粉煤成型能把低效、非洁净原煤转化为高效、洁净能源;扩大化工原料煤来源;合理利用劣质燃料;促进相关工业技术革新，型煤炼焦是粉煤成型工业的重要发展。

成型原料性质不同，成型时需要采用不同的成型工艺。煤炭成型按成型的工艺条件分为冷压成型、热压成型和球团法成型。如下页图所示。

冷压成型是在型煤配合料温度低于100℃的条件下成型的工艺，包括无粘结剂成型和粘结剂成型两种工艺。是粉煤成型的主要方法。型煤配合料是由粉煤、粘结剂和添加剂按比例配合成性能符合成型要求的物料。

无粘结剂成型是不用粘结剂的成型工艺，按成型压力大小可分为低压成型、中压成型和高压成型。成型压力小于50MPa的成型叫低压成型，主要用于生产无烟煤湿煤棒作合成氨原料，也用于含泥页岩的煤成型，这种成型方法未获广泛应用; 成型压力为 50～100MPa的成型叫中压成型，主要供无烟煤和泥炭配料成型，但型煤强度较低;成型压力大于100MPa的成型叫高压成型，主要用于年轻褐煤或中年褐煤的成型，是成熟的成型方法。粘结剂成型是在成型过程中外加粘结剂等添加剂的成型工艺。所使用的粘结剂包括有机物粘结剂、无机物粘结剂和复合物粘结剂。包括物理成型和化学成型两种。物理成型是粘结剂在成型过程中只起粘结作用。如沥青、造纸废液或粘土作粘结剂的成型方法。化学成型是粘结剂在成型和型煤固结过程中发生化学变化而起粘结作用，为石灰碳酸化型煤的成型方法。

热压成型是利用型煤配合料在高速加热到大量形成胶质体的温度，胶质体作粘结剂，在出现塑性变形时以胶质体作粘结剂加压成型的工艺。这种成型方法多用来生产型焦。

球团法成型是在粘结剂和水的作用下，型煤配合料无需加压力，在圆盘式或滚筒式球团成型机中滚动成型。成型产品是球团。该法用得不多。

型煤的发展首先是从民用开始的。18世纪，人们便以黄土等作粘结剂。用手工制成煤球或煤砖作为民用燃料。19世纪末期英、法、荷兰等国才将粉煤成型发展到机制生产的工业阶段，并研制出专门的成型设备——对辊成型机。1908年，日本发明了带孔的、能单个燃烧的蜂窝煤，并于1912年开始手工生产和大量销售。1926年，世界第一台蜂窝煤机问世。1955年，日本又研制出了上燃式蜂窝煤。为了改善其上火速度，又经过了一个相对漫长的发展时期，直到1976年才发展成了点火后几分钟即可炊事用的快速点火的上燃式蜂窝煤。1950年，灵堡的一位专家发明了以低挥发分煤为主要原料生产家用无烟燃料的热压型块的Ancit方法，1967年在亚鲁大多尔夫进行了大规模的工业生产，生产能力为10～12t/h。在世界范围已形成了现代的民用型煤技术，其使用的范围和种类也在不断地发展。

工业型煤起步较晚。20世纪初，德国先开始生产褐煤砖用于锅炉燃烧，并于30年代研究成独特的褐煤成型的两段炼焦工艺。

1933年，日本引进德国型煤技术生产机车用型煤。到1971年，日本铁路机车有79%烧用型煤，成为国外工业型煤用量最多的行业。1955年，日本将蜂窝煤的燃烧方式由下面点火改成从上面点火，并研制成用半张报纸可点燃的无烟煤上点火蜂窝煤。1969年，世界高炉会议肯定了型焦生产工艺是高炉冶炼技术的重要发展方向之一。由此，世界形成了型焦研究和开发的高潮。各国纷纷成立型煤和型焦和研究机构，先后出现了20多种利用弱粘结煤或不粘结煤生产型煤和型焦工艺。

中国是最早生产和使用型煤的国家。1975年，在河南省荥阳县发掘的西汉炼铁遗址中，挖出了一批∲180×80mm的带孔的型煤，是蜂窝煤的雏形。在以前还发掘出元朝用煤、木炭和花果树枝作成的取暖型煤-香饼，以及用粘土作粘结剂的手摇煤球。这证明在两千年以前中国就开始生产和使用型煤。但在1949年以前几乎没有型煤工业。1954年，中国在北京、上海等地利用国产设备建立起一批民用煤球厂。1956年，北京开始生产手工蜂窝煤。1958年，中国制造出仿日本式的蜂窝煤机，从而形成了民用型煤工业。1978年，研制成火柴点火的上点火蜂窝煤和单个燃烧的暖盒煤球。1979年初，研制成无烟煤上点火蜂窝煤。

中国的工业型煤是从1958年研制型焦开始生产的。先后研制完成4种不同型焦生产工艺，建成30多个型焦生产厂。1964年研制成化肥造气用型煤，1965～1966年先后在河北省唐山市和广东省建成化肥型煤试验厂。1968年，在北京建成年产8万t化肥型煤和机车型煤的工业生产线及1万t的型煤生产试验线。1982年研制成功无烟清洁燃烧的锅炉型煤和工业窑炉型煤。近几年来，用物理加工方法全面改变型煤性质，以满足专门用户的要求，研制出可固硫和改善热变形特性，燃烧时定向开花的工业锅炉和工业窑炉用型煤。并正向着高效、洁净、可控等方面发展。

煤炭成型时，粘结剂与煤粒之间的作用是一个复杂的物理化学过程。不仅与粘结剂和煤炭本身的性质、结构有关，而且和成型条件密切相关。由于煤具有以非极性表面为主，煤表面有一定粗糙度和孔隙、润湿性差且疏水性强、成型颗粒粒度小、有可塑性和弹性等主要物性，成型时可利用煤本身的粘结性或外加粘结剂，采用适宜的成型粒度、水分在一定的压力作用下，克服煤的弹性，使煤粒之间互相靠近，产生塑性变形，并被此粘结成型。

主要有成型压力、加压条件、成型水分、型煤配合料粒度和粘结剂用量等。

成型压力成型压力越大，颗粒排列越紧密，分子内聚力越大，型煤强度越高，但压力过高，颗粒将被压碎，颗粒总表面积增加而相对接触面积减小，型煤强度反而降低。对于无粘结剂成型，煤化程度低褐煤的成型压力为100～150MPa，煤化程度高褐煤的成型压力为160～200MPa。对于粘结剂成型，烟煤和无烟煤的成型压力为5～30MPa。

加压条件包括加压方式和加压时间。加压方式有单向加压和双向加压两种。单向加压的型煤上下两面的密度不同，厚度不能太大;双向加压不受此限。在型煤弹性变形阶段使压力维持一段时间，可使弹性变形转化为塑性变形，故加压不宜过快，否则型煤可能破碎。

成型水分指型煤配合料的全部水分，包括煤料的水分、粘结剂等添加剂的水分及成型过程加入的水分。型煤配合料水分因煤种、成型压力和配合料粒度而异，一般为8%～18%。

型煤配合料粒度成型过程是物料颗粒表面相互作用的过程。最适宜的粒度是保证颗粒接触最紧密，大小相间，有利于物料密集。

粘结剂用量成型过程中所用的粘结剂一般分固态和液态两种。固态粘结剂应与煤料均匀混合，液态粘结剂不仅要在煤料颗粒表面上形成薄膜，而且还要尽可能填满颗粒间的全部空隙。粘结剂用量取决于粘结剂和成型物料本身性质，也取决于配料、搅拌方式和对型煤质量要求。通常有机粘结剂用量是7%～12%;无机粘结剂中粘土用量为8%～12%，石灰为20%左右。

近年来,随着工业化用煤的日益增长,对块煤的需求不断增加。但是随着综采水平的提高和下组煤开采比例的增多,粉煤含量不断增加,加之长途运输,到达用户手中的原煤有相当一部分是粉煤,从而导致块煤供不应求和大量粉煤积压的矛盾日益加剧。为了改变这种状况,大力发展粉煤成型工业是解决这一矛盾的重要途径,它不仅可以极大地提高粉煤利用率,还可以提高经济附加值,其节能率也十分明显 。

发展粉煤成型技术也是减少环境污染的重要途径。煤中含有一些有害元素,在其直接燃烧过程中会对大气环境造成严重的污染。据环保部门统计,1999年我国烟尘排放量为1614万t,其中70%来自燃煤,SO2排放量为1780万t,其中90%来自燃煤。

燃煤带来的大气污染,酸雨蔓延,气候反常,生态破坏等,不仅危害我国人民的健康,制约社会经济的发展,还会危及其它地区。据我国数年来推广型煤的经验表明,燃用型煤较燃用散煤可提高锅炉燃烧效率和煤的利用10%～20%,使烟尘排放量减少80%～91.2%,加固硫剂的型煤可使SO2排放量减少20%～36.3%.2

相对于其它煤种而言,我国无烟煤储量较少,约占我国煤炭资源储量的17.0%,而且分布仅限于少数省份,主要集中分布在山西(约46%)和贵州(约30%),各地所产无烟煤煤质差异较大,唯有山西省晋城地区和阳泉地区所产无烟煤煤质最好,是我国两大无烟煤供应基地,所产无烟煤几乎销往全国各地,倍受用户欢迎。

粉煤无烟块煤不足,无烟粉煤积压

山西晋城地区和阳泉地区所产无烟煤属高热值优质无烟煤,它具有热稳定性好、抗碎强度大和低灰分、低硫分、低挥发分以及固定碳含量高、灰熔点高等优点,广泛用于化肥工业,以及冶金、建材、机械、玻璃、陶瓷、纺织等行业中的合成气和工业燃料的生产中。晋城、阳泉两地区年产无烟煤约计5000万t以上,由于机械化开采,块煤率最高不足40%.两地区每年大约产3000万t粉煤,这些无烟粉煤除铁路、公路外运销售外,两地每年约积压400万t～500万t,积压的粉煤,长年堆积于坑口,侵占农田,日晒雨淋,煤质变坏,加之水冲,造成环境污染,积压了资金,又浪费了能源。

粉煤无烟粉煤的加工利用方向

优质无烟粉煤的积压是最大的煤炭资源浪费,把它们加工成气化型煤,供合成气和燃料气生产使用,以解决无烟块煤供应的不足是最好的途径 。

开发以无烟粉煤为主要成分的民用型煤和手烧炉型煤,供沿海省市使用;开发出口型煤供北欧、西欧各国烧壁炉使用,其效益十分可观;大力发展无烟粉煤为主要成份加炼焦煤的型焦生产,既无环境污染,投资小,成本又低。

中国现有1000家以上中、小化肥厂,多采用固定床间歇式气化法制半水煤气加工合成氨,无烟块煤是小化肥厂生产的优质原料。我国无烟块煤年需求量约4000万t,而产量却不足2000万t,一方面是严重的短缺,但是另一方面,每年有上亿吨的

无烟粉煤产生,市场需求不旺,大量积压,既浪费资源,沉淀了资金,又严重污染了环境,为弥补市场短缺,只能依靠无烟粉煤成型来满足市场的需求。山西晋城无烟煤是优质化肥用煤,晋城无烟块煤和无烟粉煤产地价差约60元/t,但在河北、山东、安徽、湖北等地差价高达200元/t,这为型煤厂的建设提供了绝好的市场和获得收益的可能。气化型煤无论其发展规模、经济效益和社会效益在国内工业型煤领域中均居领先地位,加之中小化肥厂的利润较高,为气化型煤技术更新提供了良好的条件,我们应抓住机遇,通过气化型煤的开发推广,从而带动其它型煤技术的发展。

粉煤成型时所选取的粘结剂,应从粘结剂原料来源、经济成本、粘结剂制备工艺以及型煤产品所达到的质量要求,包括型煤的用途,环保要求等方面进行综合考虑 。

近年来,我国在型煤粘结剂的研究方面取得了不少进展和成果,总体看来,由于煤本身的复杂性以及经济效益和型煤的用途要求的不同,不可能有一种通用的粘结剂。从众多的研究结果看,可以用作制取型煤粘结剂的原料是很丰富的,从目前已应用的或正在进行研究的粘结剂的品种来看,可以用作型煤粘结剂的物料很多。目前国外对粘结剂的研究重点是直接从煤中提取粘结剂和复合粘结剂,而国内开发的重点是利用价廉易得的工农业废弃物制备复合粘结剂。可以说制取型煤的关键是由选取的粘结剂的种类、性质所决定。

选取粉煤成型粘结剂,应综合利用各种物料的特性,发挥各自的长处,使其物尽其用。开发多种物料配制的复合粘结剂,应使其制取工艺简便、成本低廉、无污染,以保证不同型煤用户得到质量合格的型煤。