中高硫瘦煤配煤炼焦试验及应用研究_张立岗

1. 834
61. 5
5. 1
30. 8
2. 6
2. 0
由图 1、表 3 可知，中高硫瘦煤镜质组的平均最 大反射率 Ｒmax为 1. 834% ，属高阶烟煤，反射率分布 较广，为 1. 25% ～ 2. 10% 。中 高 硫 瘦 煤 活 性 组 分
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图 1 中高硫瘦煤反射率分布
（ 镜质组和壳质组） 的体积分数达到 66. 6% ，惰性组 分（ 惰质组和矿物组） 体积分数为 33. 4% ，活惰比为 2. 0，说明试验煤样的活性组分较多。根据现代配煤 理论，炼焦配煤中活性成分和惰性成分有一个合适 比例，配煤反射率与其平均值的偏离程度应当合理， 才能保证配煤结焦过程中塑性状态的良好延续［9］。 研究表明，配煤 Ｒmax 小于 1. 30% ，活惰比为 2. 0 时， 焦炭质量最好。中高硫瘦煤本身的活惰比接近最佳 值，配入后能提高焦炭质量。
采用卡尔蔡司 Axionskop 40 pol 型偏光显微镜 测定中高硫瘦煤镜质组最大反射率 Ｒmax，并分析其 显微组分。中高硫瘦煤镜质组反射率分布如图 1 所 示，中高硫瘦煤煤岩显微组分分析见表 3。
表 3 中高硫瘦煤显微煤岩分析
Ｒmax / % 镜质组 / % 壳质组 / % 惰质组 / % 矿物组 / % 活惰比
1 中高硫瘦煤的煤质分析
1. 1 基本性质 试验用中高硫瘦煤采自鄂尔多斯盆地南部渭北
煤田西部矿区 10 号煤层。对试验用煤进行工业分 析、元素分析、工艺性质，具体见表 1、表 2。
Mad 0. 62
工业分析
Ad
Vdaf
9. 02
18. 32
表 1 中高硫瘦煤工业分析和元素分析
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w（ Cd） 79. 40
0引 言
中国是 钢 铁 生 产 大 国，焦 炭 是 钢 铁 工 业 的“基 本食粮”。 随 着 中 国 焦 炭 产 量 的 逐 年 增 长，对 炼 焦 煤资源的需求不断加大，炼焦煤供应紧张，扩大炼焦 用煤资源已是当务之急。因此，研究新的配煤技术，
扩大炼焦用煤，优化、节约炼焦煤，提高煤炭资源利 用效率尤为重要。中国中高硫煤总量大，约占全国 煤炭总量的 9. 33% ，是重要的煤炭资源，主要用于 硫煤液化、高硫煤制甲醇、生产煤制橡胶填料等［1］。 炼焦方面，高硫煤因硫分较高，被称为劣质资源，价 格低廉［2］。通过配入一定量的高硫煤，控制焦炭硫
ZHANG Ligang． Experiment and application of middle and high sulfur lean coal blending coking technology［J］． Clean Coal Technology，2014，20 （ 4） ： 47 － 50，72．
注： X、Y、T1 、T2 、T3 、a、b 分别表示最终收缩度、胶质层最大厚度、 软化温度、收缩温度、固化温度、最大膨胀度、最大收缩度
由表 1 可知，中高硫瘦煤具有高硫、低灰的特 点。由表 2 可知，中高硫瘦煤黏结指数为 74，胶质 层最大厚度为 10 mm，最大膨胀度达到 21% ，较一 般瘦煤高得多，具有较强的塑性区间，因此黏结能力 强，配煤炼焦后容易黏结成焦。 1. 2 煤岩显微组分
表 4 中高硫瘦煤单独炼焦焦炭性质
%
Mad 0. 39
Ad 11. 32
Vdaf 1. 03
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反应性 CＲI 35
强度 CSＲ 43. 7
由表 4 可知，中高硫瘦煤结焦后灰分有所上升， 硫分大幅下降。炼焦过程中一部分有机硫会随荒煤 气逸出，而无机硫则全部残留在焦炭中，说明试验煤 种的 有 机 硫 含 量 较 大［10］。 CＲI 为 35% ，CSＲ 为 43. 7% ，较一般瘦煤炼焦效果好。
明： 中高硫瘦煤配煤炼焦可行，应尽量控制中高硫瘦煤配入量在 10% 以下，多配入强黏结性煤，以提
高焦炭的热态强度。中高硫瘦煤配煤炼焦工业应用表明： 配入中高硫瘦煤 3% ～ 7% 可生产出质量合
格的焦炭，扩大了炼焦用煤范围，降低了配煤成本。
关键词： 中高硫瘦煤； 基本性质； 工业焦炉试验； 配煤； 炼焦； 焦炭
2 中高硫瘦煤单独成焦试验
为全面了解中高硫瘦煤的结焦性质，对其进行 单独成焦的焦炉铁箱试验。试验方法为： 按照入炉 煤细度要求粉碎中高硫瘦煤，将其装入铁箱捣固压
张立岗： 中高硫瘦煤配煤炼焦试验及应用研究
实，达到工业生产配煤的密度要求后，装入焦炉进行 结焦试验，对焦炭进行工业分析和 CO2 反应性分析， 并利用偏光显微镜分析焦炭的光学组织。中高硫瘦 煤焦炭性质和光学组织见表 4、表 5，焦炭部分显微 结构如图 2 所示。
w（ Hd） 3. 65
元素分析 w（ Od） 4. 64
w（ Nd） 1. 27
%
w（ St，d ） 2. 02
表 2 中高硫瘦煤工艺性质
黏结指数 胶质层厚度
GＲ． I
X / mm Y / mm
74
26
10
奥 － 阿膨胀度 T1 / ℃ T2 / ℃ T3 / ℃ a / % b / % 427 478 501 21 － 9
第 20 卷第 4 期
2014 年 7 月
洁净煤技术
Clean Coal Technology
Vol. 20 No. 4 July 2014
煤炭转化百度文库
中高硫瘦煤配煤炼焦试验及应用研究
张 立 岗1，2
（ 1． 陕西陕化煤化工集团有限公司，陕西 渭南 714100； 2． 陕西陕焦化工有限公司，陕西 渭南 711712）
中图分类号： TD849； TQ520. 5
文献标志码： A
文章编号： 1006 － 6772（ 2014） 04 － 0047 － 04
Experiment and application of middle and high sulfur
lean coal blending coking technology
收稿日期： 2014 － 04 － 02； 责任编辑： 白娅娜 DOI： 10． 13226 / j． issn． 1006 － 6772． 2014． 04． 015 基金项目： 陕西煤业化工集团科技计划资助项目（ 2014SMHKJ － B － J － 23） 作者简介： 张立岗（ 1964—） ，男，陕西富平人，高级工程师，从事煤化工技术开发应用和管理工作。E － mail： stc315@ 126． com 引用格式： 张立岗． 中高硫瘦煤配煤炼焦试验及应用研究［J］． 洁净煤技术，2014，20（ 4） ： 47 － 50，72．
ZHANG Ligang1，2
（ 1． Shaanxi Shaanhua Coal Chemical Group Co． ，Ltd． ，Weinan 714100，China； 2． Shaanxi Coke Chemical Co． ，Ltd． ，Weinan 711712，China）
Abstract： In order to expand the coking coal resources and reduce the cost of coal blending，taking the middle and high sulfur lean coal as the test sample，which is taken from No. 10 coal seam of western areas of Weibei coalfield in the southern of Erdos Basin． The middle and high sulfur lean coal contains low ash，its bond index and thickness of plastic layer is higher than that of generally lean coal，the inert and alive of petrography is close to 2，and the coking property is well． Through the coking test of middle and high sulfur lean coal，simulated coal blending of coal petrography，industrial coke oven coking test，verify the feasibility and determine the optimizations of middle and high sulfur lean coal blending coking． The results show that middle and high sulfur lean coal can be used in coal blending for coking，the blending content of middle and high sulfur lean coal should be controlled below 10% ，and high content of strong caking index blending coal can enhance the thermal state index of coke． According to coal blending coking in industrial application of middle and high sulfur lean coal， show that using middle and high sulfur lean coal coking can produce quality qualified coke blending ratio of 3% ～ 7% ，expand coking coal resources and reduce the cost of blending coal using middle and high sulfur lean coal coking． Key words： middle and high sulfur lean coal； basic properties； industrial coke oven test； coal blending； coking； coke
摘 要： 为扩大炼焦煤资源，降低配煤成本，采用鄂尔多斯盆地南部渭北煤田西部矿区 10 号煤层的中
高硫瘦煤为试验煤样，分析了煤样基本性质，说明其具有高硫、低灰的特点，黏结指数和胶质层厚度较
一般瘦煤高，活惰比接近 2，黏结性和结焦性较好。通过中高硫瘦煤单独成焦试验、煤岩学模拟配煤、
工业焦炉炼焦试验，验证中高硫瘦煤配煤炼焦的可行性，确定中高硫瘦煤配煤炼焦优化方案。结果表
煤和其他炼焦煤进行小焦炉试验，确定最佳试验方 案，并将其用于生产。余楚勇等［8］利用 40 kg 小焦 炉，证实多种高硫煤同时配煤炼焦可行，并在 JN － 6 型 6 m 顶装焦炉进行生产实践，焦炭质量得到保证， 降低了配煤成本。笔者结合中高硫瘦煤基本性质， 分别进行了中高硫瘦煤单独成焦试验和中高硫瘦煤 配煤炼焦试验，验证了中高硫瘦煤配煤炼焦的可行 性，得到中高硫瘦煤配煤炼焦的优化方案，并将其应 用到工业生产中。
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2014 年第 4 期
洁净煤技术
第 20 卷
含量，保证焦炭质量，可扩大炼焦用煤范围，同时降 低配煤成本。一般情况下，高硫煤黏结性和结焦性 较同类型低硫煤要好，适当添加可改善焦炭质量，特 别是热态强度［3］。近年来，中高硫炼焦煤用于配煤 炼焦有较 大 发 展。 武 晨 晓［4］ 将 东 庞 矿 区 的 较 低 硫 分 2 号煤和较高硫分 9 号煤进行配煤，通过煤质分 析、小焦炉试验等研究配煤指标和成焦性能，结果表 明配煤入选可实现高低硫煤煤质指标优势互补。成 耀 武 等［5］ 在 捣 固 炼 焦 中 增 加 硫 分 较 低 （ 大 多 在 0. 5% 以下） 的弱黏结煤，适当配入一定比例的高硫 煤，可控制焦炭硫分在 0. 7% ～ 0. 8% ，焦炭耐磨强 度 M10 、抗碎强度 M40 、CO2 反应性达到一级焦水平。 徐永进等［6］以优质主焦煤为基础煤，通过合理配入 高硫高灰煤、1 /3 焦煤等成功用于焦炉生产，扩大焦 炉炼焦的 煤 种 选 择。 苏 海 强［7］ 分 别 对 内 蒙 古 高 硫