿务局庞庄矿选煤厂年洗煤能力190万t，年产煤泥10～15万t，华煤水煤浆中心与徐州矿务局合作，用浮选尾煤制成煤泥水煤浆，供给该矿自备电厂10t/h沸腾炉燃用，以替代部分沸腾煤。
庞庄矿选煤厂煤泥含Cdaf56.5%，Hdaf3.38%，Ndaf0.96%，Odaf38.83%，Sdaf0.33%，含灰份Ad 27.67%，水份Mad 0.26%、Mar 24.14%，挥发份Vdaf36.84%；发热量Qd5305kcal/kg，Qar 4025kcal/kg。
煤泥浆的制备系统见图2。选煤厂的煤泥饼，经入料溜槽进入双轴捏混机，由管道
从尾煤耙式浓缩机引来的煤泥底流，大部分进入双轴捏混机，另一小部分加入调浆桶来调整制浆浓度。在捏混机中加入少量添加剂，与滤饼、底流混合后分配到二个调浆桶搅拌成浆，滤去杂质后用螺杆泵输入储浆罐，供电厂锅炉燃用。该系统所制备的煤泥浆技术参数为：重量浓度：62%+2%；粘度：＜3000cp (100s-1)；粒度：＜1.0mm； 稳定性：1周；添加剂用量：≤0.5‰。
图2 庞庄矿煤泥制浆工艺流程图

制备好的煤泥浆进入炉前缓冲罐，经螺杆泵加压后通过煤泥浆喷枪射入沸腾炉燃烧。煤泥浆的掺烧比例从40%逐步提高到全烧。燃烧炉温稳定，床层稳定，系统易控制，渣量减少，大部分煤泥灰随烟排出。锅炉热效率，当烧40%沸腾煤加60%煤泥浆时为85.20%，而全烧沸腾煤时为84.05%。
庞庄矿煤泥售价为50元/t，每吨煤泥浆加工费若不用添加剂为60元，1t沸腾煤售价为107元，每吨煤泥能代替1.14t沸腾煤，若按掺烧比例2/3计算，全年可燃用3.5万t煤泥（6.5万t煤浆），其效益超过200万元/a。
2.4 选煤厂煤泥水浓缩制浆燃烧技术
煤科总院煤化所和邢台矿务局合作，开展了东庞矿选煤厂耙式浓缩机底流不经压滤机直接浓缩后，制成煤泥浆送往流化床发电锅炉中与矸石混烧的研究工作，并取得成功。
东庞矿煤泥的Mad为1.74%，Aad为33.71%，Vad为25.46%，FCad为39.09%，Qnet,ar为17.117MJ/kg。
东庞矿煤泥制备系统的流程图如图3所示。

图3 东庞矿煤泥浆燃烧工艺流程图
选煤厂的浮选尾煤由浓缩机浓缩,其底流(压滤机入料）分别用两台螺杆泵送至电厂深锥浓缩机。其缩度为48%左右的底流，除杂后送至两个搅拌池，搅拌后的物料用螺杆泵送到电厂锅炉燃烧。入炉的煤泥浆量为1.5～5t/h，煤泥浆浓度47%～50%，平均发热量1900kal/kg，每吨煤泥浆可代替发热量6 000kcal/kg左右的东庞煤0.317t。每台锅炉的掺烧煤泥浆量约为36 000t，可替代东庞矿原煤11 400t，原选煤厂选煤工艺为浓缩机底流进入压滤机压滤成含水25%左右的滤饼，采用新工艺后省去了压滤机的费用，全年可节省加工成本40万元以上，效益达到250万元/a。
2.5 高灰煤泥浆直接喷燃技术
开滦矿务局和煤科总院唐山分院合作，共同在吕家坨煤矿开发研究了高灰煤泥浆直接喷燃技术，并进行了工业试验，取得良好效果。
开滦吕家坨矿是以水采为主的大型矿井，年设计能力3Mt，除原煤全部入选外，还要对井下大量煤泥水进行处理，因此煤泥的排放量较大，年排放煤泥量可达20万t。以前煤泥多为地销,造成环境污染.开滦局为合理有效地利用煤泥资源，从1995年开始利用煤泥制浆、喷燃、与洗中块煤掺烧应用于锅炉。