炼焦配煤

5.1 炼焦工艺流程图
根据情况的不同可采用多种方法，使入炉煤料达到或 接近最佳粒度分布，由于煤的最佳粒度分布因煤种，岩相 组成而异，可不同的煤采用不同的工艺。现代焦炭生产过 程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。
5.2 细度分布情况
图5-1为各主要单种煤粉碎前粒度＞3mm和＜3mm的平均分布情况。
胶质层最大厚度（ ⑹ 胶质层最大厚度（Y）:烟煤在加热到一定温度后，所形成的胶质 层最大厚度是烟煤胶质层指数测定中利用探针测出的胶质体上、下层面 差的最大值。 粘结指数（ ⑺ 粘结指数（G）:在规定条件下以烟煤在加热后粘结专用无烟煤的 能力，它是煤炭分类的重要标准之一，是冶炼精煤的重要指标。粘结指 数越高，结焦性越强。 煤灰灰熔融性温度（灰熔点） ⑻ 煤灰灰熔融性温度（灰熔点）:在规定条件下得到的随加热温度 而变化的煤灰熔融性变形温度（DT）、软化温度（ST）、常用软化温度 （ST）来表示。 哈氏可磨指数（HGI） ⑼ 哈氏可磨指数（HGI）:哈氏可磨指数是反应煤的可磨性的重要指 标。煤的可磨性是指一定量的煤在消耗相同的能量下，磨碎成粉的难易 程度。 焦渣特征（CRC） ⑽ 焦渣特征（CRC）:煤炭热分解以后剩余物质的形状。 为了提高煤的综合利用价值，必须了解、研究煤的工艺性质，以满 足各方面对煤质的要求。煤的工艺性质主要包括：粘结性和结焦性、发 热量、化学反应性、热稳定性、透光率、机械强度和可选性等。
一般进行预粉碎的煤种粉碎性能差。气煤和瘦煤硬度较大，一般只 对气煤进行预粉碎。这样可以改善煤料的粒度分布，对于不同的配煤选 择适宜的预粉碎细度有助于提高焦炭质量。有试验表明：对气煤预粉碎 炼焦后，焦炭抗碎强度指标M40提高2%以上，耐磨性指标M10降低0.5%以 上。
5.3 备煤流程
根据各种煤的硬度差异分别进行处理，一般进行预粉碎的煤种粉碎 性能差。气煤和瘦煤硬度较大，一般只对气煤进行预粉碎。这样可以改 善煤料的粒度分布，对于不同的配煤选择适宜的预粉碎细度有助于提高 焦炭质量。较新的备煤流程有三种： ① 单独粉碎流程，是将各种煤先单独进行粉碎，然后按规定的比例 配合，再进行混合； ② 分组粉碎流程，是先将硬度相近的各煤种，按比例配合成组，各 组分别送往各自的粉碎机粉碎到要求的粒度,再进行混合； ③ 选择粉碎流程，是将粉碎到一定程度的煤过筛，将筛出的粗粒级 组粗粒级组分粉碎 得较细，避免粘结性好的岩相组分过度粉碎。
6.2 现行配煤技术的不足
现行配煤技术的不足之处在于始终停留在定性、经验的配煤阶段，很少 吸取近代焦化基础理论方面所获得的成果，难免使煤料调配不精或不准。 现行的配煤技术是以炼焦煤分类为基础，它对配煤技术的作用是有一定 限度的，这是因为成煤因素十分复杂，使得煤的性质千差万别，经煤分类划 分后，不可能使每类煤的性质，特别是煤的工艺性质十分相同，只能是在某 些性质上大体相同。即使同类煤在某些方面性质相同，有时在其他方面性质 却迥异，它将同样影响配煤的预期效果，这也是在配煤中出现不易解释的反 常现象的重要原因。
1.2 配煤的必要
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。
5.6 炼焦设备
图5-2
炼焦炉外形结构图
焦炉又称炼焦炉，煤炼焦的设备。是焦化技术中的关键。煤焦化技 术的应用已有200多年的历史,其炉子的结构形式经历了许多变化。现代 焦炉炉体由炭化室、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成。
5.7 成焦过程
图5-4
结焦过程示意图
5.8 炼焦的产品处理
将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分 级、获得不同粒度的焦炭产品，分别送往高炉及烧结等用户。
炼焦配煤综述
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主要内容
1. 炼焦配煤简介 2. 煤炭的各项技术指标 3．配煤理论 4. 煤的工艺性质指标 5. 炼焦配煤工艺简介 6. 配煤技术的应用及发展前景
1. 炼焦配煤简介
1.1 中国煤炭资源
中国煤炭资源状况：我国煤炭探明可采储量居世界第三位，仅 次于美国、俄罗斯。资源主要分布于华北地区（约50%）和西北地 区 （ 约 3 0 % ） ， 其 余 四 大 区 之 和 也 只 占 全 国 的 2 0 % , 我国 炼 焦 煤 资 源 以山西最多。
3.3 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。
4.煤的工艺性质指标 4.煤的工艺性质指标
4.1 煤的粘结性和结焦性
3．配煤理论 ．
3.1 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。
3.2 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。
2. 煤炭的各项技术指标
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：挥发分Vdaf、灰分Ad、全硫Std、镜质组平均最大反射率Rmax（目 前金牛天铁没有岩相分析技术）、粘结指数G、胶质层最大厚度Y等。 ⑴ 水分:煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。煤中 水分 水分过大是，不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导， 炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。 ⑵ 煤的挥发分（全称为挥发份产率）V:指煤中有机物和部分矿物质 煤的挥发分（全称为挥发份产率）V: 加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，还有部分是热解产物，所以 称挥发份产率。 ⑶ 固定碳:不同于元素分析的碳，是根据水分、灰分和挥发份计算出 固定碳 来的。 全硫S ⑷ 全硫St:是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。 发热量（ ⑸ 发热量（Q）:发热量是指单位质量的煤完全燃烧时所产生的热 量，主要分为高位发热量和低位发热量。
表4-1 配合煤质量指标
化学指标
物理指标
工艺指标
⑴水分：5%～12%，越小越好 ⑵灰分：越小越好 ⑶挥发分：20% ～28%，根据工艺 条件及需求控制
⑴细度：75 %～85% ⑵粒度组成；主要控制粒 度分布
⑴G值：原则上要求G＞75 ⑵Y值：一般要求Y＞15 ⑶配煤准确性：要求大于 90%
5. 炼焦配煤工艺简介
4.2 单种煤的结焦性
不同牌号的单独煤炼制出来的焦炭性质是各不相同，即或是相同牌 号且指标相同，但产区不同的炼焦煤也往往不能比相同时得到一致的焦 炭质量。因此，为了更适当地选择各种煤的配比，必须预先研究各单种 煤的基本结焦性质。
4.3 配合煤的指标
单独煤或混合煤其最重要的特性乃是它们的结焦性。结焦特性是 用来确定作为进行炼焦生产操作过程的原料——煤或几种煤混合后的 适用性。 ⑴水分Mt ；⑵配合煤的细度； ⑶配合煤灰分；⑷配合煤的硫分 ⑸配合煤的挥发分；⑹煤化度 ； ⑺配合煤的胶质层；⑻膨胀压力
6.3 配煤技术的发展趋势
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 区域性配煤 精确配煤 扩大炼焦煤范围 开发配煤专家系统
总之，发展炼焦配煤技术历来是我国合理利用炼焦煤资源 和提高焦炭质量的主要措施。但是配煤技术在研究开发上没 有新的突破，特别是在生产上没有大的进步，这是我国当前 焦炭质量低的主要症结之一。发展配煤技术涉及多方面技术 和需要一定的条件。
1.3 配煤意义
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 合理利用煤炭资源，节约优质炼焦煤； 扩大炼焦煤资源； 提高焦炭质量； 有利于提高炼焦化产品产量。
1.4 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。
5.5 配煤机械
皮带机： ⑴ 皮带机：作为备煤的主要机械，皮带机在配煤上被广泛应用，在 此不做赘述。一般用减速电机驱动，结构简单，便于维护，能耗较低， 使用成本低。 堆取料机： ⑵ 堆取料机：在大型焦化厂都会配备的装卸煤机械，是一种在固定 轨道行进的带皮带的机车，皮带一端连接汽车火车受煤坑，一端连接煤 槽上部。可以做到来煤的堆料，供煤取煤。 定量给料设备： ⑶ 定量给料设备：主要有配煤盘和电磁振动给料机两种形式。常用 的还是后者，大幅度的调节靠斗嘴下部溜槽与给料槽体间的闸板开度， 小幅度调节靠改变线圈电流大小来调节振幅，其结构简单，维修方便， 布置紧凑，投资少，耗电小，调节方便。 电磁除铁器： ⑷ 电磁除铁器：在配煤前后，粉碎前都要设立除铁器，以防煤料中 的废铁铁进入粉碎机对粉碎机造成破坏。工作时，要及时清除废铁，防 止铁丝，尖锐铁块划伤皮带。皮带启动前要检查其是否开启。
煤的粘结性是煤受热后对惰性物的粘结能力。煤中的活性组分受热 分解，形成呈液态的非挥发性的可塑体，或称胶质体，使煤粘结成焦。 所以煤的粘结性是炼焦煤的主要特性之一。 煤的结焦性是烟煤在焦炉或模拟焦炉的炼焦条件下，形成具有一定 块度和强度的焦炭的能力。结焦性是评价炼焦煤的主要指标。炼焦煤必 须兼有粘结性和结焦性，两者密切相关。
6. 配煤技术的应用及发展前景
6.1 配煤技术现状
20世纪50年代初期，我国没有配煤经验，完全借鉴前苏联经验，按“焦、 肥煤为主，气、肥、焦按一定比例配合”的模式配煤。现代焦炉几乎都沿用 这种由多种炼焦煤配合炼焦的模式。为了尽量少用日益稀缺的中等变质程度 煤而又能使焦炭质量保持稳定，配煤技术作为一个科研领域得以不断发展。