焦粉替代瘦煤的配煤煉焦試驗(yàn)研究

1、第期（總第期）年月煤化工CoalChemicalIndustryNo.2（TotalNo.141）Apr.2009焦粉替代瘦煤的配煤煉焦試驗(yàn)研究王大力劉平劉開(kāi)明（太原煤炭氣化（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，太原030024）摘要通過(guò)煤巖顯微分光光度計(jì)系統(tǒng)對(duì)焦粉配煤煉焦進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，研究了焦粉的配入量對(duì)配合煤的鏡質(zhì)組最大反射率及區(qū)間變化和顯微組分變化的影響，結(jié)合小焦?fàn)t產(chǎn)品各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)的變化，得到太原煤氣化公司焦化廠焦粉的最佳配入比例為，最佳粒度范圍為占、占、占。煤巖顯微分光光度計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用，不但促進(jìn)了焦粉回配煉焦技術(shù)更加系統(tǒng)和精細(xì)，也保證了在焦粉配入后焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定。關(guān)鍵詞焦粉配煤煉焦煤巖顯微分光光度

2、計(jì)文章編號(hào)：（）中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：焦粉作為焦化廠焦炭產(chǎn)品之一，需求低、價(jià)格低。煉焦用焦粉回配替代原料煤，既可以拓展煉焦煤資源，降低生產(chǎn)成本，又解決了焦粉的堆放和銷售問(wèn)題。不同的單位針對(duì)最佳焦粉回配比以及粉碎粒徑的大小進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，焦粉的回配比對(duì)焦炭質(zhì)量有較大影響，合適的回配比可同時(shí)提高焦炭的塊度和抗碎強(qiáng)度。為了使焦粉的回配技術(shù)更加系統(tǒng)和精細(xì)，確保焦粉回配后焦炭的質(zhì)量仍然能保持穩(wěn)定，太原煤氣化公司在對(duì)焦粉的回配比和粒徑進(jìn)行研究的同時(shí)，利用煤巖顯微分光光度計(jì)，系統(tǒng)地對(duì)配合煤鏡質(zhì)組的最大反表1煤種焦煤瘦煤晉陽(yáng)煤射率及區(qū)間變化進(jìn)行了觀察。通過(guò)對(duì)配合煤顯微組分的變化、容惰比的變化以及小焦?fàn)t

3、和生產(chǎn)產(chǎn)品焦炭的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)變化進(jìn)行分析，并根據(jù)有關(guān)煤巖學(xué)配煤理論，對(duì)配煤比進(jìn)行了優(yōu)化，確定了切合實(shí)際的焦粉配入量和粒度。1.1試驗(yàn)試驗(yàn)用煤試驗(yàn)用煤選用焦化廠煤場(chǎng)各單種煤（晉陽(yáng)煤、焦煤、瘦煤、焦煤）及實(shí)際配入煉焦的干燥破碎后焦粉，其工業(yè)分析結(jié)果列于表。各單種煤及焦粉工業(yè)分析結(jié)果AV，特征GYX體積曲線波型平滑下降型之山混合型之字型焦煤焦粉焦粉焦粉1.2配煤方案在生產(chǎn)實(shí)際配煤比的基礎(chǔ)上，按配入焦粉的量，且分實(shí)際粒度（為，為）和小粒度（為，為）兩種粒度，同時(shí)減少相應(yīng)的瘦煤配入比例，制定了種不同的配煤方案，具體配煤方案見(jiàn)下頁(yè)表，各方案對(duì)應(yīng)的裝爐煤鏡質(zhì)體反射率和顯微組成以及所產(chǎn)出的小焦?fàn)t焦炭的質(zhì)量分析

4、數(shù)據(jù)分別列于下頁(yè)表和表。收稿日期：作者簡(jiǎn)介：王大力（），男，年畢業(yè)于華東化工學(xué)院，高級(jí)工程師，主要從事煉焦等煤化工技術(shù)工作。年月王大力等：焦粉替代瘦煤的配煤煉焦試驗(yàn)研究表2焦粉配煤方案其他配煤比方案編號(hào)焦粉粒度配入量焦煤晉陽(yáng)煤焦煤瘦煤表3裝爐煤編號(hào)鏡質(zhì)組最大反射率鏡質(zhì)組各配煤方案對(duì)應(yīng)的裝爐煤鏡質(zhì)體反射率及顯微組成主要顯微組成穩(wěn)定組礦物絲質(zhì)體半鏡半絲微粒體焦粉（）表4方案編號(hào)機(jī)械強(qiáng)度工業(yè)分析小焦?fàn)t焦炭質(zhì)量分析數(shù)據(jù)篩分組成反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度MMAV，CRICSR1.3試驗(yàn)過(guò)程煉焦設(shè)備為電加熱小焦?fàn)t。裝煤前炭化室樣，進(jìn)行工業(yè)分析；從三級(jí)焦炭（、）中按比例取做轉(zhuǎn)鼓（機(jī)械強(qiáng)度）試驗(yàn)；按規(guī)定制取試樣，進(jìn)行

5、焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)。爐墻溫度達(dá)到（±）后，將燃燒室溫度升至（±），并保持穩(wěn)定。裝煤后將燃燒室溫度在半小時(shí)內(nèi)升至（±）。一次裝煤量（干基），粒度（），結(jié)焦時(shí)間，焦餅中心溫度2.1結(jié)果與討論焦粉配入量對(duì)焦炭質(zhì)量的影響從表中可以看出，焦粉配入和未配入焦，燃燒室溫度和焦餅中心溫度是用熱電偶和電子電位計(jì)自動(dòng)記錄。熄焦后全爐焦炭稱量并做篩分試驗(yàn)；從的各級(jí)焦炭中按比例取出焦炭制備焦粉相比，對(duì)焦炭工業(yè)分析結(jié)果影響不大。焦粉配入量煤化工CRI焦粉配入量年第期對(duì)抗碎強(qiáng)度M和耐磨強(qiáng)度M的影響分別示于圖和圖。由圖可知，焦粉配入量對(duì)抗碎強(qiáng)度M造成的波動(dòng)不大。但從圖中可以看出，在焦粉

6、配入量增大時(shí)，耐磨強(qiáng)度M有上升趨勢(shì)。M試樣編號(hào)CRI圖4焦粉配入量焦粉配入量對(duì)CRI的影響CSR焦粉配入量焦粉配入量試樣編號(hào)M圖1焦粉配入量焦粉配入量對(duì)M25的影響M焦粉配入量試樣編號(hào)CSR圖5焦粉配入量焦粉配入量對(duì)CSR的影響2.2配入焦粉的粒度對(duì)焦炭質(zhì)量的影響焦粉在煉焦過(guò)程中屬于惰性物，在高溫下不熔試樣編號(hào)M圖2焦粉配入量融。在設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案時(shí)，我們考慮了實(shí)際生產(chǎn)的粒度與進(jìn)一步破碎后的粒度兩個(gè)粒度等級(jí)按配入作為試樣，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，粒度等級(jí)變化對(duì)焦炭的主要指標(biāo)并無(wú)明顯影響。因此，我們認(rèn)為在焦粉配入比例不大，焦粉粒度已經(jīng)達(dá)到一定程度時(shí)，不必強(qiáng)調(diào)粒度過(guò)細(xì)。焦粉配入量對(duì)M10的影響焦粉配入量對(duì)粒度分

7、布的影響如圖所示。由圖可見(jiàn)，焦炭篩分組成中的大塊焦（）有隨著焦粉加入量的增加而增大的趨勢(shì)。這主要是由于焦粉自身的收縮小，焦粉的配入減少了體系的收縮，降低了收縮應(yīng)力，使焦炭?jī)?nèi)部裂紋減少，從而提高了塊度。粒度2.3焦粉配入量對(duì)配合煤巖相組成的影響焦粉配入量對(duì)鏡質(zhì)體最大反射率的影響（圖）焦粉配入量R試樣編號(hào)粒度圖3焦粉配入量焦粉配入量對(duì)粒度分布的影響焦粉配入量對(duì)焦炭CRI及其CSR的影響如圖和圖所示。從圖和圖可以看出，焦粉配入R圖6試樣編號(hào)焦粉配入量焦粉配入量對(duì)鏡質(zhì)體最大反射率(Rmax)的影響和未配入焦粉相比，反應(yīng)性變化不明顯，反應(yīng)后強(qiáng)度卻有明顯下降。這主要是由于焦粉本身無(wú)黏結(jié)能力，隨著其配入量的

8、增加，必然會(huì)降低反應(yīng)后強(qiáng)度。從圖中可以看出，焦粉作為一種無(wú)黏結(jié)能力的惰性成分，它不含有鏡質(zhì)組成分，未配入焦粉和焦粉配入時(shí)，對(duì)鏡質(zhì)體最大反射率影響不明顯。但在顯微組分焦粉配入量年月王大力等：焦粉替代瘦煤的配煤煉焦試驗(yàn)研究的測(cè)定中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)焦粉粒度在而時(shí)，在顯微鏡下是獨(dú)立的、形狀不變的，是與其他組分融和困難的成分；當(dāng)焦粉粒度在時(shí)，在顯微鏡下形狀發(fā)生變化。這主要是由于焦粉的粒度的變化影響著焦粉在成焦過(guò)程中的行為，大粒度的焦粉是不與其他組分相融和的成分，因此大粒度的焦粉是不利于成焦的；小粒度的焦粉參與了膠質(zhì)體的固化過(guò)程，即與其他組分相融和，因此小粒度的焦粉是利于成焦的。為）的IHR，離最近，所得焦炭的各

9、項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)也最好；而試樣（配入量，粒度為，為）的IHR，離最遠(yuǎn)，焦炭的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)最差。這和容惰比為IHR左右時(shí)焦炭的整體質(zhì)量最好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)吻合。IHR焦粉配入量對(duì)鏡質(zhì)組含量的影響（圖）焦粉配入量鏡質(zhì)組體積分?jǐn)?shù)試樣編號(hào)鏡質(zhì)組含量圖8焦粉配入量焦粉配入量對(duì)容惰比的影響試樣編號(hào)鏡質(zhì)組含量圖7焦粉配入量3模擬生產(chǎn)實(shí)際配方的試驗(yàn)為了進(jìn)一步確定配入焦粉的比例和詳細(xì)的粒度焦粉配入量對(duì)鏡質(zhì)組含量的影響要求，我們完全按當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)實(shí)際配比情況，又設(shè)計(jì)由圖可見(jiàn)，隨著焦粉配入量的加大，即惰性成分的加大，配合煤顯微組分中鏡質(zhì)組成分的含量呈現(xiàn)了下降的趨勢(shì)。眾所周知，焦炭性質(zhì)在很大程度上取決于煉焦煤的鏡質(zhì)組成分的含量

10、。因此，鏡質(zhì)組成分含量下降必然會(huì)影響焦炭質(zhì)量，會(huì)造成CSR的下降（見(jiàn)上頁(yè)圖）。了種方案在小焦?fàn)t上進(jìn)行了第二次試驗(yàn)。種配煤方案中的配煤比例相同，但焦粉的粒度不同。其中為當(dāng)時(shí)月統(tǒng)計(jì)配入焦粉的粒度（而）的最大比例，為粒度的平均比例，為粒度的最小比例。具體方案及其各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表下頁(yè)表。由表可知，、方案焦炭質(zhì)量結(jié)果基本接近，2.4焦粉的配入對(duì)活性組分與惰性組分相對(duì)含量的影響實(shí)踐表明，要煉出高質(zhì)量的焦炭，對(duì)裝爐煤中具的機(jī)械強(qiáng)度和反應(yīng)后強(qiáng)度明顯比、降低。而、的配合煤煤巖顯微組分分析結(jié)果在最大反射率接近的情況下，容惰比以IHR最接近，顯示的焦炭各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)綜合性最好。在太原煤氣化焦化廠的正常配煤比基礎(chǔ)上，從

11、生產(chǎn)實(shí)踐可知：焦粉的最佳配入比例為，最佳粒度范圍為：占有活性的顯微組分與惰性組分應(yīng)該有一個(gè)最佳的比例。一般認(rèn)為，裝爐煤中鏡質(zhì)體最大反射率R在左右、容惰比IHR左右焦炭的整體質(zhì)量最好。圖顯示了焦粉的配入量對(duì)裝爐煤容惰比的影響。由圖可知，未配入焦粉的試樣IHR，配入焦粉后的試樣（焦粉配入量，粒度為，表5焦粉方案編號(hào)配入量，占，占。不同粒度焦粉的配煤煉焦方案其他配煤比瘦焦煤焦粉粒度焦煤晉陽(yáng)煤焦煤瘦煤焦粉配入量表6煤種焦煤瘦煤晉陽(yáng)煤煤化工各煤種及焦粉的工業(yè)分析（第二次試驗(yàn)）年第期AV，特征GYX體積曲線之字型平滑斜降型山型之山混合型微波型焦煤瘦焦煤焦粉焦粉焦粉表7裝爐煤對(duì)應(yīng)配合煤的工業(yè)分析特征AV，G

12、YX體積曲線波型波型波型表8裝爐煤編號(hào)鏡質(zhì)組最大反射率鏡質(zhì)組對(duì)應(yīng)配合煤煤巖顯微組分分析主要顯微組成穩(wěn)定組礦物絲質(zhì)體半鏡半絲微粒體焦粉（）表9方案編號(hào)機(jī)械強(qiáng)度工業(yè)分析20kg小焦?fàn)t實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)焦炭質(zhì)量篩分組成反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度MMAV，CRICSR44.1結(jié)論參考文獻(xiàn)：孫紅蕾，段敬穩(wěn)，何永會(huì)，等焦粉回配的實(shí)驗(yàn)研究河北冶金，（）：徐偉蓉焦粉在配煤中的應(yīng)用煤化工，（）：錢暉，吳信慈寶鋼集塵焦粉回配煉焦試驗(yàn)研究寶鋼技術(shù)，（）：。通過(guò)煤巖顯微分光光度計(jì)系統(tǒng)對(duì)配合煤的鏡質(zhì)組最大反射率及區(qū)間變化和顯微組分變化的觀察，結(jié)合小焦?fàn)t產(chǎn)品各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)的變化，可以得到更加準(zhǔn)確的焦粉配入量和粒度范圍，使焦粉回配煉焦技術(shù)更加

13、系統(tǒng)和精細(xì)，使焦炭質(zhì)量在焦粉的配入后仍可保持穩(wěn)定。武鋼鄂城鋼鐵有限責(zé)任公司除塵焦粉回配煤煉焦方法及其工藝，4.2在太原煤氣化焦化廠的正常配煤比基礎(chǔ)上，焦粉的最佳配入比例為，最佳粒度范圍為占，占，占。張紀(jì)民焦化廠固體廢棄物在配煤煉焦中的應(yīng)用武漢：武漢科技大學(xué)，(下轉(zhuǎn)第21頁(yè))年月谷小虎等：煤灰對(duì)氣化反應(yīng)性的影響朱子彬，馬智華，林石英，等高溫下煤焦氣化反應(yīng)特性：灰分熔融對(duì)煤焦氣化反應(yīng)的影響化工學(xué)報(bào)，（）：焦反應(yīng)活性的影響煤炭轉(zhuǎn)化，（）：唐黎華，張娜，王福明助熔劑對(duì)煤焦高溫氣化反應(yīng)性的影響燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，（）：王志光，楊吳詩(shī)勇，顧旭，饒志雄，等平頂山高灰熔融性溫度煤唐黎華，王福明，朱學(xué)棟，等煤焦中礦物

14、質(zhì)行為與灰熔融溫度的關(guān)系華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)，的氣化反應(yīng)性研究煤化工，（）：菁，李莉，等高溫下灰熔融對(duì)神府煤（）：EffectofAshonGasificationReactivityGuXiaohu1，CaoMin1,2，WangLanpu2andTianYapeng2(1.HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000;2.YimaCoalIndustryGroup,Yima472300)AbstractThispaperdiscussedtheimpactofcoalashonthegasificationreactivity.Atlowtemperatur

15、e,somemi-neralcomponentshavecatalyticactivity.However,newmineralcomponentsformwithtemperaturerisingandtheyhavenocatalyticactivity.Whiletheoperatingtemperaturereachesorexceedstheashfusiontemperature,coalashcomestoamoltenoreventoagglomeratingstate.Inthisway,thereactionspecificareadeclinesandthedispers

16、ivenessofcatalyticmineralsturnsdownandthereforeleadstoabadgasificationreactivity.Keywordscoalash,gasificationreactivity,catalyticaction,ashfusibility!（上接第18頁(yè)）StudyonCokeBreezeastheSubstitutionofLeanCoalforBlendingWangDali,LiuPingandLiuKaiming(TaiyuanCoalGasification(Group)Co.,Ltd.,Taiyuan030024)well

17、asthestabilityofcokequality.Keywordscokebreeze,coalblending,maceral,microspectrophotometerTheresultwasthattheapplicationofmicrospectrophotometerforcoalblendingwithcokebreezecanensuretheaccuracyoftheprocessas"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""·簡(jiǎn)訊·2009年一季度我國(guó)煤炭進(jìn)出口分析年月，我國(guó)進(jìn)口煤炭萬(wàn)，同比增長(zhǎng)