0、 引 言
黑龙江省的煤炭贮量占该省不可再生能源的90%以上，因此，未来50年，煤炭仍将是主要能源。该省煤炭利用以直接燃烧散煤为主，故二次污染大。以哈尔滨市为例，每年燃煤600多万t，向大气中排放大量的C02、S02等污染物，占造成空气污染的总污染物的65%，严重污染环境，且原煤燃尽率低，造成很大的能源浪费。基于该省大气污染的现状，研究原煤的洁净燃烧、利用有着重要意义。型煤技术是适合我国国情的一种经济实用的洁净煤技术。层燃锅炉燃用型煤，同燃用原煤相比，可节煤8%～20%，减少烟尘60%，减少S02排放量40%~ 60%，可提高煤炭的利用率、减少环境污染。型煤技术虽然在中国洁净煤技术中占有重要位置，但因其在实际推广应用过程中受众多因素的制约，因此，也存在不少问题。文中通过对层燃锅炉结构、燃烧过程等方面的研究，分析层燃锅炉燃烧机理及燃煤烟气和烟尘产生的原因，并对煤炭进行加工，使之成为与工业层燃锅炉炉型相匹配的优质动力燃料，从而提高煤炭燃烧效率、减少燃煤对大气环境的污染。
1、实验过程
1.1原料与加工工序
根据黑龙江省的煤炭资源特点，选用三种不同的原料煤，其煤质工业分析指标见表1。
把三种原料煤用双层筛分别筛分，筛孔尺寸分别为25和3 mm。大于25 mm粒级可以作为民用块煤出售，3—25 mm作为颗粒煤的原料，<3 mm粉煤作生物质型煤的原料。
根据用户锅炉的特点和对煤质的要求，利用上述三种3～25 mm粒级颗粒煤按一定的比例进行配煤，再加入复合添加剂，加工成适应普通工业锅炉要求的洁净颗粒煤；小于3 mm粒级的末煤经过配煤，一定比例的生物质混合，在复合黏结剂作用下，片j普通成型机成型。生物质型煤与颗粒煤按一定比例掺混，形成适用于层燃锅炉的高效、洁净的复合颗粒燃料煤。复合颗粒燃料加工工岂如图l所示。经过筛分、配煤、添加添加剂等工序后加工的颗粒煤和生物质型煤的煤质指标如表2所示。
1.2 燃烧实验
在满足锅炉燃烧要求、燃尽率等条件的基础上，合理调整生物质型煤和颗粒煤的比例，使燃烧产生的烟尘、S02排放量达到环保要求，成为层燃锅炉高效、洁净的复合颗粒燃料。使其在专用环保检测锅炉内试烧，得到的环保热T测试指标如表3所示。
由表3可以看出，工业锅炉燃用颗粒清洁煤，其烟尘初始排放量、二氧化硫排放量、林格曼黑度达到了一类地区标准，而且锅炉燃烧稳定、炉膛温度高、热效率高、炉渣含碳量低，具有显著节能效果。
2、复合颗粒燃料煤的生成理论分析
2-1配煤原理
配煤质量指标的计算是基于煤质I业分析指标具有可加性的基础上实施的，实验结果表明，煤质的干燥基指标具有可加性。干燥基的各项指标计算符合式(1)。
2.2煤炭分级燃烧理论
煤炭在结构固定、燃烧时间固定的工业锅炉内燃烧，粒度越大，燃烧时间越长，燃料的不完全燃烧损失就越多；反之，粒度越小，比表面积越大，越有利于燃烧和提高燃尽率。但是，对于3 mm以下的细粒煤粉，在预热段易被鼓风机吹起，导致烟尘排放量增加。因此，控制原料煤的粒度下限，可以减少燃烧排尘量，降低烟尘污染。粒度越均匀，其堆积越松散，燃煤的空隙度越大。空气可以比较容易地通过粒度分布均匀的床层，在燃烧过程中，颗粒之间有足够的空气流动量，可加快同定碳与氧气、二氧化碳、一氧化碳等气体之间的氧化还原反应。实验证明，颗粒煤在3~ 25 mm粒级内，燃尽率和烟尘排救量都比较理想。
2.3添加剂技术
通过添加剂存层燃锅炉对燃煤燃烧性能系统研究，选择具有助燃、催化、圊硫、消烟降尘功能的添加剂成分。不同反应温度的添加剂可以提供燃煤在不同阶段所必须的部分活性氧，提高煤在燃煤过程中挥发分释放速度和炭粒燃尽速度。添加剂中具有不饱和键的金属氧化物还能促进燃烧反应过程中的c-c键断裂，减低燃煤的着火温度，缩短预热时间，相应缩短了燃烧时间，同时，添加剂中的同硫成分可以减少s0：排放量，减轻环境污染。
2.4生物质型煤技术
煤粉成型后，由于空隙率减少，挥发分在燃烧过程中释放较慢，影响型煤的燃烧效果，特别是链条炉排锅炉，往往造成接火困难、火焰短、燃尽率低等，严重影响工业型煤的推广。为此，必须改变工业型煤的燃烧特性，减低型煤的着火温度，力lI快挥发分的释放速度。煤粉中加入一定量的生物质细末，在特定的黏结剂和工艺条件下，利用普通成型机压制成型，制成生物质型煤。生物质型煤由于加入了一定量的低着火点、燃烧速度快的生物质，在燃烧巾，生物质在低温时首先燃烧，为着火点高的煤创造了良好的燃烧环境。生物质燃烧后形成的大量微孔，加大了煤粒的表面积，促进燃烧过程的氧化还原反应，改善了燃烧条件，加快了型煤的燃烧速度。
2.5颗粒燃料复配
生物质型煤的挥发分大，生物质燃烧过程形成的孔隙加快了型煤的燃烧速度。但型煤普遍存在的缺点是尺寸单一，在燃烧过程巾，导致炉排上透风量过多，锅炉燃烧和操作受一定影响。粒度均匀的生物质型煤与粒度不均匀的颗粒煤相混配，既可以减少细粒燃料量，又可保证合适的床层松散度，促进燃烧的进行。锅炉燃烧实验结果表明：燃烧产生的烟尘、S0：排放量达到环保要求，而且锅炉出力容易控制。
3、结束语
生物质型煤与颗粒煤掺混形成的复合颗粒燃料煤适用于层燃锅炉。通过添加复合颗粒洁净煤添加剂和混入一定量的生物质型煤，使颗粒配煤燃烧性能得到改善；同时添加剂减少了燃煤的炯牟和二氧化硫的排放。
燃煤排放是中国大气污染的主要原因之一，工业锅炉窑炉和民用燃煤足主要的污染排放源。由此引发的能源问题已成为某些地区制约经济发展的主要因素之一。因此，针对我国燃煤引起的大气的污染现状及原因，加快洁净煤技术产业化发展的需求日益迫切。改进工业燃煤现状，发展颗粒清洁煤可以较廉价地实现动力煤的洁净燃烧，这是一种比较简便、投资小、收益快的洁净煤技术，具有较好的推广应用前景。
三门峡富通新能源销售生物质锅炉，同时也销售生产生物质颗粒燃料的颗粒机、秸秆压块机、木屑颗粒机等生物质燃料成型设备。
