炼焦配煤比的计算及基础知识2022版.docx

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1、炼焦配煤比的计算及基础知识目录前言21 .炼焦配煤技术的发展历程32 .配煤炼焦技术原理32.1.互换性配煤原理32.2.共炭化原理42.3.焦炭质量预测42.3.1,焦炭灰分、硫分预测42.3.2.焦炭冷态强度预测42 .4.热态性质预测法53 .5.人工智能和专家系统的应用54 .配煤炼焦技术的阐述65 .煤岩配煤技术的阐述64. 1煤岩配煤技术的概念65. 2.煤岩配煤技术的基本原理65.煤气回收技术的分析76. 1煤气回收技术的概念75.2.煤气回收技术的特点75 .3.改进优化除尘设备86 .4.转炉煤气的回收利用87 .捣固焦炉炼焦配煤比的计算88 .煤的基础知识91. 1.煤的形

2、成97. 2.煤的分类107. 2.1.腐植煤108. 2.2,腐植煤的分类109. 2.3.屎的元素组成118.焦炭的基础知识128. 1.焦炭的基本概念128. 2.焦炭的定义128. 2.1.硫份(St,d)128. 2.2.磷份(P)128. 2.3.灰份(Ad)128. 2.4.挥发份(Vdaa128. 2.5.水份(Mt)138. 3.焦炭的物理机械性质138. 3.1.筛分组成138. 3.2.转鼓试脸138. 4.焦炭生产工艺流程：1410. 5.煤的热解过程：1410.6. 的结焦机理159.配煤炼焦基础知识159.1.配煤炼焦的定义159.2.配煤炼焦的优点159.3.配煤

3、的基本原则：169.4.配合煤的质量要求169.5.各单种煤的结焦性质169.5.1.气煤169.5.2,肥煤179. 5.3.嫁煤1711. 5.4.瘦煤1812. 5.5.1/3焦煤1813. 5.6.弱粘层189. 6.配煤方案的制作1810 .常见问题及处理方法191. .1.焦炭强度下降1910. 2.焦炭偏碎、块度小1911. 3.焦炭灰份、硫份升高1911 .总结20参考文献：20前言工业化的发展进程不但决定着世界能源的挖掘与流动，也决定了我国对资源能量的大量需求。煤焦生产作为工业发展的基础性环节无疑也为发展进程贡献着力量。近几年来，国民经济的不断发展增加了钢铁的需求量，从而推动

4、了炼焦生产的高速发展。在焦炭产能发展过程中会出现炼焦煤供应紧张的情况，除此之外，大型化的高炉对焦炭的质量以及稳定性都比较高，然而在炼焦煤资源中，强粘接性煤却是很少的。当前我国所面临的重要任务那就是将煤资源充分利用起来从而可以满足焦化生产的实际需求。1 .炼焦配煤技术的发展历程由于人类生活对光与热的需求，煤炭资源的应用历史久远。最初，煤炭的发现为人们提供了比木材更为长久的热源，而随着技术的发展进步，工业生产供热冶铁制钢都无法离开煤焦的运用。通过技术与实践的应用总结，一些复杂、产出率低的炼焦技术已被摒弃。现在，世界各国家地区主要采取以下几种配煤炼焦技术：捣固炼焦技术、配型煤炼焦技术和煤调湿工艺。其

5、中由实践经验总结出的煤调湿工艺有提高焦炭质量一一包括冷态强度和热态强度，提升焦炉生产能力，降低炼焦所消耗的能量，减少操作焦炉中的不定因素干扰，减少炼焦污水排放，延长焦炉使用年限等优点。其原理并不复杂，但仍有运煤过程扬尘多，炭化室易结石墨，焦油渣通过量增大等缺点。在原料煤配比选择和焦炭控制上大部分焦化企业主要是延用多年来传统的技术方式，根据生产经验以挥发分，胶质层厚度，及粘结指数，为主要控制指标开展配煤工作，若原料煤中有混合煤，就使焦炭质量控制更加困难，只能用增加优质炼焦煤来保证焦炭各项质量指标不低于目标值，这样不但增加了配煤成本，同时也过度的消耗了优质炼焦煤。通过对这种情况的研究发现采用煤岩学

6、配煤是解决这一问题的有效方法。通过增加优质炼焦煤的配用量，可以明显的提高焦炭质量，焦炭的冷、热强度提高，灰分、硫分得到了较好的控制。当然，世界发展进化的脚步从未停止，这也意味着炼焦与配煤技术的工艺发展仍会不断优化。虽然随着新能源的发展炼焦工业可能终有一天会淡出我们的视线，但其对世界工业文明进程起到的推进作用将永远不会被我们遗忘。2 .配煤炼焦技术原理要求配合煤中各单种煤的胶质体的软化区间和温度间隔能较好地搭接，这样可使配合煤在炼焦过程中，能在较大的温度范围内处于塑性状态，从而改善粘结过程，并保证焦炭的结构均匀。其中典型的方法是“J法”配煤技术。“J法”配煤技术是一种快速、准确、简单、经济、随机

7、确定各种最佳（实用）配煤方案的新技术，以“煤的粘结能力测定法”为基础，以煤与焦相互统一变化规律为依据，准确预测焦炭强度，按Jb-Vdaf“米”字形配煤图及其原则进行操作，评估煤质，确定“主导煤”，辨明“添加剂煤”和“填充剂煤”，用简易“优选法”确定配煤比，定出配煤方案。2. 1.互换性配煤原理焦炭质量取决于炼焦煤中的活性组分、惰性组分含量及炼焦操作条件。单种煤的变质程度决定其活性组分的质量，镜质组平均组最大反射率是反映单种煤的变质程度的最佳指标。目前应用煤岩学指导配煤，很多焦化厂都有自己的配煤方案，但一般都是镜质组平均随机反射率、反射率直方图及镜惰比三个参数作为煤岩学配煤参数。根据互换性配煤原

8、理，当配煤有较强粘结性时，加入一定量焦粉或无烟煤有利于焦炭质量提高，回配3%5%的焦粉代替瘦煤炼焦，技术上是可行的，但在同样煤质情况下不添加粘结剂，要保证焦炭质量，焦粉的细度至关重要。2.2.共炭化原理煤中加入非煤粘结剂进行炭化，称为共炭化。共炭化研究为采用低变质程度弱粘结煤炼焦时选用合适的粘结剂提供了理论依据，也为加入有机渣油、塑料类、橡胶类、沥青等与煤共炭化提供了可能性，并且为解决当前世界的环境污染问题做出了很大的贡献。国外Conin在400C下将废塑料与煤焦油沥青共热解，收集热解油和气体产物，反应所得的残余物与弱粘结煤共焦化能提高其结焦性；乌克兰的研究工作则是利用配煤同塑脂废料共焦化，由

9、于芳香结构的有机物对配煤的结焦性具有良好的影响，所得焦炭强度得以提高，并获得贵重的化学产品。国内中国科学院山西煤炭化学研究所李保庆等利用Iog固定床反应器研究废塑料与煤共焦化特性。试验结果表明，当废塑料添加量不超过5%时，煤气产率增加，焦油收率提高，焦油中脂肪燃和甲基化芳香化合物明显增加，而半焦性质基本不受影响。研究认为，废塑料与煤共焦化技术可行。该所曾对几种沥青与重庆焦化渣用Corbett法进行了组成分析，研究表明，减压渣油和丙烷脱沥青饱和燃含量较高，沥青质很少，作为改质剂性能较差。热裂化渣油和乙烯焦油含有相当高的芳煌与沥青，Q1少，因此作为改质剂性能较好。煤焦油沥青具有较高的芳香性能，因此

10、溶剂性能较好，但Q1含量高，对焦油过程中间相发展不利。2.3.焦炭质量预测2.3.1.焦炭灰分、硫分预测在生产状况稳定的条件下，焦炭的灰分、硫分与配合煤的灰分、硫分存在较好的线性关系。一般预测模型为：Y=aX+b应用数理统计中最小二乘法确定方程中的回归系数a,b,并以此控制配合煤的灰分、硫分，以及调整单种煤使用的比例和为选择煤源提供参考2.3.2.焦炭冷态强度预测焦炭冷态强度（指M40、M1O）预测所采用的指标一般为煤化度指标和粘结性指标。预测方法基本可以分为三类：第一类以煤的工艺指标为参数，如Vdaf与C.I.、MF、G、y的组合，一般常用Vdaf与G的组合，因为这两个因素对焦炭质量起决定性

11、作用。一般Vdaf为28%32%,G为88%72%或y为1418mm0配煤的挥发分升高，焦炭裂纹增多，强度下降，特别是M40,配煤挥发分每变化1%,M40变化2.0%,MIo变化0.2%；第二类是以煤岩指标为参数进行预测；第三类在考虑配合煤指标的同时，也考虑炼焦煤准备和炼焦工艺条件。2.4.热态性质预测法焦炭的热态性质通常采用焦炭的反应性指数(CR1)和反应后强度(CSR)来表示。预测方法有三种：(1)焦炭冷态指标预测法：这类方法主要基于焦炭冷态性质指标，如焦炭强度(M40、MI0)、气孔率与气孔分布、光学组织等来预测。(2)配合煤指标预测法：该方法依据配合煤反射率、粘结性、惰性物含量以及配合

12、煤其他性质，如灰分、挥发分、灰组成等进行预测。多数预测模型仅限于生产实践数据或实验数据的统计分析，适用范围也局限于各自炼焦煤种。(3)单种煤性质预测法：冯安祖等从单种煤性质入手，研究了不同单种煤的煤化度指标(挥发分、镜质组最大反射率)、粘结性指标、灰组成与其焦炭热性质的关系。认为煤的挥发分与焦炭的反应性和反应后强度有非常密切的关系。挥发分位于22%26%以及RmaX为1.11.2左右，单种焦的热性质最佳。单种煤的粘结指数(G)、胶质层厚度(y)、全膨胀(a+b)、基氏流动度(IgMF)与焦炭热反应性和反应后强度之间存在基本一致的规律性。2.5.人工智能和专家系统的应用配煤专家系统，该系统由煤资

13、源信息系统、单种煤信息系统、配合煤信息系统、焦炭质量预测系统及生产控制系统构成。包括了单种煤到配合煤、由配合煤到焦炭的正向推理过程和对应的反向推理过程，每一个过程都包含确定性的关系和领域专家的经验。该研究的专家配煤系统主要由优化控制子系统、信息管理子系统和故障诊断子系统组成。优化控制子系统主要完成焦炭质量预测、配煤比计算和专家自学习三大功能。因为混合煤的煤质特性与各组成单煤之间不是简单的线性关系，而是复杂的非线性关系，所以采用了神经网络建立焦炭质量模型。计算配煤比需要应用规则模型。自学习是根据检测到的实际值与计算出来的各种中间结果，自动地修改数学模型或形成新的规则模型。信息管理子系统包括单种煤

14、的性质参数、配合煤及焦炭的质量目标、配煤工艺的设计参数、系统优化参数、数学模型的计算参数等；故障诊断子系统组成由锁控制、实时监控、故障诊断与报警处理、参数调节、远程监控五模块构成。目标是使该系统可任意查询、提取、组合、比较、打印各种指标，并可绘制趋势图，文件能区分各种权限进行相互交流和传递，具备在线查询及留有其他接口,供其他部门连接。3 .配煤炼焦技术的阐述当前，世界各国的焦化行业主要采取了以下的技术来促使焦炭质量得以提高，最终也降低了生产的成本。(1)捣固炼焦技术。在专家调研之后发现捣固焦炉中可以配备焦煤、瘦煤以及价格较低的气煤，这样做就会使得炼焦配煤成本在不断降低，还可以将煤炭资源充分利用

15、起来，既提高了企业的经济效益又提高了企业的社会效益；(2)配型煤炼焦技术。从备煤系统切出粘结剂之后，然后将炼焦装炉煤压制成型煤，再将成型煤与剩下的散装煤料混合起来装到炉子里来炼焦。随着不断提高的煤料堆积密度，该技术对改善焦炭质量起着明显的作用；(3)煤调湿工艺。在二十世纪八十年代我国开发出了煤调湿工艺，该工艺的目的就是要减少装炉煤中的水分，尽可能的减少其他因素对装炉煤水分波动的影响。经过煤调湿之后，通常情况下会将配煤水分控制在6%左右，借助煤调湿工艺可以促使焦炭质量得以提高，也促使焦炉生产能力在不断增加。但是这一技术存在着一定的缺点，那就是：在运煤过程中较为容易出现灰尘、焦油渣量也在不断增加。世界各国的焦化行业要对配煤技术进行优化，还要合理的利用炼焦煤这一资源。通过对优质炼焦煤的配用量进行增加，促使焦炭质量得以提高，也可以提高焦炭的冷强度以及热强度，最终可以合理的控制灰分、硫分。大多数焦化企业在选择原料煤配比的时候会利用较为传统的技术，并且在开展配煤工作中会从胶质层厚度、粘结指数出发，如果原料煤中存在着混合煤，这就会增加控制焦炭质量的难度，此时仅仅可以通过增加优质炼焦煤来确保焦炭各项质量指标高于目标值，这就会使得配煤成本在不断增加。要想顺利解决这一问题，煤岩学配煤