炼焦煤基础知识(1)

炼焦煤基础知识(1)
2020/11/21
炼焦煤基础知识(1)
前言
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新疆的煤炭资源
v 新疆煤炭预测储量：2.19万亿吨，其中吐哈煤田7000亿吨， 准东煤田7300亿吨，伊犁煤田6260亿吨，库拜煤田1370亿 吨 内蒙古煤炭预测储量：7016亿吨 山西省煤炭预测储量：3000亿吨
v 顶装煤料的细度一般在80%左右，相邻班组细度波动不应大 于1%，捣固炼焦细度一般90%～93%。
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细度对生产的影响
v 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 碎机动力消耗大，设备生产能力降低，而且装炉煤的堆密度下降，更主要的是过高， 反而使焦炭质量受到影响。因为细度过高，煤料的表面积增大，生成胶质体时，由于 固体颗粒对液相量的吸附作用增强，使胶质体的黏度增大而流动性变差，因为细度过 高不利于黏结，装煤时易产生喷煤冒烟，过细的煤粉易被荒煤气带出，容易造成上升 管和集气管堵塞，并使焦油渣增加，影响回收操作。所以应尽量减少粒度小于0.5mm 的细粉含量。
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（四）挥发分
v 煤的挥发分，即煤在一定温度下隔绝空气加热，逸出物质（气体或液体） 中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。因为挥发分不是煤中固有 的，而是在特定温度下热解的产物，所以确切的说应称为挥发分产率。
v 挥发分是煤分类的重要指标。煤的挥发分反映了煤的变质程度，挥发分 由大到小，煤的变质程度由小到大。如泥炭的挥发分高达70%，褐煤一 般为40～60%，烟煤一般为10～50%，高变质的无烟煤则小于10%。
煤 游离水Mt 中
外在水
以物理状态吸附在煤颗
粒内部毛细管中的水分。 需在105～110℃的 温度下经过1～2小时 可蒸发掉
水
份 化合水
结晶水通常要在200℃ 以上才能分解析出
也叫结晶水，是以化合的方式 同煤中矿物质结合的水。如硫酸钙 （NaSO4.2H2O）和高龄土 （AL2O3.2SiO2.2H2O) 中的结晶水
国
煤
炭
分
类
简
表
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中 国 煤 分 类 图
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三、各类煤的主要特征和用途
v 1.褐煤 褐煤与烟煤的本质区别是褐煤含有原生腐植酸（含芳香结构和羧 基的大分子物质），而烟煤不含或只含有少量的再生腐植酸。褐 煤是煤化程度最低的煤。其特点是水分高（Mad=8-18%）、比重 小、挥发分高（Vdaf=40-60%）、不粘结、化学反应性强、热稳 定性差、发热量低，元素组分中碳含量低（C＜77%），氧含量 高（O=15-30%），含有不同数量的腐殖酸。多被用作燃料、气 化或低温干馏的原料。
❖ 无烟煤
无烟煤三号
分类指标
Vdaf/% 0～ 3.5
Hdaf/% 0～ 2.0
＞3.5～ 6.5 ＞2.0～ 3.0
＞6.5～ 10
＞3.0
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当G≤85时，用Vdaf和 G来划分；
当G＞85时，用Vdaf或y值、或b值来划分；当 Vdaf ≤28.0时，b暂定为150；
中
当 Vdaf ＞28.0时， b暂定为220；当b值与y值相矛盾时，以y值为准。
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四、配煤的意义
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五、配煤的一般原则
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六、配合煤的质量指标及工业分析
❖ （一）水分
化学指标 物理指 标
❖ （二）灰分
（1）水分： （1）细度：
❖ （三）硫分
10%左右
90 %～93%
（2）灰分： （2）粒度组
❖ ❖
（四）挥发分 （五）配合煤的黏结性指标
矿
煤 中 矿
物 质
次生矿物质
是在采煤和运输过程中混入 的顶、底板和夹石层的矸石。
外在矿物质形成的灰分叫外
物
外
在灰分，外在灰分可用洗选
质
在
的方法将其从煤中分离出去
矿
物
质
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v 成焦过程中，煤料中的灰分几乎全部转入焦炭中， 因此要严 格控制配煤灰分。一般配煤的成焦率为70%—80%（冶金 焦），气煤焦的成焦率为63%，焦炭的灰分即为配煤灰分的 1.3～1.4倍。
v 准东盆地探明煤炭储量2136亿吨。 v 伊犁河谷探明煤炭储量为292亿吨 v 库拜地区探明储量超过１００亿吨， v 吐哈地区探明煤炭储量388.44亿吨，
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1.1煤的种类和特征
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v 捣固炼焦的煤料水分是煤粒之间的黏结剂，配合煤水分 是否稳定，主要取决于单种煤的水分。水分过小，会恶 化焦炉装煤操作环境，煤饼不易捣固结实，装炉时易造 成塌煤；水分过大，会使煤饼强度明显降低，对捣固、 炭化均不会。通常水分每增加1%，结焦时间约延长1015分钟。另外，装炉煤水分对堆密度也有影响。但水分 增高，水分汽化热大，煤料导热性差，会使结焦时间延 长，炼焦耗热量增高。所以，装炉煤水分不宜过高，水 分过高不仅影响焦炭产量，也影响炼焦速度，同时影响 焦炉寿命。所以，要求使配煤的水分稳定，以利于焦炉 加热制度的稳定。操作时，来煤水分过大时，应尽量避 免直接进配煤罐，应在煤场堆放一定时期，以降低其水 分，来稳定装炉水分。一般情况下，配合煤水分稳定在 10%左右较为合适。
v 2.长焰煤 它的挥发分含量很高（ Vdaf＞37% ），没有或只有很小的粘结性， 胶质层厚度不超过5mm,易燃烧，燃烧时有很长的火焰，故得名长 焰煤。可作为气化和低温干馏的原料，也可作民用和动力燃料。
v 3.不粘煤 不粘煤煤是一种比较特殊的煤种，因为它的挥发分（Vdaf值＞2037%）与肥煤（Vdaf ＞10-37%） 、气煤（Vdaf ＞28-37%）相 当，但几乎无粘性（粘结指数G＜5），C、H、N含量低，而O含 量高，认为是在成煤初期受到了相当程度的氧化。不粘煤主要用 作制造煤气和民用或动力燃料。
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1.3.4 泥炭化作用
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1.3.5 煤化作用
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二、煤的分类
我国的煤分类与其它
类别
国家一样，也是以炼 焦用煤为主的分类方 无烟煤一号 法，分为十大类。其 中“焦、肥、气、瘦” 无烟煤二号 为炼焦用煤。
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7.气肥煤 它的挥发分和粘结性都很高，结焦性介于气煤和肥煤之间，单独炼 焦时能产生大量的气体和液体化学物质。最适合高温干馏制造煤气， 更是配煤炼焦的好原料。 8.肥煤 挥发分Vdaf＞20-40%，典型肥煤挥发分多为28-35%，胶质层最大 厚度Y ＞25mm，具有很好的粘结性，加热时能产生大量的胶质体， 结焦性最强。用这种煤来炼焦，可以炼出熔融性和耐磨性都很好的 焦炭，但这种焦炭横裂纹多，气孔率较高，且焦根部分常有蜂焦， 易碎成小块，因此肥煤很少单独炼焦，多与粘结性较弱的瘦煤、弱 粘煤配合炼焦。肥煤主要用于炼焦，除洗选后硫分很难降低的作为 动力煤外，很少用于其它方面。 9. 1/3焦煤 它是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤，具有很强的粘结性和中 高等挥发分，单独用来炼焦时，可以形成熔融性良好、强度较大的 焦炭。因此，它是良好的配煤炼焦的基础煤。
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v 10.焦煤 一般挥发分Vdaf＞18-30%，胶质层最大厚度Y ＞12-25mm， 加热时可形成稳定性很好的胶质体，单独用来炼焦，能形 成结构致密、块度大、强度高、耐磨性好、裂纹少、不易 破碎的焦炭。但因其膨胀压力大，易造成推焦困难，损坏 炉体，而更重要的是这种煤储量少，故只宜在配煤中适当 配入一部分使用。
v 11.瘦煤 具有较低挥发分和中等粘结性，挥发分Vdaf＞10-20% 。 单独炼焦时，能形成块度大、裂纹少、抗碎强度较好，但 熔融性较差，有时在焦块中有颗粒物存在，因此耐磨性较 差。用它加入配煤炼焦，可以增加焦炭的块度和强度。
v 12.贫瘦煤 挥发分低，粘结性较弱，结焦性较差。单独炼焦时，生成 的焦粉很多。但它能起到瘦化剂的作用。故可作炼焦配煤 使用，同时，也是民用和动力的好燃料。
v 6.气煤 挥发分Vdaf＞30%，胶质层最大厚度Y ＞5-25mm，炼焦时能产生 大量煤气和较多的焦油。能单独结焦，但结焦过程中收缩大，炼 出的焦炭细长易碎，且纵裂纹多，抗碎和耐磨性较差。在炼焦时 多配入这种煤，可以降低焦炉的膨胀压力，增大焦饼的收缩，增 加化工产品产率。采用捣固装煤，多用气煤也能炼出高强度的冶 金焦。气煤除主要供炼焦外，一些高灰高硫或粘结性较差的气煤， 也可用来作动力煤、气化煤。
v 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，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。
v 中国规定：一级冶金焦的灰分不大于12%，按成焦率75%计 算，配合煤灰分应不大于12%×75%=9%，若焦炭灰分小于 13%，按成焦率78%计算，配合煤灰分应不大于 13%×78%=10.14%。
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1.2 腐殖煤的主要特征
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1.3.1 煤炭成因类型
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1.3.2 成煤的环境和条件
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1.3.3 成煤作用过程
v 世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。配煤的挥 发分的高低，决定煤气和化学产品的产率，同时对焦炭强度也有影响。