胡兰平
四川电力设计咨询有限责任公司，四川 成都 610041
摘要：我国作为用煤大国，煤炭使用后产生的煤泥数量庞大且无法得到统一有效处理。既产生了能源的浪费又成为了构建绿色资源循环利用系统的重要阻碍。但若改变视角，煤泥将为大量低能源需求领域的提供重要能源支持，为能源的合理分配提供更多的可能性。
引言：煤泥作为用煤过程中特有的能源废料，其能源价值经常被用煤单位忽略。但从实际出发，随着产能结构性调整，新型能源的发展，煤炭作为传统能源急需在新思路中发掘新用途。而对于煤泥的利用则是其中比较具有实践的必要与实践性的一种，本文将探讨几种对于煤泥在燃烧发电方面的工业技术，分析其利弊并给出适用情景。
一、煤泥干燥利用方法解析及使用案例
煤泥的产生方式多种多样，但其共有的特点为含水量大。所以燃烧煤泥电厂最初使用的工艺是将煤泥干燥处理后进入锅炉燃烧。在干燥利用方法中，根据干燥方法的不同，还可以具体分为滚筒干燥、碎干式与气流式。本文在此主要介绍滚筒式，此种方式的简要流程为：将湿煤泥滤饼送入压滤车间，经过出料刮板机进入密封刮板机，然后进入滚筒干燥机。与此同时，冷空气经鼓风机进入热风炉，产生的热烟气进入滚筒干燥机。机器的滚动加大了两者接触面积，在此过程中煤泥受高温烟气加热蒸发水分。两者在滚筒中完成质热交换后，干燥后的煤泥产品由密封刮板排料机转载后进入带式输送机转运送至锅炉煤仓。而热烟气在此时则成为尾气，依次通过旋风除尘器、引风机、湿式除尘器、烟囱排至大气。其中湿式除尘器内的水及水雾层将分别捕集和吸附含尘气流中的粗细颗粒后变成污水进集水池；集水池下常设两台泵，一台打溢流供湿式除尘器循环用水，另一台打底流至浓缩机。运用滚筒干燥的方法可以使煤泥中的水分大量减少，基本接近普通煤块的质量，方便用煤企业使用、运输与存储。同时，煤泥在干燥过程中凝结成块，提高了发热量，更加适用于高热量需求。
但这一方式的缺点也不容忽视。第一，煤泥干燥过程中需要大量产生热烟气，需要大量消耗水资源进行净化处理。第二，煤泥中的水分在干燥过程中大量蒸发，煤泥因此凝结成块，但由于煤泥产生方式复杂、不同种类煤块产生的煤泥质量不同、长期露天存储中大量杂质加入等因素使得成型的煤泥发热量不稳定、质量不统一，无法大规模稳定生产。第三，即使经过除尘处理，干燥过程中产生的废气依然含有烟尘，浓度基本为 ≤100 mg / nm3 。随着设备使用时间的延长，这一数值将持续上升，空气污染的风险较大。第四、利用热烟气吸附煤泥中的水分需要烟气达到极高的温度，在干燥过程中，热烟气的热量将直接排放到周围环境中，形成热量污染。
通过对干燥方法的解析，本文认为，煤泥干燥处理的放法使用应综合考虑对于环境的危害、水资源的大量需求等因素。其最佳运用方式应是在采煤过程中进行资源的循环利用。例如：煤炭开采现场需要大量电力进行设备、照明、生活等活动。而煤炭开采现场往往远离供电中心，建立和铺设供电系统的成本较为高昂。干燥处理方法设备较为简单，产生的热能更大，且不会对另一处自然环境产生污染，方便企业在开采过程中进行污染的集中处理。开采煤炭时，将优质煤炭进行售出，而在开采过程中产生的劣质煤炭、加工过程中产生的煤炭残渣则通过形成煤泥的方式运用干燥法加以处理。产生的热能直接形成电力，反补给煤矿开采、矿工生活等用电项目，实现煤矿的电力自给。
在这一案例中，不仅煤泥作为能源的价值被合理利用，煤矿本身也因为低廉的电价而节约了成本。煤泥对于环境的污染也大幅度降低
二、煤泥管道运输燃烧发电方法的解析及使用案例
干燥法通过蒸发的方式力求最大限度的除去煤泥中的水分。但在实际运用中，这种方法的弊端促使人们思考将煤泥中的水分保留是否也是一种利用方式。因此，管道运输燃烧发电的方法应运而生。所谓的管道运输是指选煤厂直接利用原始煤泥，加入适当水分通过搅拌搓和制成膏状物。在燃烧时直接利用膏状物进行发热。具体的过程如下，首先选煤厂需要对煤泥进行第一次压滤，筛选出杂质较少的煤泥压入膏体制备机。之后煤泥进入膏体制备机进行调水制浆, 通过测定水分，搅拌搓和降低煤泥的含水量。在此时，煤泥已经初步形成了膏状，含水率大约为25 %～ 30 %。然后，煤泥落入除渣机, 进行第二次除渣。这一此的除渣需要更加彻底，确保膏状煤泥的发热量达到标准，并尽可能减少影响燃烧的杂质。经除渣排杂后, 膏体状煤泥将卸入位于柱塞泵房内的煤泥储仓。在使用时，依据锅炉负荷的需求对储仓内的煤泥加压, 通过正压给料机压入柱塞泵中, 柱塞泵二次增压后通过复合煤泥输送管路送入电厂锅炉间, 最后在锅炉给料设施入炉燃烧。煤泥给料点可布置在锅炉中下部或顶部。这一方法与干燥利用的最大不同在于对水分的处理。管道运输使得煤泥原有的水分得以保留，并在此基础上利用原有的水分制成膏体。在最大限度上保留了煤泥的质量，发热量更大。而在存储方式上，管道运输将流动性大的煤泥制成膏体。在稳定性上更加优秀，存储量也更大。从实际运用角度也可以发现管道运输方式也更多。
但管道运输的方式也有其固有的缺点。第一是在运输煤泥过程中需要经过管道，煤泥对于运输管道本身会造成大量的污染。第二，因为膏体本身含有大量的水分，在燃烧中并不能像干燥的煤泥块进行完全燃烧，残留的煤渣在锅炉中凝聚将大大缩短设备的使用寿命。第三、管道运输对于煤泥的质量提出了较高的要求，而鉴于实际生产中煤泥质量参差不齐、种类纷繁复杂、产生方式复杂难以同一等因素，并没有足够的煤泥供给。
本文通过比较两种方法以及分析管道运输的核心设计理念认为，煤泥管道运输的燃烧方式较为适合建立大型综合发电厂。但与一般发电厂的选址条件不同，这一类型的发电厂应当选择在中小型煤矿的聚集处设立。例如：某一城市富含中低质量的煤矿资源。其矿产品质并不足以支撑大型优质煤矿开采厂，只吸引了数量较多的中小型煤炭开采企业。这类企业的资质较低，开采过程中产生的煤泥很多情况下无法独自妥善处理。这时，当地政府可以在各家企业的聚集地设立以管道运输为利用方式的煤泥发电厂，通过铺设管道的方式将分散的煤泥集中到发电厂。由于集中了各个矿区的煤泥，发电厂的电力相较于自给自足的干燥燃烧发电厂将拥有更多的电力。因此发电厂既可以成为供应煤矿开采的能源，也可以支撑当地的居民生活用电。在这一案例中，通过管道运输集中的方式为发电厂提供大规模发电的可能，缩小了成本与利润方面的差距。也为整治中小型煤矿开采污染提供了新的方式。
结论：煤泥干燥燃烧与煤泥管道运输燃烧时目前煤泥燃烧发电的主要方式。两种方式主要的区别在于对煤泥中水分的处理。前者力求除去煤泥中的所有水分，提炼单位重量内煤泥的纯度。后者则利用水分制成膏体，争取大批量低热量的燃烧。两种方式各有利弊，需要企业进行慎重的选择。解决煤泥的回收再利用问题，不仅是开辟新能源、提高煤炭资源利用率的必然要求，也是保护环境，建设绿色生态社会的必经之路。希望本文可以为煤泥利用提供新思路，与行业内人士共勉。
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