炼焦煤料的预处理

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2.中国煤炭分配使用情况
据统计，中国约有80%以上的商品煤量直接 或间接作为燃料使用，10%以上作为炼焦用 煤，化肥和其它工业用煤以及出口煤总计 不到10%。
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2. 炼焦配煤
在炼焦时采用配煤技术，一方面由于煤炭分布造成 的，更重要的是，要炼出优质的焦炭，必须采用配 煤技术。
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各粘结烟煤所得焦炭强度波动情况
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焦煤是一种结焦性较强的炼焦煤，挥发分 （Vdaf）一般在16%~28%之间。加热时能产生 热稳定性很高胶质体。单独炼焦时能得到块 度大、裂纹少，抗碎强度和耐磨强度都很高 的焦炭。但单独炼焦时膨胀压力大，有时易 产生推焦困难。一般以作为配煤炼焦使用较 好。
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肥煤是中等挥发分及中高挥发分的强粘结性炼 焦煤，其挥发分多在25%~35%左右。加热时能 产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性 好、强度高的焦炭，耐磨强度比相同挥发分的 焦煤炼出的焦炭还好。它是配煤炼焦中的基础 煤。但单煤炼变时炼出的焦炭有较多的裂纹， 焦根部分常有蜂焦。
由于煤的多样性和结构的复杂性，要提出一个普遍适 用的配煤理论和焦炭质量预测的方法比较困难。又由于各 种配煤理论都有一定的局限性，都是在一定区域内或煤源 条件下得到采用，所以确定的配煤方案，也需经过配煤试 验来验证其合理性。目前常用的配煤理论及焦炭质量预测 方法有以下几种：
1．黏结组分和纤维质组分的配煤概念 2．挥发分、流动度配煤概念及焦炭质量的预测方法
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炼焦用煤的预处理技术
2. 配煤试验的煤源调查和煤样采集 （1）煤源调查要求准确，要了解煤矿的名称、地理位 置、生产规划、采矿能力和洗选能力； （2）制定采样计划，若采集的为原煤煤样，要首先进 行洗选，并作浮沉试验，然后再制样，若采集的是洗精煤 可直接制样； （3）对煤样进行煤质分析，煤质分析包括煤的工业分 析、岩相分析、全硫测定、黏结性指标的测定等； （4）根据分析结果，对煤质进行初步鉴定，并拟定出 配煤方案； （5）按照配煤方案对洗精煤进行粉碎，配合后在实验 室试验焦炉和半工业试验焦炉中进行炼焦试验。
配煤炼焦定义：将两种或两种以上的单种煤， 均匀地按适当的比例配合，使各种煤之间取长补 短，生产出优质焦炭，并能合理利用煤炭资源， 增加炼焦化学产品。
配煤原则:以气、肥煤为基础煤种，适当的配入焦 煤，使黏结成分、瘦化成分比例适当，并尽量多 配高挥发分弱黏结煤。
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三、配煤理论与焦炭质量预测
➢ 目前世界各国焦化厂几乎都用配煤方法炼焦，即以焦 煤配合其它煤种（一至五、六种）进行炼焦 。 16
配煤的作用：
1)焦煤资源缺乏，用配煤方法可以大量节 约主焦煤。
2)焦煤的结焦性虽好，但有的主焦煤在炼 焦时膨胀压力较大，损害炉体，有Βιβλιοθήκη Baidu含杂质 较多，用配合煤的方法可以解决上述问题。
3)焦煤的价格较高，用配合煤炼焦可以降 低焦炭成本。
究竟哪些煤种能单独炼焦，什么样的配合 煤比例能炼成优质焦炭，都要通过试验确定。 （200Kg小焦炉或者铁箱实验）
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配煤原则： （1）保证焦炭质量符合要求； （2）焦炉生产中，注意不要产生过大的膨胀压力，在结 焦末期要有足够的收缩度，避免推焦困难和损坏炉体； （3）充分利用本地区的煤炭资源，做到运输合理，尽量 缩短煤源平均距离，降低生产成本； （4）在尽可能的情况下，适当多配一些高挥发分的煤， 以增加化学产品的产率； 5）在保证焦炭质量的前提下，多配气煤等弱黏结性煤， 尽量少用优质焦煤，努力做到合理利用我国的煤炭资源
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炼焦用煤的选择
焦炭的物理性能和它的化学成分，主要取决于所用 的煤种和炼焦方法。
➢ 洗煤（或精煤）。从原料煤带到焦炭中的灰分、硫和 磷等杂质，对于炼铁是极为有害的。为了除去这些杂 质，就需要对原煤进行洗选，洗选后所得净煤称为洗 煤或精煤。
➢ 配煤。焦煤能够单独炼成很好的焦炭，有的煤种本身 虽不能单独炼成焦炭，但能与其它煤种配合炼成焦炭， 这样，将不同煤种按适当比例配合、混匀成配煤。
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1/2中粘煤是挥发分变化范围较宽、中等粘结性 的炼焦煤。其中有一部分煤在单煤炼焦时能结成一 定强度的焦炭，故要作为配煤炼焦的原料。但单煤 炼焦时的焦炭强度差，粉焦率高。故主要可作为气 化或动力用煤。我国目前尚未发现单独生产1/2中粘 煤的矿井。
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所以配煤炼焦有以下意义： ➢节约优质结焦煤，扩大炼焦煤源 ➢充分利用各单种煤的结焦特性，改善焦炭质量 ➢在保证焦炭质量的前提下，增加炼焦化学产品的产 率和煤气的发生量 ➢对延长焦炉的炉龄和对焦炉操作有利
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第三章
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第一节 炼焦配煤
一.配煤的意义
1.中国煤炭资源分布情况
中国煤炭资源丰富，煤种齐全，储量占世界第三。据 地质勘探部门报导，全国煤炭预测储量达数万亿吨，目前探 明的保有储量达10,000亿吨以上。但我国煤炭储量的地区分 布很不均匀，其中以华北地区的煤炭储量最多，约占全国已 探明保有储量的50%左右，西北地区亦占全国储量的30%，该 两地区的煤炭总储量已占全国的80%以上，储量占全国第一位 的西南区还不到9%，华东区更少，只占全国的5%左右，储量 最少的中南和东北两区均不到全国的3%。
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3.硫分
硫在煤中是一种有害物质． 在配煤炼焦中，可通过控制配煤比以调节配 合煤的硫分含量，使硫分控制在1.1％左右。 在确定配煤比时，必须同时兼顾对焦炭灰分、 硫分、强度的要求。 降低配合煤硫分的根本途径是降低洗精煤的 硫分，或配用低硫洗精煤。
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4. 配合煤的煤化度指标 常用的煤化度指标：
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焦炭成中焦。过2一.灰程般分中配，煤煤的料成中焦的率灰为分焦70几炭～料乎的为8灰0灰什全%分分么，部高要？转焦。比入炭煤 的灰分即为配煤灰分的1.3～1.4倍。
灰分是惰性物质，灰分高则黏结性降低。 灰分的颗粒较大，硬度比煤大，它与焦炭 物质之间有明显的分界面，而且膨胀系数不同， 当半焦收缩时，灰分颗粒成为裂纹中心，灰分 颗粒越大则裂纹越宽、越深、越长，所以配合 煤的灰分高，则焦炭强度降低。
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66.369.16 18.768.10 17.8212.44
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50.9714.86 14.965.33 10.849.21
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41.9520.88 18.383.39 5.951.52
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52.675.20 30.71.56 70.1521.81
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48.852.19 30.901.98 44.8520.51
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五、配煤试验
前面讲述的配煤理论，可粗略的指导配煤，但要获得 优质焦炭，确定配煤方案，还需通过配煤试验。
1．配煤试验的目的 a 为新建的焦化厂寻求供煤基地，在节约优质炼焦煤 的前提下，确定合理的配煤方案； b 为新建煤矿试验其煤质情况，评定在配煤中的结焦 性能，以扩大炼焦煤源； c 对生产上已使用的炼焦用煤进行工艺试验，扩大炼 焦配煤途径，以提供增加产量和改善质量的措施； d 此外，变更煤种或较大范围调整配煤比例时，也必 须做配煤试验。
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中国煤种分布情况
• 按我国煤炭储量中的煤种来看，以动力用 煤的比例较大，占全国的70%以上，炼焦用煤 不到30%。
• 在动力用煤中，以不粘煤和长焰煤的储量 比较大，两者合占全国煤炭储量的1/4以上， 且主要集中在华北和西北地区 。
• 在炼焦煤中，以气煤和1/3焦煤的储量比最 高，几乎占全国炼焦煤资源的一半；肥煤资源 最少，只占全国炼焦煤储量的1/8左右；焦煤 储量相对稍多，约占全国炼焦煤的20%以上； 瘦煤和贫瘦煤约占全国炼焦煤的15%。
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1/3焦煤是中等偏高挥发分的较强粘结生炼焦 煤，它实质上是一种介于焦煤、肥煤和气煤之间的 过渡煤。在单煤炼焦时能生成熔融性良好，强度较 高的焦炭。焦炭的抗碎强度接近肥煤，耐磨强度则 又明显地高于气肥煤和气煤。因此它既能单煤炼焦 供中型高炉使用，也是良好的配煤炼焦的基础煤。 在炼焦时配入量可在较宽范围内波动而能获得高强 度的焦炭。
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50.1010.32 30.304.10 67.8426.22
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由焦煤炼制的焦炭有着较高的抗碎强度，M40值 平均大于75%，波动范围也较小，标准差仅4.96%； 肥煤和1/3焦煤的焦炭强度M40均明显低于焦煤， 但由肥煤炼制的焦炭耐磨强度M40值最低，粉焦 率也最少，波动范围也最小。在主要炼焦煤中瘦 煤的抗醉强度和耐磨强度最差。气肥煤的特点是 粉焦率较低，但强度较差。
配合煤的黏结性指标一般不能用单种煤的黏结性指 标按加和性计算。
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6．配合煤的膨胀压力 煤的膨胀压力由多种因素决定，煤热解时配合煤中各 组分煤之间存在着相互作用，因此其膨胀压力只能通过实 验的方法加以测定。 采用200kg的实验焦炉，将炭化室的一侧炉墙做成可以 活动的，通过活动炉墙和框架间的测压装置测定膨胀压力 的大小。 根据我国的生产经验，膨胀压力的极限值应不大于 137～196Pa。
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此外应考虑焦炉炉体的具体情况，回收车间的 生产能力，备煤车间的设备情况等，如炉体损坏 严重时，配煤的膨胀压力应小些，回收车间生产 能力大时，可多配入高挥发分的煤。
总之，制定配煤比应遵循上述原则，根据配煤理 论，拟定初步配煤方案，通过配煤试验，然后进 行试生产。
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煤类 肥煤
煤样数 19
焦炭强度
M40/% 72.788.82
M10/% 8.822.99
焦煤
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`75.074.96 10.974.13
粉焦率 F10/%
3.490.95 5.242.53
1/3焦煤
41
66.578.46 11.523.38 4.582.36
瘦煤 气煤 气肥煤 贫瘦煤 1/2中粘煤 弱粘煤
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气肥煤是一种挥发分和胶质体厚度都很高的强 粘结性炼焦煤。有人称之为液肥煤。结焦性高于气 煤而低于肥煤，胶质体强多但较稀薄（即胶质体的 粘稠度小）。单煤炼焦时能产生大量和煤气和液体 化学产品。它最适合于高温干馏制造城市煤气，也 可用于配煤炼焦以增加化学产品的收率。这类煤的 成因特殊，煤炭成分中以树皮等稳定组分较多。
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气煤是一种变质程度较低，挥发分较高的煤焦煤， 结焦性较强，加热时能产生较高的煤气和较多的 焦油。胶质体的热稳定性较差，也能单独结焦。 但焦炭的抗碎强度和耐磨强度多低于其它炼焦用 煤牌号。焦炭多呈细长条而易碎，并有较多的纵 裂纹。一般在配煤炼焦时多配入气煤后可增多煤 气和化学产品的产率。有的气煤也可单独高温干 馏来制造城市煤气。
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7．煤料细度 煤料细度是指粉碎后配合煤中的小于3mm的煤料量占全部 煤料的质量百分率。 常规炼焦煤料细度要求为80%左右， 捣鼓炼焦细度一般大于85%。 细度过低，配合煤混合不均匀，焦炭内部结构不均一， 强度降低。 细度过高，不仅粉碎机动力消耗增大，设备生产能力降 低，而且装炉煤的堆密度下降． 要尽量减少粒度小于0.5mm的细粉含量，以减轻装炉时 的烟尘逸散，以免造成集气管内焦油渣增加，焦油质量变坏， 甚至加速上升管的堵塞。
分。水分过小，会恶化焦炉装煤操作环境；水分过
大，会使装煤操作困难。通常水分每增加1%，结焦
时间约延长20分钟。
水分增高，会使结焦时间延长，炼焦耗热量增 高．水分过高影响焦炭产量，同时影响焦炉寿命。
要力求使配煤的水分稳定，以利于焦炉加热温 度稳定。为降低水分，来煤应尽量避免直接进配煤 槽，应在煤场堆放一定时期，通过沥水稳定水分， 也可通过干燥，稳定装炉煤的水分。一般，配合煤 水分稳定在8%～12%较为合适。
3．煤岩配煤理论及焦炭质量预测方法
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炼焦用煤的预处理技术
四、配合煤的质量指标及其计算方法 配煤质量指标：配合煤的水分、灰分、挥发分、硫 分、胶质层厚度、膨胀压力、黏结性及细度等。
不同的焦炭使用部门对其质量要求不同，则 配合煤指标也有所不同。
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1.水分
粉尘
配合煤水分是否稳定，主要取决于单种煤的水
１干燥无灰基挥发分Vdaf
２镜质组平均最大反射率。
挥发分Vdaf的测定方法简单，更能确切的反映煤的煤化度
性质。
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5．配合煤的黏结性指标 配合煤的黏结性指标是影响焦炭强度的重要因素。 反映黏结能力大小的指标的适宜范围为：
黏结指数 G=58～72， 胶质层最大厚度 Y =17～22mm， 最大流动度 MF=70～1000DDPM， 奥亚膨胀度指标 bt≥50%。