最新炼焦煤配煤技术

2. 煤炭的各项技术指标
2、 配煤方案设计相关指标 配煤技术涉及煤的多项指标：配合煤灰分、硫分、挥 发分和煤的成焦机理、结焦特性以及煤的岩相分析资料等。 常用的评价炼焦煤的技术指标有： （1）灰分：Ad% 煤种的杂质 （2）挥发分：Vdaf% 挥发成分含量 （3）水分：Mt% 煤的水分 （4）胶质层：Ymm 结焦性及粘结指数：G 粘结性 （5）试验焦炉：单种煤的炼焦功效 （6）煤岩分析：岩相分析,鉴定混煤。
Βιβλιοθήκη Baidu
（2） 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。
二、炼焦煤相关知识
1、配煤的定义 配煤作为炼焦煤准备的工序之一。炼焦或碳化前煤料 的一个重要准备过程。即为了生产符合质量要求的焦炭， 把不同煤牌号的炼焦用煤按适当的比例配合起来。炼焦用 煤品种较多，应用配煤技术，不仅能保证焦炭质量，还能 合理地利用煤炭资源，节约优质炼焦煤，扩大炼焦煤资源 等方面都有重要的意义。
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烃含量较高，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 当高的芳烃与沥青，QI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，因此溶剂性能较好，但QI 含量高，对焦油过程中间相发展不利。
虽然我国煤炭资源比较丰富，但炼焦煤资源相对较少， 主焦煤资源不足，强粘结性煤稀缺，而且分布不均匀。我 国主要炼焦煤类 占20.43%，包括气煤(占9.76%) ，肥煤 ( 占5.03%) ，焦煤(占2.94%) ，瘦煤(占2.70%) 。四种主要 的炼焦煤中，作为重要炼焦煤的主焦煤、瘦煤和肥煤的一 半储量集中在山西省，而拥有大型钢铁企业的华东、中 南、东北地区，炼焦煤很少。在东北地区，钢铁工业在辽 宁，炼焦煤大多在黑龙江；西南地区，钢铁工业在四川， 而炼焦煤主要集中在贵州。
三、炼焦配煤方案的制定及设计相关指标
1、炼焦配煤方案的制定 为了保证焦炭的质量，有利于生产的操作，在确定 配煤方案时，应考虑以下几项原则； 1、 保证练出的焦炭的质量符合要求。 2、在焦炉内不产生较大的膨胀压力，以免损坏炉 体和造成推焦困难； 3、充分利用本地资源，可起到运输合理和降低产 品成本之功效； 4、在保证焦炭强度的情况下，尽可能增加化学产 品的产率（即配煤挥发分尽量高一些） 5、在保证焦炭质量的前提下，尽量节约使用焦煤 等优质炼焦煤、尽可能的多配入气煤、1/3焦煤和黏结性 较差的煤，以做到合理利用中国的煤炭资源。 这些要求是互相联系的，要因时、因地、因条件而 定，寻找切实可行的配煤炼焦方案。
(2)、配合煤的硫分 硫在煤中以黄铁矿、硫酸盐及硫的有机化合物三种形 态存在。有机硫与煤中的有机物成化合状态存在，因此用 洗选的办法不能把它除去。如果原煤中主要含有机硫，则 洗选后精煤的含硫量往往会高于原煤的含硫量，在煤中黄 铁矿的存在如果不是细分散的，用一般的洗煤法可以部分 除去。硫酸盐硫在我国的一些煤中一般含量很低。炼焦时 煤中硫残留在焦炭内的数量是因煤中硫的形态，煤中灰分 成分等不同而有差异，但一般来说，焦炭硫分约为配合煤 硫分的85-90% 。随焦炭带入高炉中的硫占全部炉料中硫 的大部分，为了保证生铁中的硫含量不超过标准，在高炉 冶炼中就要控制炉渣碱度、渣铁比和炉温等，以使硫尽量 转到炉渣中，这样就需额外增加熔剂和热量，有时还会影 响高炉操作的稳定。因此炼焦配合煤的硫分应控 制在规 定的指标以下，以满足炼铁的要求。一般配煤炼焦中要求 煤的硫的含量不超过1%，配煤中硫份取决于单种煤的硫 份及配比。配合煤的硫分可以按加权平均计算。
(3)、配合煤的挥发分 配合煤的挥发分可根据单种煤的挥发分近似地按加权 平均计算。在配合煤中配入的高挥发分煤的数量多，则炼 焦煤气和化学产品的产率将增高。但大多数的高挥发分煤 的结焦性低于中等挥发分煤，故它们的配用量过多会使焦 炭质量下降。为了充分利用我国储量较多的高挥发分煤的 资源，应在满足焦炭质量的前提下，多配高挥发分煤，尤 其是炼制供中、小高炉用焦炭的配合煤更应该如此。 目前，我国炼焦配煤中高挥发分煤的用量一般较高， 有的焦化厂配合煤可燃基挥发分已达到 34%。一般大、 中高炉用焦的配合煤的可燃基挥发分则在28%-32% 之间。
在炼焦的生产上都不能用单种煤炼焦，而是将几种类别的 炼焦配合使用，发挥各类煤在炼焦时的特点、扬长避短、 优势互补、从而以经济合理的配煤方案练出质量符合的焦 炭。 中国炼焦用煤的焦煤、肥煤虽然粘结性结焦性较好， 但是这两类煤质中国一般都属于较难洗选的煤、洗精煤的 灰分高、硫高、使用其用量受到一定的限制，而中国所产 的气煤和弱粘煤在炼焦中虽然粘结性较差，但它们已选， 灰低、硫低，其资源又丰富，储存量大，产量高、煤价相 对较低，因而在炼焦煤中，在一定的比例的焦煤和肥煤基 础上配入适量的气煤和弱粘煤，因其挥发分高、收缩度大， 便于推焦，而煤气焦化产品回收也多。 所以、配煤主要是改善了焦炭的质量、优化生降低成 本。
一、炼焦煤资源分布
中国煤炭资源北多南少，西多东少，煤炭资源的分布 与消费区分布极不协调。从煤炭资源的分布区域看，华北 地区最多，占全国保有储量的49.25%，其次为西北地区 占全国的 30.39%，依次为西南地区占8.64%，华东地区 5.7%，中南地区占3.06%， 东北地区占2.97%。按省、市、 自治区计算，山西、内蒙、陕西、新疆、贵州和宁夏 6 省 区最多，这 6 省的保有储量约占全国的81.6%。从各大行 政区内部看， 煤炭资源分布也不平衡， 如华东地区的煤 炭资源储量的87%集中在安徽、山东，而工业主要在以上 海为中心的长江三角洲地区；中南地区煤炭资源的72%集 中在河南，而工业主要在武汉和珠江三角洲地区；西南煤 炭资源的67%集中在贵州，而工业主要在四川；东北地区 相对好一些，但也有52%的煤炭资源集中在北部
2、配煤意义 中国炼焦煤的产量较多，约占全国原煤总产量的40% 以上，煤种也比较齐全，但中国煤炭的储量中，炼焦用煤 只占27%，在炼焦煤资源中高挥发分、粘结性中等的1/3 焦煤和气煤约占45%，中等挥发分、粘结性较好的烟煤如 焦煤、肥煤约占21%，和15%,低挥发分的瘦煤及贫瘦煤 也只占20%左右。由此资源特点可以看出，在炼焦用煤中， 黏结性好的焦煤、肥煤资源比例较少、必须采用配煤的方 法和多用气煤1/3焦煤的技术，扩大炼焦煤的资源。 在炼焦技术上、大多数炼焦用的单独焦煤都不能练出 符合高炉对焦炭强度和质量要求的焦炭，而粘结性较好的 主焦煤即使能单独练出强度合格的焦炭，但是由于在炼焦 过程中药产生较强的膨胀压力，而影响焦炉的寿命或造成 难推焦等问题，而肥煤虽有较强的粘结性，单单独炼焦时、 练成的焦炭易形成部分的蜂窝焦而影响焦炭的强度，因此
在确定配煤比例时，应根据本地区的具体条件，尽量 做到就近用煤、尽量减少北煤南运、西煤冬运及对流、重 复运输、尽可能缩短运输距离，以利于降低装炉煤的成本。 同时，在保证焦炭质量的前提下，尽量节约使用焦煤、肥 煤，多配入弱黏结性煤，此外在确定配煤比时，还应该考 虑炉体的具体情况，回收车间的生产能力、备煤工序的设 备情况。 确定配煤比并没有一定公式，一般应遵循上述配煤原 则，因地制宜，依据单种煤的结焦性，通过配煤小实验和 中试、拟定初步的配煤方案，然后进行试生产，配合后的 煤各项指标应满足焦炭对配煤指标的要求。
4、炼焦配煤的优点 ⑴ 节约优质炼焦煤，扩大炼焦煤源。 ⑵ 充分利用各种煤的结焦特性取长补短，改善冶金焦 炭质量。 ⑶ 合理利用煤炭资源，在保证焦炭质量的前提下，增 加炼焦化学产品的产率和炼焦煤气的发生量。 ⑷ 充分利用本地资源，因地制宜发展焦化企业。 这些要求是互相联系的，要因时、因地、因条件而定， 寻找切实可行的炼焦配煤方案。
配煤的原理却不外乎胶质层重叠原理、互换性原理、 共炭化原理这三种。 （1) 胶质层重叠原理 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 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。
（1）配合煤的灰分 煤中灰分在炼焦后全部残留于焦炭中，灰分是焦炭中 的有害杂质，焦炭的灰分愈高，炼铁时焦炭及石灰石消耗 量就增多，高炉的生产能力就要降低，同时灰分中的大颗 粒在焦炭中形成裂纹中心，使焦炭的抗碎强度降低，也使 焦炭的耐磨性变坏。所以配合煤的灰分应控制在一定范围 之内。假设配合煤的结焦率为 75%，而要求焦炭的灰分 等于或小于12.5% ，则配煤的灰分就不能大于 9.4%。配 合煤的灰分是根据各单种煤的灰分按加权平均计算的。如 果在配合煤中使用了一两种灰分较高的精煤，则其余成分 必须选配较低灰分的单种煤，才能保证焦炭的灰分符合要 求。
炼焦煤配煤技术概述
黑龙江精煤能源集团质检部 2012年9月29日
目录
一、炼焦煤源分布 二、炼焦煤相关知识
1、配煤炼焦的定义 2、配煤炼焦的意义 3、配煤炼焦的原理 4、配煤炼焦的优点
三、炼焦配煤方案的制定及设计相关指标 四、炼焦煤配煤方法 五、焦化工艺流程
1、备煤工艺 2、炼焦工艺 3、化产工艺
六、各主流焦化厂（钢厂）的配煤结构 七、各主流焦化厂（钢厂）的年预计用煤量
（3） 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Collin在400℃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10g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 肪烃和甲基化芳香化合物明显增加，而半焦性质基本不受 影响。
3、配煤炼焦的原理 配煤的结焦性取决于各配入煤种的性质及其配入的比 例，不同牌号的煤各有其特点，他们在配煤中所起作用不 同，如果配煤方案合理，就能充分发挥各种煤的特点、提 高焦炭的质量。例如：气煤和1/3焦煤的结焦性比焦煤和 肥煤差，但是其膨胀压力小、收缩大、挥发分高、在单独 炼焦时、因收缩使焦炭的纵裂纹增多，降低焦炭的块度， 但在配煤中，他又起到减少膨胀压力、增加收缩、使推焦 顺利及增加化学产品的煤气的作用。又如瘦煤粘结性较差， 单独炼焦时焦炭的耐磨性差，但是其收缩裂纹少，在配煤 中配入瘦煤、可以提高焦炭的块度。焦煤的结焦性最好， 但部分焦煤灰分较高，若配入一些低灰、低硫气煤，就可 以克服这一缺点。 因此、从配煤的角度上老看，各种煤结焦的特点发生 转化，只要处理合理的合适，就可以发挥各种单种煤的有 点，并克服其缺点。生产出满足大、中、小型高炉所需要 的焦炭。