配煤与炼焦

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2014年12月12日星期五
◆ 指导炼焦备煤管理 ▲ 配合煤粉碎控制
利用煤岩组成在硬度上的差异,使难粉碎的惰性组分(如暗煤) 粉碎的较细,同时防止镜煤和亮煤过度粉碎。采用适当粉碎、筛分
流程使煤中各岩相组分分别富集,确保入炉煤质量
▲ 指导煤场管理
利用来煤的镜质组反射率分布图来指导煤场的分堆原则和堆取操作 。 将各批来煤按照平均镜质组反射率相近、反射率分布图所围成的面 积大部分重叠的原则进行堆煤,煤质的均匀化程度可有效提高
2014年12月12日星期五
鉴定标准
同一煤层纯净单种煤的镜质组反射率呈正态分布,标准偏差S很小,一般
小于0.1。当反射率分布图中出现了宽峰或多峰,标准偏差增大,就可以推
断其为混煤及混煤的程度。 借助计算机对镜质组反射率分布图作进一步分析,结合各单种煤镜质组反 射率分布的数据库可以判断混入的煤种以及混入的比例。
序号

针对混煤现象无能为力
2、中间相成焦原理
★ 机理
◆ ◆
G. H. Taylor 发现小球体 液晶中间相理论 DC20.60
2014年12月12日星期五
★中间相发展示意图
长大
接触
★现状
◆ 理论研究阶段,尚未工业应用
3、煤岩配煤原理
★煤岩学理论
◆ ◆
四种宏观煤岩成分 1919 M. Stopes 显微煤岩类型 1935 M. Stopes
采用传统经验配煤方法的配煤方案
按照来煤制定的配煤方案
煤种 配比/%
气煤 10
1/3焦煤 15
肥煤 30
焦煤 40
瘦煤 5
M40/% 54.2
M25/% 84.1
M10/% 10.4
2014年12月12日星期五
配合煤反射率直方图
根据配合煤岩相分析该方案的实际配比
煤种 配比/%
非炼焦煤 3.0
气煤 27.0
0.001(t 1000) 0.316 0 71.985
150 lg MF 4, DI 50 0.847 lg MF 0.424Vdaf 0.03D 0.01M t
0.011(t 1000) 0.215 0 82.85
说明:
由于影响炼焦生产的操作因素复杂多变,因而在实际焦化企业生产中 除原料煤的性质外用于焦炭质量预测模型考虑的因素和模型形式也多种多 样。模型参数越多其预测结果就越准确,但由于回归方程不能外推,其普
Vdaf=28~32%;
G=58~72%
回归方程:
M 40 126.147 2.104 Vdaf 0.144G
M10 12.794 0.452 Vdaf 0.0234 G
大时尤为明显。
2014年12月12日星期五
(r 0.925)
Vdaf—G配煤图
(r 0.886)
配合煤Vdaf、MF、G均不可由单种煤加和计算,当单种煤指标差异较
炼焦配煤 与 炼焦工艺
河北理工大学化工与生物技术学院 王胜春
2014年12月12日星期五
第一部分 配煤炼焦
1 配煤的意义 2 配煤原则 3 配煤原理
4 焦炭质量预测
2014年12月12日星期五
一、配煤的意义
1、高炉炼铁对焦炭日益提高的质量要求
2、扩大炼焦煤源 3、降低生产成本和提高经济效益
二、配煤原则
▲ 互换性配煤原理
互换性配煤原理图
★煤岩学在炼焦工业中的应用
◆ 指导炼焦配煤 ▲ 合理的配煤方案
大量生产实践证明,配合煤镜质组的反射率分布应尽可能均
匀,没有太大的凹口,曲线连续,最高峰在1.2~1.3%之间。
2014年12月12日星期五
▲ 理想的配合煤反射率曲线
理想的配合煤反射率曲线图
▲ 煤岩配煤应用举例
◆ 煤岩参数—黏结性指数预测
——G法 1. Rmax 最佳配煤范围:
MF=200~1000DDPM
Rmax 1.2 ~ 1.3%
说明:3象限煤化度、流动度均较 低,在配合煤中仅起碳源作用,
必需配入1象限中的煤以增加煤化
度和流动度。
2014年12月12日星期五
Rmax—MF预测最佳配煤图
2.CBI—SI预测法
★煤岩学配煤技术的优势
◆ 以镜质组反射率反映单种煤的变质程度或表征、配合煤的平均
变质程度和相互间关系比Vdaf更为确切和科学合理
◆ 煤岩配煤更易于实现计算机一体化
◆ 煤岩配煤易于进行焦炭性质的预测和控制
◆ 结合进厂原料煤检测,易于实现快速指导生产,提高控制水平
2014年12月12日星期五
四、焦炭质量预测
2014年12月12日星期五
◆ 煤质评价 ▲ 煤质的常规分析检验方法的局限
煤的常规分析方法主要包括工业分析和元素分析,其中Vdaf、 Cdaf是反映煤变质程度的指标。
具有相同挥发分的五种煤
2014年12月12日星期五
▲ 混煤问题
混煤:不同变质程度的煤混合而成的单种洗精煤,可以是变质程度 相近的煤的混合,也可以是变质程度相差很多的煤的混合。 造成混煤的原因
◆ 煤显微组分加热性状 ▲镜质组、稳定组
▲半镜质组
▲惰质组
2014年12月12日星期五
◆ 煤的镜质组反射率
▲Rmax
Rmin
Rm
Rran
★煤岩学配煤原理
◆ 炼焦过程 ▲ 活性组分=镜质组+1/3半镜质组+稳定组
惰性组分=丝质组+ 2/3半镜质组+矿物
▲ 活性组分和惰性组分在成焦过程中的作用
2014年12月12日星期五
界定指标
单种煤:标准偏差S≤0.1,无凹口 简单混煤:标准偏差0.1< S≤0.2,无凹口 复杂混煤:标准偏差S>0.2
2014年12月12日星期五
说明
在焦化企业的实际生产中,当洗精煤的挥发分 Vdaf出现较大的波动,黏 结性出现比较明显的降低,就应考虑对该煤种测定镜质组反射率分布图, 从而判断是否存在混煤情况,并采取应对措施以确保焦炭质量。
★有关影响焦炭质量的因素
◆ 生产工艺条件
备煤工艺
炼焦工艺
◆ 煤质条件
粉碎条件
结焦时间、炼焦速度、装炉煤堆密度、熄焦方式等
煤化度指标 挥发分、煤岩参数 黏结性指标 G、Y、X、MF等
2014年12月12日星期五
★典型焦炭质量预测方法
◆ 挥发分—黏结性参数预测
1.Vdaf—MF法 适用范围:
Vdaf=32~37%;
2.日本美浦义明预测方法 考虑的生产操作参数:
配合煤细度D(%)、水分含量Mt(%)、火道温度t(℃)、 焖炉时间τ0(h)等因素。
r 0.941 r 0.944
2014年12月12日星期五
预测方程:
150 lg MF 4, DI 50 2.940 lg MF 0.045Vdaf 0.001D 0.053M t
1/3焦煤 12.1
肥煤 12.4
焦煤 23.8
焦瘦煤 10.9
瘦煤 4.6
贫煤 4.6
无烟煤 1.5
调整配比并更换一种肥煤后
调整后的配煤方案
煤种 配比/%
气煤 5
1/3焦煤 15
肥煤 35
焦煤 40
瘦煤 5
M40/% 65
M25/% 86
M10/% 9.4
2014年12月12日星期五
根据配合煤岩相分析该方案的实际配比
煤种 配比/%
非炼焦煤 0.0
气煤 15.7
1/3焦煤 7.5
肥煤 30.0
焦煤 24.9
焦瘦煤 11.4
瘦煤 5.6
贫煤 4.0
无烟煤 0.5
调整配比后的配合煤反射率直方图
▲ 煤岩配煤控制
利用煤岩参数的可加和性:配合煤的镜质组反射率和显微组分组成 可通过对单种煤的煤岩参数加和计算。实测值与加和值相差较大时 说明配煤异常,可能发生漏配或错配,应迅速调整以保证焦炭质量
MF=1500~7000DDPM
回归方程:
lg MF 4.0
150 DI15 3.651MF 67.8(r 0.87)
lg MF 4.0 DI
150 15
0.8Vdaf 107.4(r 0.739)
Vdaf—MF配煤图
2014年12月12日星期五
2.Vdaf—G法 适用范围:
400
440
480
ห้องสมุดไป่ตู้
T /℃
★ 塑性成焦机理 ★ 各单种煤在配煤炼焦中的作用

气煤

肥煤

焦煤

瘦煤
★ 炼焦配比的确定 ◆ 测定各单种煤工业分析和黏结性指标选择适宜配比
◆ ◆ ◆
加和计算配合煤的A、S、V调整配比 小焦炉试验 焦炉单孔试验和全炉试验
★ 特点
◆ ◆
以配合煤的灰分、硫分和挥发分为主要控制指标 生产上控制方便,简单易行
于准确。
◆适应性强。对预测模型的约束条件根据用户提供的信息的多少组
织模型,信息越多越准确,信息少时可进行低精度的预测和优化。
2014年12月12日星期五
约束条件:
◆焦炭的质量指标约束 ◆炼焦煤源约束 ◆配比最低限度约束 ◆炼焦设备运行约束 ◆单种煤的煤量约束 ◆焦炭需求商的特殊要求约束
功能简介:
◆生产稳定情况下可通过入炉煤质量预测焦炭质量。 ◆设定炼焦煤源、单种煤数目及质量、焦炭质量指标等,系统可
B
容惰能力示意图
M 40 33.96 7.83 10 3 I A 35.31Rmax 0.002 I M 10 21.07 1.55 10 3 I A 5.7 Rmax 0.01I
2014年12月12日星期五
r 0.851 r 0.889
CBI 100 xi x3 x4 x 21 b3 b4 b21
SI
a3 x3 a4 x4 a21 x21 xi
不同反射率煤的最佳活惰比 2014年12月12日星期五
每一镜质组型在不同惰性组分含量时的强度指数
结果:实测值与预测值的
相关系数为0.93
评价:该方法比较科学可靠,但是要获得合乎适用煤种的 基础数据,并绘制相应的曲线,工作量大,较繁琐。
★炼焦煤性质和操作参数结合的预测方法
1.Vdaf—Y—H/B预测 武汉科技大学对武钢、广钢、水钢4种类型焦炉生产数据回归分析:
M 40 110.389 0.3826Vdaf 0.1421Y 5.0406( H / B) 0.2726( H / B) 2 M 10 7.2020 0.0647Vdaf 0.0148Y 0.6687( H / B) 0.0431( H / B) 2
1.预测焦炭质量的意义
★利用配合煤的各种实验室分析性质指标预测焦炭强度, 可用次数较少的配煤试验确定经济合理的配煤比,进而来 指导炼焦生产。 ★随着煤质指标检测的自动化并与计算机结合,可使焦 炭质量预测技术直接用于配煤作业的日常管理,实现动 态配煤从而确保焦炭质量。
2014年12月12日星期五
2.预测焦炭质量的方法概述
2014年12月12日星期五
★ 局限性
◆ ◆
定性的经验配煤 传统配煤炼焦生产中的反常现象
Mad /% 0.81 1.08 Ad/% 5.73 5.66 Vdaf/% 22.48 27.72 St,ad/% 0.98 1.44 y/mm 15 20 G/% 76 74 T1/℃ 365 350 T2/℃ 455 450 M40/% 67.4 58.0 M10/% 13.4 11.2 1 2
2014年12月12日星期五
2.镜质组反射率—惰性组分—容惰能力预测法 煤化度指标:
镜质组反射率
A
煤岩组成指标: 惰性组分含量
a+b
煤的还原度指标:容惰能力
Rmax 0.6% 时,煤加热时不软化熔融
以R
max
0.6% 作为划分镜质组属于惰性
O
惰性物配比
组分或活性组分的界限,对煤的镜质组 反射率和惰性组分含量校正,得到 Rmax、I 预测方程:
1、工艺适应原则
2、地区资源原则
2014年12月12日星期五
二、配煤原则
3、有利化产原则
y/mm
4、缩短运距原则 5、来煤量稳质匀原则 6、低成本高效益原则
30
肥煤 肥煤
25
20
气肥煤 焦肥煤 焦煤 焦瘦煤 焦瘦煤 瘦煤
15
三、配煤原理
1、胶质层重叠原理
2014年12月12日星期五
10
5
320
360
技术条件:开采、洗选、运输、储存、销售
经济利益驱动 恶意混煤的危害 造成配煤不准,是焦炭质量波动的重要原因
混煤的鉴定 目前采用煤岩分析指标是鉴别混煤情况的唯一有效方法
鉴定方法:镜质组反射率分布图
2014年12月12日星期五
应用实例
某单种煤的反射率直方图
2014年12月12日星期五
某焦化厂进厂炼焦煤质量分析数据统计表
适性就越差。
2014年12月12日星期五
★优化配煤和焦炭质量预测模型专家系统简介
特点:
◆较强的实用性。改变了被动给出配煤比按照焦炭质量预测模型预
测焦炭强度的模式,在保证焦炭质量的前提下,考虑到各种限制条 件从而优化炼焦配煤。
◆具有学习的功能。根据焦化企业的实际生产数据,可对焦炭质量
预测模型的参数进行不断的自我修正,使系统在实际运行中逐步趋
相关文档
最新文档