1 概述
褐煤因具有热值低、含水量高、易风化破碎、易自燃等特点，给其燃烧、运输、储存等方面带来了很多困难。将褐煤干燥提质后，制成具有一定粒度和压实度的型煤，将使其各方面性能均优于原煤，并可有效解决褐煤在运输、储存过程中易风化破碎、易自燃等问题。因而，褐煤的干燥提质及成型技术成为近年来褐煤处理及应用方面的主要研究方向之一。然而由于褐煤具有流动性差、易燃、易爆、易粉化以及在输送过程中保温困难等特点，在实际操作过程中可能会因流程设计不合理而造成系统能耗高、局部积料、产生煤尘污染等问题，从而存在经济效益差、安全系数低、运行不稳定、成型率低等缺点。在上述背景下，在国内外现有褐煤提质技术的基础上，结合实验研究，参考国内外近年来的褐煤提质技术，将管式干燥褐煤提质新技术简介如下。
2 试验材料与工艺流程
2.1 试验材料
2.1.1 原煤煤质分析
本文以内蒙古呼伦贝尔褐煤为研究对象，对新型褐煤提质技术进行深入的试验研究和分析。原煤的工业分析、元素分析及热值如表2-1、2-2所示。
表2-1 原煤的工业分析
表2-2 原煤的元素及热值分析
2.1.2 工业示范装置
该装置由热源系统、干燥及粉碎系统、分离系统、热压成型系统、控制及检验系统等构成。其中热源系统采用低压蒸汽，干燥及粉碎系统由管式干燥剂与可变速粉碎设备组合而成，分离系统由静电除尘、筛分等设备组成，热压成型系统由喂料机、成型机等设备组成，控制及检验系统由电气控制柜、氧含量测定仪、各类压力、温度变送器、调节阀门等组成。
2.2 工艺流程
褐煤干燥和成型工艺过程包括褐煤干燥和成型工艺， 褐煤干燥由原料储存、原料输送、煤粒破碎、管式干燥机间接干燥工序组成。在破碎、筛分和干燥过程中， 含水25% ～，35%，粒度50～ 30mm的褐煤， 经可逆锤式破碎机被高速旋转的锤头击向反击板而破碎成煤粒， 破碎后颗粒小于6.3mm，以满足管式干燥机要求的粒度，经多管干燥装置（简称管式干燥机）间接干燥后，含水量控制在9%～13%，干燥后的褐煤需要进行二次破碎，使颗粒小于1mm，温度控制在80℃（褐煤温度过高会影响后续弛张筛的筛板使用寿命），经过筛分之后，将煤粒物料送往压制成型工序。多管干燥装置排放的混合气体， 主要含有水蒸气、空气、粉尘及其他微量组分， 经电除尘装置处理后， 符合环保排放标准。干燥褐煤热压成型过程主要包括干燥后褐煤的输送、煤粒二次破碎、煤粒筛分、煤粒预压、煤粒高压辊压成型、型煤冷却、型煤输送等单元。
在热压成型系统，提质后褐煤经掺混料仓进入强制喂料机，在喂料机的高压下进入成型机。通过试验调整成型系统的喂料压力、成型压力、压辊线速度、辊缝间隙等参数，得到影响型煤品质的各参数的最优组合，并在此条件下得到合格的产品型煤。
2.3 主要设备简介
管式干燥机
单台回转鼓形体多管干燥装置（简称管式干燥机）的入口物料量为43. 3～ 60 t /h， 出口物料量为34～ 44 t/h， 单台多管干燥装置内蒸发水量为13～16 t/h。单台管式干燥机消耗蒸汽量为18. 38 t /h，出水比为0. 38 kg /kg， 换热面积为1 000～ 6 000m2，为使出料顺畅，管内有蛇形片。
3 结果与讨论
3.1 褐煤提质试验结果
3-1 干燥后褐煤指标表
图3-2干燥后的煤粉粒径分布
由上表可以看出，干燥后的褐煤品质较提质前有了较大程度的增加，水份由27.10%降至9.20%，低位发热量由3402 kcal/kg增加至4873 kcal/kg，粒徑50%以上分布在0.45～2mm，灰分无明显增加，多次试验表明，集破碎、干燥等技术于一体的褐煤提质新技术在能量分配，环保、系统安全等方面均比传统的气流干燥具有优势。
3.2 褐煤成型试验结果
干燥提质后的褐煤经热压成型后的照片及型煤的强度分析见图3-2及表3-2。
图3-2成型后的型煤
表3-2 型煤指标
由上表可以看出，型煤具有较好的抗压、跌落、浸水、浸水复干等强度，能够满足型煤远距离转运的要求。
3.2 结论
针对高挥发份、高含水量、易自燃褐煤的干燥问题，及现有褐煤干燥工艺存在的不足，该褐煤提质、成型新技术实现了破碎、干燥、成型等技术的优化组合，解决了目前褐煤干燥技术中存在的能耗高、系统调控困难，运行不稳定、安全性能低等问题。该技术具有安全、节能、环保、高效、稳定等优点。■