[发明专利]压块机及型煤的制造方法

说明书

本发明涉及压块机及型煤的制造方法，它是将粉状体、特别是将粉状的煤压缩成形，使它成为燃煤锅炉、暖炉等的燃料的制造型煤的方法及使用这方法的压块机。

至今，在这种压块机中是将直径5mm以下的粉状煤在2个旋转的压辊之间压缩成形而制成型煤，使其成为燃煤锅炉、暖炉等的燃料。以前使用在煤中混合5～8％的煤焦油沥青、淀粉等粘接剂的配料，压辊宽度的平均压缩力在1t/cm以下，但近年来已发展成用3t/cm的高压缩力成形，使粘接剂减少、或者不用粘接剂，只用颗粒之间的粘着力制成硬的型煤。还发展成在煤粉中混合进10～15％的木材粉等，制成排烟量少的型煤。

在大容量的压块机中、压辊宽度较大、压辊轴承的负荷也较大，因而轴承直径和轴承箱也较大，压辊直径在600mm以上。将型煤的大小制成与以前使其在暖炉里燃烧的块状煤大致相同，压辊圆周方向长度为40～50mm、厚度为30～35mm、压辊宽度方向长度为40～60mm。就压块机的尺寸大小而言，将压辊直径在300mm以下的称为小型、直径在400mm以上的称为大型的。

由于煤中常含有较多的硫黄，因而在这种场合下将作为脱硫剂的消石灰(Ca(OH)₂)或石灰(CaCO₃)、以相对于煤中的硫黄为1.5以上克分子比的量混合，使其在燃烧过程中起反应，将50％以上的硫黄形成石膏而留剩在灰中，降低排气SOx。特别在品位低的煤中，灰分从15％变成50％，虽然有的含有硫黄1％至3％以上，但在这种品位较低的煤中将上述消石灰以10％以上重量比混合。灰分中大部分由氧化硅(SiO₂)和氧化铝(Al₂O₃)构成，分布在煤的颗粒之间。它们大多以500μm以下微粒形式含在煤中。

在上述的用压辊宽度单位长度的压缩力3t/cm成形的型煤中，颗粒之间的空隙是5～10％以下，15％以上的灰分和作为脱硫剂的消石灰以粘着的方式埋在煤的颗粒之间，因此，借助具有可塑性的灰分和消石灰的粘接力使强度增加。进而借助灰分中的硅、铝成分和消石灰在强的压缩力下紧密结合而反应，形成没可塑性的合化物、制成硬的型煤。这种硅、铝成分和消石灰的吸附反应、在消石灰相对于硅、铝成分达到3％左右、塑性达到最大限度。

但是，在这种把灰分和消石灰的硬反应物埋在煤颗粒之间的型煤中，由于这个反应物在燃烧时会妨碍从表面着火的煤颗粒向内部延续的燃烧，对于由传递到内部的热量引起的热分解所产生的气体通过颗粒之间向外部放出也有妨碍，因而使型煤的燃烧速度降低。因此在把它用到暖炉里时，发热量不足，会使室内温度降低；在把它用到燃煤锅炉里时，从炉端部将灰排出时，有时型煤的芯部没烧尽而没能得到规定的燃烧量。

为了改善这种缺陷，将型煤的尺寸缩小是有效的。由此热量能较好地传递到型煤内部，使芯部的热分解气体增加，容易向外部排出，能提高燃烧速度，而且能使每个型煤的燃烧时间缩短，能减少在燃煤锅炉里的没烧尽问题。

但是，有时难以用上述压辊直径在600mm以上的大容量压块机制造这种小型型煤。图3是示意地表示压块机的压辊部分的正视图。一般如图所示、在压块机的2个回转的压辊1a、1a′表面上雕刻着构成型煤的阴模的凹坑P，当从上方把原料粉末供到上述2个回转的压辊1a、1a′之间时，借助雕刻着凹坑P的压辊面和原料间的摩擦力，将原料咬入到压辊间，随着压辊朝箭头方向的回转而将其压缩、成形，制成与凹坑P形状相同的型煤。

原料开始咬入的咬入点a和压辊1a的中心点的连接线，与2个压辊的中心点的连接线OO′构成咬入角θ，如果压辊表面状态和原料的特性相同，则即使压辊直径改变、譬如变成压辊1b、变成咬入点b，咬入角θ也大致相同。而且在压辊直径较大的场合下，从咬入点到压辊间隙变成最小的OO′线上的体积变化量变成最大。即，在分别使用大压辊直径的压辊1b和小压辊直径的压辊1a时的原料的体积变化量之差与分别在咬入点上的压辊间隙长度bb′和aa′之差大致相同。

即，在使用大直径压辊时，加压原料上的压缩力变大，而且，在制做小型型煤的过程中与大型型煤相比、前者的体积变化更加较大。而且，在受到最大压缩力的OO′线上附近、由凹坑P表面和大致成形的型煤表面间的摩擦阻力所形成的剪断过大，在型煤内部产生裂缝，并且因压缩力过大而使煤颗粒破碎，有时会形成较脆弱的型煤。相反，当压辊直径变小时，由于压缩力也变小，因而不得不使型煤小型化，但这时使生产率降低。