配煤煉焦技術(shù)研究進(jìn)展論文

配煤煉焦技術(shù)研究進(jìn)展論文山東省理工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目:配煤煉焦技術(shù)的研究進(jìn)展系部:化工新材料系專業(yè):煤炭深加工與利用學(xué)號(hào):1101100131學(xué)生姓名:褚宏麗指導(dǎo)教師:王路二O一三年月日目錄摘要………………………1引言………………………21配煤煉焦理論其發(fā)展………………32配煤煉焦原理………42.1膠質(zhì)體皿原理…………………42.2互補(bǔ)性原理……………………43配煤煉焦技術(shù)研究現(xiàn)狀……………54我國配煤煉焦技術(shù)的研究重點(diǎn)…………64.2據(jù)我國的優(yōu)質(zhì)煉焦煤炭資源短缺的實(shí)際情況,開發(fā)或引進(jìn)國外先進(jìn)的煉焦工藝技術(shù)……………64.3尋找經(jīng)濟(jì)的、可以提高配合煤粘結(jié)性的添加劑……………74.4加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的研究工作……75結(jié)語…………………76參考文獻(xiàn)……………8配煤煉焦技術(shù)研究進(jìn)展摘要:本文綜述了煉焦配煤產(chǎn)生的技術(shù)背景、理論以及國內(nèi)外在煉焦配煤方面的研究現(xiàn)狀,并根據(jù)目前的一些新技術(shù)的情況,提出了認(rèn)為究的重點(diǎn),認(rèn)為加強(qiáng)煉焦配煤方面的研究對(duì)我國可持續(xù)發(fā)展有重要意義。關(guān)鍵詞:配煤煉焦研究進(jìn)展意義StudyAdvanceofTechnologyofCoalBlendsAdstract:Inthispaper,thebackgroundandthetheoryofcoalblendsforcokingweresummarizedaccordingtothenewtechdogyatpresent.AlsotheimportanceandthesignificanceofthestudyformetallurgyweregivenKeywords:blendingcoal,coking,studyadvance,significance引言焦炭作為我國煉鐵的原料在最近的幾十年中不會(huì)發(fā)生變化。我國的煤炭資源豐富,但是地區(qū)分布很不均勻,煤種的地區(qū)性差別也很大,單種煤煉焦時(shí)存在著眾多的不足之處,加之隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展煤炭使用量呈現(xiàn)逐年增大的趨勢(shì),目前世界的煤炭資源已經(jīng)出現(xiàn)缺乏現(xiàn)象,優(yōu)質(zhì)煉焦煤消減速度更是驚人,為了有效和合理的利用煤炭資源,解決單種煤煉焦存在的問題,保證各種用途的焦炭的質(zhì)量,人們開發(fā)了配煤煉焦工藝,以期充分的利用現(xiàn)有的各種煤炭資源,取長(zhǎng)補(bǔ)短緩解我國乃至世界性的煤炭資源短缺現(xiàn)狀,實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展。發(fā)展配煤技術(shù)涉及多方面技術(shù)和需要一定的條件。當(dāng)前我國各焦化廠和科研、設(shè)計(jì)院所,都不具備獨(dú)立研究開發(fā)配煤技術(shù)的能力,因此必須統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào),聯(lián)合科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)多方面的力量,集中一批優(yōu)秀科技人員,并得到足夠的資助,經(jīng)過數(shù)年努力攻關(guān)才有希望取得成功。一配煤煉焦理論及其發(fā)展當(dāng)前世界各國煉焦煤資源稀缺,高爐的大型化對(duì)焦炭質(zhì)量及其穩(wěn)定性的要求越來越高,而煉焦煤資源中強(qiáng)粘結(jié)性煤卻越來越少,這一矛盾在我國尤為突出[1]?？紤]到經(jīng)濟(jì)效益及現(xiàn)實(shí)情況,國內(nèi)外各焦化廠都在致力于配煤方案的研究。自從煉焦行業(yè)采用配煤煉焦工藝以來,配煤理論就變成了指導(dǎo)焦化廠備煤車間的工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)操作的理論基礎(chǔ),在當(dāng)前國內(nèi)外普遍存在優(yōu)質(zhì)煉焦煤日益枯竭的情況下,煉焦工作者更加重視配煤理論的研究,因此近年來配煤理論有了新的發(fā)展。(一)煤化學(xué)理論煤化學(xué)理論曾長(zhǎng)期的指導(dǎo)我國的配煤,它采用煤的揮發(fā)分(Vdaf來控制煤質(zhì),用粘結(jié)指數(shù)X,Y,及膠質(zhì)層厚度G來評(píng)價(jià)煤的結(jié)焦性,依此來確立配煤方案。在這種方法的指導(dǎo)下,如果采用固定煤源作為人料煤,煤質(zhì)波動(dòng)不大,則配煤對(duì)焦炭質(zhì)量沒有大的影響但是如果煤源比較廣、煤質(zhì)波動(dòng)比較大、變化沒有規(guī)律可循,再加上有些供煤?jiǎn)挝坏拿河杏没烀捍娼姑含F(xiàn)象,這樣就會(huì)對(duì)配煤帶來極大不利,進(jìn)而影響焦炭質(zhì)量,因此越來越多的焦化廠開始感覺到這種方法的缺陷和不足,并試圖尋找新的方法和標(biāo)準(zhǔn)。二)煤巖學(xué)理論隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,用煤巖學(xué)理論研究配煤方法在我國焦化工業(yè)中得到了進(jìn)一步的重視,用這種方法能夠直觀地測(cè)定煤中各種組分的顯徽特征,進(jìn)而更準(zhǔn)確地了解由于煤巖組分和R值變(變質(zhì)程度)的變化,而引起的煉焦煤性質(zhì)的變化,二按照這種理論,選用煤巖學(xué)參數(shù)檢測(cè)煤質(zhì),便可以克服傳統(tǒng)方法帶來的缺陷用鏡質(zhì)組平均隨機(jī)反射率Rt表征煤的變質(zhì)程度,即Rt值越大煤化程度愈高,且鏡質(zhì)組反射率的大小不受顯微組成的影響,可見用鏡質(zhì)組平均隨機(jī)反射率和煤的顯微組成比用煤的揮發(fā)分更能準(zhǔn)確地表征煉焦用煤的煤質(zhì)狀況這種理論利用鏡質(zhì)組平均隨機(jī)反射率(Rt、反射率直方圖及鏡惰比三個(gè)參數(shù)作為煤巖配煤參數(shù)建立的配煤方案更為準(zhǔn)確,因此受到廣泛的關(guān)注,由許多的國內(nèi)外學(xué)者對(duì)此作過研究,并一致認(rèn)為用這種方法配煤,實(shí)際得到的焦炭的性質(zhì)會(huì)更接近理論值,從而能夠更準(zhǔn)確的估計(jì)焦炭的質(zhì)量,因此這種方法已經(jīng)被越來越多的焦化廠采用作為配煤的方法。二配煤煉焦原理(一)膠質(zhì)體皿原理配煤煉焦時(shí)除了按照加和的方法根據(jù)單種煤的灰分、硫分和揮發(fā)分來控制配合煤的灰分、硫分和揮發(fā)分以外,也要求配合煤中之間膠質(zhì)體的軟化區(qū)間和溫度間隔能較好的搭接,這樣可以使配合煤在熱解過程中在較大的溫度區(qū)間內(nèi)處于塑性狀態(tài),以有益于改善枯結(jié)過程和焦炭的質(zhì)量,各種煤有著不同的塑性溫度區(qū)間。二)互補(bǔ)性原理根據(jù)煤巖學(xué)觀點(diǎn),煤有活性組分和非活性組分兩大類有機(jī)質(zhì)組成。活性組分的數(shù)量決定著煤的粘結(jié)能力,惰性組分的質(zhì)量決定著焦炭的質(zhì)量和強(qiáng)度。煉焦配合煤都具有合適的活性組分和惰性組分的比例,這個(gè)比例達(dá)不到要求時(shí)可以同過添加粘結(jié)劑或惰性物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)通常情況下焦炭光學(xué)組織可大致推斷煤中惰性組分含量,根據(jù)增渦焦光學(xué)組織、煤樣成焦率和活性組分活性權(quán)函數(shù)值按下列計(jì)算公式計(jì)算加權(quán)活性組分含量。煤中惰性組分含量IbaseItesl×100-V/1001-Ibase×活性權(quán)函數(shù)值式中:Ibase以焦炭為基準(zhǔn)的惰性組分含量,即坩堝焦光學(xué)組織中絲炭與破片、基礎(chǔ)各向異性含量之和/100,V煤樣成焦率/100活性權(quán)函數(shù)值是利用武漢科技大學(xué)戴中蜀的鏡質(zhì)組活性權(quán)函數(shù)方程,按煤樣中鏡質(zhì)組反射率分布區(qū)間與比例所計(jì)算出的值,鏡質(zhì)組活性權(quán)函數(shù)方程為:ρVRoV0.8116eA,A-4.8826RoV-1.172式中:ρVRoV鏡質(zhì)組的活性權(quán)函數(shù)值Ro鏡質(zhì)組的反射率三配煤煉焦技術(shù)研究現(xiàn)狀用配合煤來煉制焦炭,已經(jīng)成為煉焦行業(yè)的一種常規(guī)的做法,隨著配煤理論的發(fā)展,煉焦配煤已經(jīng)不再僅局限于氣煤、肥煤和焦煤。各種煤混合后煉制的焦炭質(zhì)量的好壞,主要決定于它們之間的相互作用。RichardSakurovs對(duì)煤的熱塑性的研究結(jié)果表明在400℃---520℃時(shí),配合煤之間的相互作用最強(qiáng)烈,嚴(yán)重影響煤的熱塑性的揮發(fā)分在配合煤之間的傳遞,可以促使配合煤之間產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。在煉焦配煤中配入煤焦油瀝青和焦油渣廢料,研究結(jié)果表明在共炭化過程中,這兩種添加劑的熱行為和氫轉(zhuǎn)移性質(zhì)對(duì)煤的流動(dòng)相轉(zhuǎn)變起著重要的作用,煤焦油瀝青可以代替優(yōu)質(zhì)的煉焦煤配煤,可以明顯的改善劣質(zhì)煤配合產(chǎn)生的焦炭的質(zhì)量等利用廢舊塑料粉碎后再與煤料混配后共焦化,結(jié)果表明在塑料的添加量不超過5%時(shí),焦炭的質(zhì)量沒有影響,并且提高了焦油和煤氣的產(chǎn)率有資料田表明日本新日鐵公司已經(jīng)成功開發(fā)了用普通廢塑料作焦?fàn)t煉焦配煤原料的技術(shù),也已投產(chǎn)運(yùn)行,年總處理能力為萬,廢塑料配人后可以代替1%原煤。四我國配煤煉焦技術(shù)的研究重點(diǎn)1992年前后,國內(nèi)許多鋼鐵企業(yè)便開始了配煤煉焦試驗(yàn)研究,并取得了一定的成果,焦炭質(zhì)量都不同程度的提高隨著鋼鐵企業(yè)的發(fā)展和焦炭的使用量的加大,我國的優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源已經(jīng)提前進(jìn)人短缺狀態(tài),但是隨著配煤理論的發(fā)展,許多的通常認(rèn)為不適合煉焦的煤種日益顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì),我國煉焦配煤的潛力也日益的顯現(xiàn)出來,因此筆者認(rèn)為目前煉焦配煤應(yīng)在以下幾個(gè)方面做好工作:(一)進(jìn)一步研究配合煤之間相互作用的重點(diǎn)配合煤之間的相互作用是影響焦炭質(zhì)量的主要因素,加強(qiáng)這方面的研究可以更好地了解各種煤在共熱解時(shí)對(duì)焦炭質(zhì)量的貢獻(xiàn),更好的指導(dǎo)煉焦配煤工業(yè)生產(chǎn)。(二)根據(jù)我國的優(yōu)質(zhì)煉焦煤炭資源短缺的實(shí)際情況,開發(fā)或引進(jìn)國外先進(jìn)的煉焦工藝技術(shù)先進(jìn)的配煤煉焦工藝不僅可以提高焦炭的質(zhì)量,而且還可以拓展煉焦煤資源,應(yīng)用非煉焦煤種,例如弱貓煤、貧煤等,進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)煉焦行業(yè)和鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,緩解我國乃至世界上的煤炭資源緊張局面。(三)尋找經(jīng)濟(jì)的、可以提高配合煤粘結(jié)性的添加劑廢塑料與煤共焦化工藝技術(shù)的開發(fā),不僅為解決“白色污染”提供了一條新途徑,而且可以增加焦油附加值和焦?fàn)t煤氣的熱值,但由于廢塑料有較高的揮發(fā)份,添加量過大勢(shì)必對(duì)焦炭的質(zhì)量產(chǎn)生影響,因此根據(jù)互補(bǔ)原則尋找一種添加劑與廢塑料配合使用,不僅可以將其最為型煤粘結(jié)劑,加大廢塑料的添加量,實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的城市化功能,還可以提高焦炭的質(zhì)量,增加弱乳煤的配比降低成本,可謂是有利于煉焦行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的好途徑。(四)加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的研究工作選擇適當(dāng)?shù)臒捊姑捍_定其配合比是最直接有效的方法五結(jié)語隨著社會(huì)的發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng),我國的鋼鐵業(yè)得到了快速的發(fā)展,產(chǎn)量逐年增加,焦炭作為煉鐵的熱源和還原劑其使用量必然會(huì)隨著鋼鐵產(chǎn)量的增加而增長(zhǎng),使得不可再生的煤炭資源的使用量也相繼增長(zhǎng)。因此在優(yōu)質(zhì)配煤煉焦急劇短缺、煤炭資源供應(yīng)緊張的情況下,合理的配置和使用我國的煤炭資源開發(fā)新的工藝技術(shù)來降低煉焦的生產(chǎn)成本從而實(shí)現(xiàn)我國鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,是現(xiàn)在焦炭行業(yè)急需并且必須要解決的問題,因此開展配煤煉焦理論的研究對(duì)我國的煤炭資源合理利用和響應(yīng)國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略都有極其重要意義。參考文獻(xiàn)[1]艾天杰,候惠敏,鄭美榮,煤巖學(xué)在配煤煉焦的應(yīng)用[J]。煤田地質(zhì)與勘探,2001,10(4):4_6[2]線葵娟,賈建成,路繼民,煤巖分析在焦化生產(chǎn)中的作用[J]。燃料與化工