型煤

自工業革命以來，人類大規模的使用化石能源，已經對我們的生態環境產生了不可逆的巨大不良影響。特別是進入新世紀，溫室效應日趨嚴峻，極端天氣層出不窮，環境污染持續加劇。在這種背景下，世界各國普遍調整能源政策，致力於發展環境友好型的能源利用途徑。

中國的能源問題更加嚴峻，能源雖然總量豐富，但人均佔有量較低。中國石油人均資源量僅約為世界平均水平的11%，天然氣只有5%左右，煤炭資源人均擁有量也僅相當於世界平均水平的50%左右。中國的能源結構是多煤少油少氣，據統計，截至2007年底，中國常規一次能源探明和剩餘可采資源量（包括煤、石油、天然氣和水能）中，煤炭佔73.2%，石油佔1.3%，天然氣佔1.3%，水能佔24.2%。2007年中國煤炭產量達25.36億t，消費總量達25．8億t，在一次能源的比重分別為76．4%和69．5%，煤炭的產量與消費佔絕對主力。中國的能源消費現狀決定了中國當前能源政策調整的重點在於對煤炭的清潔化、高效化使用。作為潔凈煤生產技術的一種，型煤生產具有操作簡單、技術成熟、成本低廉、節能增效明顯、廢氣排放量減少等優點，值得我們大力發展。

型煤是用一種或數種煤粉與一定比例的黏結劑或固硫劑在一定壓力下加工形成的，具有一定形狀和強度的煤炭產品。目前國內外型煤種類繁多，工藝類型複雜，為了清晰地了解型煤狀況，現簡單分類如下。

按用途分類

—般分為兩大類，即工業型煤和民用型煤。考慮型煤技術發展進程，可分為三大類，即工業型煤、民用型煤和特種型煤，它們還可以進一步詳細劃分。

（1）工業型煤可劃分如下。

①高爐煉鐵用型煤；

②蒸汽機車用型煤（因電氣機車日益增加，該種型煤用量在減少）；

③層燃鍋爐用型煤；

④煤氣發生爐用型煤；

⑤工業爐窯用型煤，又分為以下幾種：鑄造用型煤（型焦）、鍛造用型 煤、軋鋼加熱爐用型煤、倒焰窯用型煤。

（2）民用型煤可劃分如下。

①普通炊事用煤球；

②普通蜂窩煤（無煙煤）；

③上點火蜂窩煤（無煙煤）；

④煙煤上點火蜂窩煤；

（3）特種型煤（功能性型煤）劃分如下。

①點火型煤；

②耐火材料用型煤；

③燒烤型煤；

④火鍋用型煤；

⑤手爐用型煤（各種加香加藥等用於保健目的型煤）；

⑥固硫、消煙、有害氣體分離等多功能型煤；

⑦航空保暖型煤。

這些型煤已在我國成功地得到不同程度的應用，其中一些如燒烤型煤已進 入國際市場。

按形狀分類

型煤的形狀有：圓柱形、磚形、籠形、馬賽克型、球形、枕型、卵型等。球形又有實心球形和空腔球形之分。

按生產工藝分類

分為冷壓成型型煤和熱壓成型型煤兩大類。

（1）冷壓成型型煤：

按有無黏結劑再分為：

①有黏結劑型煤；

②無黏結劑 型煤。

按有無後處理生產工藝再分為：

①碳酸化型煤；

②普通冷壓法型煤。

（2）熱壓成型型煤。

按配煤再分為：

①配強黏結性煤或焦粉的配煤型煤；

②單種孔弱（不黏）煙煤型煤。

按生產工藝再分為：

①氣體熱載體加熱法型 煤；

②固體熱載體加熱法型煤。

用機械方法將末煤或粉煤加壓成型，具有一定形狀或粒度的煤製成品。常見的有煤磚、蜂窩煤和煤球等。型煤能提高燃燒效率、減少環境污染、擴大瘦煤、氣煤、長焰煤和褐煤等高揮發分弱粘結性煤的應用範圍，合理利用煤資源。

①化工用的型煤，一般為35～50mm的煤球，可用小於3mm的無煙煤或焦油產率大於10%的粉狀褐煤成型。主要用於化肥造氣，生產半焦、液體或氣體燃料和生產甲醇、醋酸等化工產品。②作蒸汽機車燃料型煤，有卵形和滴水型等幾種形狀。中國研製的機車型煤，可節煤8%以上。發展動力型煤需要解決燃燒過程中利用溫控掌握熱變形特性，利用配料技術改善煤質，以及提高型煤煤灰熔點等技術關鍵問題。譬如對於硫分高的煤，要利用催化逆平衡提高硫的轉化率，以減少污染。③型焦，是將弱粘結性粉煤成型后，在連續煉焦爐內焦化，或利用高速熱解析出膠質體的方法實現熱壓成焦。發展型焦可以擴大煉焦原料，提高焦爐效率。中國都用粘結劑低壓成型來生產工業型煤。粘結劑多為石灰、石油瀝青、焦油瀝青或紙漿廢液。用量視煤的可團性而定，一般為5～10%。

除普通煤球和蜂窩煤外，近年開始研製取暖用易燃煤球和家庭炊事用的上點火蜂窩煤。這種型煤的結構和原料配方比較複雜。一般由點火層、引火層和煤本體三部分組成。各層原料的配方不同。

①點火層多用氧化劑或石蠟與炭素、半焦粉等易燃物質摻加粘結劑混配。

②過渡層的燃點略高於點火層，起引火作用，所以要求原料煤發熱量大於6000kcal/kg，並具有合適的粒度。

③煤本體可因地制宜採用無煙煤、煙煤、褐煤、泥炭或浮選尾煤等。

用煙煤做的型煤燃燒時因揮發分和由熱解產生的遊離碳未能充分燃燒而發煙，故須將配料的揮發分控制在20～25%的範圍內，並添加適量焦末和石灰。使煤本體內部具有良好的微孔結構，為可燃氣體的均勻析出創造條件；還要改進爐具，保證供氧充分，實現完全燃燒和消煙。以無煙煤為主體的蜂窩煤，應適量加入揮發分高的煙煤，以增強火焰的溫度、高度和上火速度。如配料適當，上點火蜂窩煤燃燒后的氣體一般能符合環境保護要求，但成本略高。

（1）提高燃燒效率，減少能源浪費

作為中國民用型煤主體的蜂窩煤，配以先進爐具，熱效率比燒散煤高1倍。在各種潔凈煤技術中，工業型煤的能量轉化率最高，達97.5%，遠遠大於其它技術。鍋爐型煤產品粒度較大，可以保證燃燒時所需的空隙，燃燒效率較高，同時露煤量較少，與燃燒原煤相比，節煤15%~20%。

（2）減少環境污染

鍋爐燃用型煤可以大量減少大氣污染。與燃燒原煤相比，SO2排放量降低40%～60%左右，二氧化氮排放量降低40%左右，煙塵排放減少約60%，強致癌物（Bap）減少50%以上，具有明顯的環保效果。型煤在加工過程中加入固硫劑、粘合劑，可以使二氧化硫的排放量減少40%～50%，同時也可以減少固體粉塵的排放量。此外，型煤可使用工業廢料和農業廢料作粘合劑，變廢為寶，減少了三廢排放。

（3）改變單一煤種的性能缺陷

型煤的加工製造過程中，通過使用添加劑，將不同性能的煤種加以組合摻配，使粘結性指數、著火點、灰分、灰熔點、硫分、固定碳、揮發分以及發熱量等指標得到改善，增加了煤的反應活性、易燃性、熱穩定性，提高灰熔點，生產出各項指標滿足客戶要求的優質產品。比如，通過配煤可將非煉焦煤製成型焦，作為冶金焦的替代品；將煙煤製成無煙化型煤，替代造氣無煙塊煤，從而擴大煤炭的利用途徑。

（4）減少塊煤需求

中國工業鍋爐、窯爐中的有相當部分屬於層燃式，需要燃用塊煤；中國化肥工業合成氣以及燃料氣的生產都需要塊煤。發展工業型煤可以緩解塊煤數量少供不應求的局面，同時為細粒煤的合理、有效利用開闢了技術途徑。