汾西矿区炼焦煤小焦炉炼焦试验研究

程中，资源的开采和利用只有一次，经历生产过 程资源就会变成废物。而循环经济遵循 “资源— 产品—再生资源” 的环状循环道路，是一种以节 省能源和废物再利用为宗旨的经济发展模式。循 环经济遵循 “减量化原则、再回收原则、再利用
［4］ ［5］
［N］． The TＲIZ Journal． 2001，（ 1） ． 赵新军等． 基于 TＲIZ 理论的产品技术预测支持系统研 究 ［Z］． 2005 中国控制与决策学术年会． 刘艳云等． 实践发展性考核评价促进煤炭技术创新型人 才培养 ［J］ ． 煤炭技术． 2013（ 11） ： 296 － 297．
建立完善的煤炭资源开发生态补偿机制，更多的
② 原理 2 预先作用： 对后续的经济发展瓶颈进行
关注生态环境保护。恢复塌陷地皮、保护草场和
预测； ③ 原理 6 振动： 注意煤炭价格对产业振荡
水源。对于在建的矿业项目，要加大审批力度，
影响； ④ 原理 12 局部特性； ⑤ 原理 13 一次性
确保其生产的运行不会损害到草场和生活饮用水
3 配煤试验
汾西矿区以肥煤、焦煤为主，并有一部分 1 /3 焦煤、瘦煤、贫瘦煤，精煤含硫为中、高硫。为 了有效降低 焦 炭 中 的 硫 分，合 理 利 用 煤 炭 资 源， 制定了 4 种配煤方案，分别进行小焦炉试验。表 3 是对试验后的焦炭冷热强度指标的统计。
方案名称 一 二 三 四
表 3 汾西各矿精煤配煤炼焦小焦炉试验报告
黏结指数 GＲ． I． 13 ～ 18 ﹥ 85 ﹥ 80 ﹥ 70 ﹥ 75 ﹥ 60 ﹥ 85 ﹥ 90 ﹥ 90 ﹥ 80
胶质层最大厚度 Y / mm 0 ～3 19 ～ 24 16 ～ 20 10 ～ 15 15 ～ 19 9 ～ 12 ﹥ 25 ﹥ 25 ﹥ 25 19 ～ 23
2 炼焦煤单种煤小焦炉试验
原则以及再循环原则” 的 4Ｒ 原则，非常适合内
櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗
对汾西矿区的炼焦煤分别进行了单种煤小焦 炉试验（ 两渡精煤由于无法单独成焦，未进行试
验） ，试验设备为 40 kg 侧装室式小焦炉，采用 硅碳棒加热，计算机控温。试验过程模拟生产大 焦炉结焦过程，以冷态强度（ 焦炭转鼓机械强度） 以及热态强度（ 反应性 CＲI、反应后强度 CSＲ） 作
收稿日期： 2016-09-20 DOI： 10. 16200 / j. cnki. 11 － 2627 / td. 2017. 03. 020 作者简介： 赵国爱（ 1979—） ，女，山西介休人，2006 年毕业于山西煤炭职工联合大学矿物加工与利用专业，汾西矿业 （ 集团） 有限责任
0. 64
90
10. 97
27. 84
0. 48
90
9. 13
18. 39
2. 05
65
10. 53
24. 95
1. 72
87
10. 08
21. 14
2. 35
79
10. 58
17. 81
0. 72
78
9. 78
22. 75
0. 42
87
10. 00
30. 29
0. 40
87
成焦率%
70. 51 70. 46 84. 36 73. 02 76. 02 75. 90 81. 38 72. 21 75. 89
用品替代： 石油、光伏产业发展对煤炭产业的影
源； 对于已经由于常年采矿而塌陷的地皮，要加
响； ⑥ 原理 17 复合物质： 综合考虑经济、环境、
大投资力度，做好土地植被恢复工作。
社会效益； ⑦ 原理 21 变害为益： 瓦斯发电； ⑧
（ 3） 促进资源型企业转型升级。利用经济手
原理 22 曲面化： 用循环经济发展模式代替线性
质指标及试验后达到的焦炭冷热强度统计情况。
煤样名称
宜兴肥煤 曙光肥煤 双柳肥煤 高阳瘦煤 柳湾焦煤 水峪焦煤 中兴焦煤 贺西焦煤 南关 1 /3 焦煤
表 2 汾西矿业各矿精煤小焦炉试验报告
精煤工业分析 /%
Ad
Vdaf
St，d
9. 16
32. 56
0. 61
GＲ． I． 97
11. 74
29. 72
配比 高阳： 宜兴： 贺西 = 57∶25∶18 高阳： 双柳： 贺西 = 50∶20∶30 两渡： 宜兴： 曙光 = 40∶40∶20 两渡： 宜兴： 新阳 = 30∶40∶30
M40 / % 80. 5 87. 4 85. 3 87. 6
M10 / % 6. 7 6. 9 7. 2 7. 8
CＲI / % 19. 4 20. 6 21. 3 26. 2
CSＲ / % 65. 4 64. 8 62. 3 51. 3
由表 3 分析可知： （ 1） 从焦炭的工业分析结果来看，焦炭的灰 分在 10. 78% ～ 12. 10% ， 挥 发 分 在 1. 02% ～ 1. 52% ，硫分在 0. 80% ～ 1. 30% ，与入炉配煤煤 质相对应，试验达到了预期目标。 （ 2） 方案一、二中原来单独炼焦后冷热强度 不太理想的高阳精煤配入一定量的肥煤和焦煤
公司煤质检测中心工程师。 引用格式： 赵国爱． 汾西矿区炼焦煤小焦炉炼焦试验研究 ［J］． 煤炭加工与综合利用，2017（ 3） ： 66 － 67，70．
2017 年第 3 期
赵国爱： 汾西矿区炼焦煤小焦炉炼焦试验研究
67
为评定指标，对炼焦煤的结焦性能进行评价。表 2 所示为进行单种煤小焦炉试验的入炉煤主要煤
炭观察发现： 柳湾、水峪、中兴、贺西焦煤单种 煤炼焦时，焦炭熔融性好、块大、裂纹较少、冷 热强度均好； 宜兴、曙光、双柳肥煤单独炼焦时， 焦炭熔融性良好，但焦根部分蜂焦不少，冷热强 度比焦煤稍差； 高阳瘦煤单独炼焦的成焦熔融性 差，耐磨强度较差； 南关 1 /3 焦煤单独炼焦时焦 炭熔融性好、块度大、裂纹少、冷热强度均好［2］。
段，鼓励技术创新，促进资源型企业转型升级。
发展模式； ⑨ 原理 25 柔性壳体或薄膜： 产业供
资源型企业要深入贯彻落实科学发展观，通过技
养人口逐步向其他行业转移； ⑩ 原理 33 急速作
术创新，坚决淘汰落后产能。政府提供各种财税
用： 煤炭产业发展转型迫在眉睫。
优惠的支持，鼓励金融机构对环保型资源型企业
（ 2） 大部分矿炼焦精煤的结焦性指标符合入 炉炼焦煤 标 准， 仅 两 渡 矿 精 煤 挥 发 分、 黏 结 指 数、胶质层最大厚度较低。
煤种名称 两渡贫瘦煤
柳湾焦煤 水峪焦煤 中兴焦煤 贺西焦煤 高阳瘦煤 双柳肥煤 曙光肥煤 宜兴肥煤 南关 1 /3 焦煤
灰分 Ad /% ≤9. 50 ≤11. 00 ≤11. 00 ≤11. 00 ≤10. 00 ≤9. 50 ≤11. 00 ≤11. 00 ≤11. 00 ≤10. 00
机械强度 /%
M40
M10
84. 7
7. 7
84. 1
4. 3
86. 2
7. 1
75. 1
15. 7
85. 7
7. 3
83. 8
9. 4
81. 5
10. 0
87. 0
6. 3
77. 2
10. 3
反应性 CＲI / %
13. 4 21. 0 20. 3 26. 8 20. 8 20. 4 15. 5 16. 9 24. 0
表 1 汾西各矿炼焦精煤煤质特征
硫分 St，d / % ≤2. 80 ≤1. 80 ≤2. 50 ≤1. 00 ≤0. 60 ≤2. 50 ≤0. 60 ≤0. 80 ≤0. 80 ≤0. 60
挥发分 Vdaf / % 14. 00 ～ 18. 00 23. 00 ～ 27. 00 20. 00 ～ 24. 00 16. 00 ～ 19. 00 19. 00 ～ 23. 00 17. 00 ～ 20. 00 26. 00 ～ 29. 00 28. 00 ～ 33. 00 28. 00 ～ 33. 00 28. 00 ～ 31. 00
煤炭加工与综合利用
66
COAL PＲOCESSING ＆ COMPＲEHENSIVE UTILIZATION
No. 3，2017
汾西矿区炼焦煤小焦炉炼焦试验研究
赵国爱
（ 汾西矿业（ 集团） 有限责任公司 煤质检测中心，山西 介休 032000）
摘 要： 介绍了汾西矿业集团现有炼焦煤煤质情况，通过小焦炉试验，研究了各单种煤及 配煤作为炼焦用煤的结焦性能，为合理利用本集团炼焦煤资源、科学配煤提供了依据。
1 汾西矿区炼焦煤煤质概况
汾西矿区所属 9 座炼焦煤主力生产矿井及其 配套选煤厂分布在晋中、吕梁等 7 个市县，矿区
横跨霍西、河东、西山、沁水 4 大煤田，汾西矿 业集团主要产品品种是焦煤和肥煤，属于焦化特 性良好的优质炼焦精煤。表 1 为各矿炼焦煤的煤 质指标特征。由表 1 分析可知：
（ 1） 除两渡、柳湾、高阳、水峪矿精煤属于 高硫煤外，其余各矿精煤硫分均低于 1. 00% ，且 精煤灰分均低于 11% ，为难得的优质炼焦精煤。
关键词： 炼焦煤； 小焦炉； 试验； 配煤 中图分类号： TD522. 1 文献标识码： A 文章编号： 1005-8397（ 2017） 03-0066-03
我国煤炭储存量位居世界前列，但作为工业 生 产 的 重 要 资 源———炼 焦 煤 储 量 却 只 占 到 27%［1］。在目前煤炭市场供大于求，价格下降等 日趋严峻的形势下，为了合理有效地利用日益稀 缺的炼焦煤资源，更好地满足用户不同需求，小 焦炉试验已经成为炼焦生产中研究配煤方案、预 测焦炭产量必不可少的手段之一。
后，冷热强度都得到了提高，尤其是耐磨强度和 反应后强度均大幅提高。
（ 3） 从方案三、四试验结果看出： 原本无法 结焦的两渡精煤配入一定量的肥煤或肥煤和焦煤 后，焦炭得到了较理想的冷热强度； 相比较而 言，方案三 优 于 方 案 四， 除 抗 碎 强 度 差 别 不 大 外，前者其余指标均优于方案四。
（ 下转第 70 页）
70
煤炭加工与综合利用
2017 年第 3 期
对于运营收入、资产投入及产业供养人口数
蒙古目前的经济发展状况。
3 个影响因素的解决结果如下：
（ 2） 切实保护生态环境。政府应充分考量煤
① 原理 1 改变状态与参数： 调整资本投入的
炭资源开发过程中对生态环境产生的负面影响，
组成，进行产业升级，减少煤炭直接供养人数；
3 内蒙古煤炭政策变革与优化路径
的信贷支持。对于积极采用引进环保技术或者已 经使用环保技术的资源型企业，在银行信贷评级
基于以上分析结果，实现 “十三五” 时期内 蒙古区域经济的绿色发展，不断拓展内蒙古经济
中给予较高信用评级，获得更大额度的贷款，更 好的促进资源型企业发展［5］。
未来发展空间的目标，就必须转变煤炭产业发展 方式，促进煤炭产业转型升级。
反应后强度 CSＲ / % 74. 4 64. 2 64. 2 41. 7 62. 4 58. 4 69. 2 72. 2 59. 4
由表 2 分析可知： （ 1） 用各单种煤进行小焦炉试验炼焦后，成 焦率较高，均大于 70% 。 （ 2） 单种煤进行小焦炉试验得到的焦炭抗碎 强度 M40 均大于 76. 0% ，达到了二级冶金焦的标 准； 宜兴肥煤、曙 光 肥 煤、双 柳 肥 煤、柳 湾 焦 煤、贺西焦煤的耐磨强度 M10 达到了二级冶金焦 的标准，水峪焦煤、中兴焦煤、南关 1 /3 焦煤的 耐磨强度 M10 达到三级标准，高阳瘦煤的耐磨强 度 M10 未达到三级冶金焦炭的标准。 （ 3） 焦炭反应性 CＲI 均小于 30% ，达到了一 级冶金焦的标准； 反应后强度 CSＲ 除高阳精煤 外，也均达到了一级冶金焦的标准。 通过对表 2 的分析并结合对试验后得到的焦
参考文献
（ 1） 积极发展循环经济。针对目前内蒙古矿 产资源开发的状况，有必要在循环经济理论的指 导下，制定合乎内蒙古实际的产业政策，促进内 蒙古经济长远可持续发展。传统的经济发展遵循 “资源—产品—废弃物” 的线性道路，在这个过
［1］ ［2］ ［3］
பைடு நூலகம்
牛克洪． 未来我国煤炭企业转型发展的新方略 ［J］． 中 国煤炭． 2014，40（ 10） ： 5 － 10． 卢廷革． 浅谈煤炭产业转型升级和可持续发展的有效途 径 ［J］． 今日中国论坛． 2013 （ 1） ： 74． Zlotin Boris ，Zusman Alla． TＲIZ Beyond Technology： The theory and practice of applying TＲIZ to non － technical areas