3提高焦炭质量的技术办法
3.1、资源条件的制约
据统计，我国煤炭资源保有储量为10070亿吨，其中可开采储量为1891亿吨，但炼焦煤的储量占全国煤炭贮量的25.28%，主要炼焦煤种 (焦煤和肥煤) 的储量又在炼焦煤储量的40%以下。所以，仅靠提高主焦煤的配比来提高焦炭质量是不科学，也不经济的。现在我国焦炭生产能力已超过3亿吨。2006年上半年全国规模以上炼焦企业共生产焦炭1.2897亿吨，同比增长13.63%。按这种发展态势估计，我国炼焦煤资源很快就会出现供应紧张的局面。所以，我们应依靠炼
焦科技进步，逐步减少主焦煤的配比，而又不影响焦炭质量，甚至有所提高，才能实现我国炼焦工业的可持续发展。 3.2. 建立合理的炼焦煤基地和优化配煤
焦灰质量的优劣主要取决于炼焦煤的性质。所以，合理选择炼焦煤基地是保障焦炭质量的首要措施。炼焦煤基地的理想条件是：煤质好(含碳高，灰分少，含硫低，可磨和可选性好，强粘接性好等)、性能稳定，供应量稳定，价格适中，争取运距短等。能够实现主焦煤、肥煤、气煤、瘦煤，1/3焦煤(或气肥煤)等煤种的优化配置。最终炼焦煤的挥发在25%～30%，胶质层厚度Y 值为14～18mm ，奥亚膨胀度b ＞20%，基氏流动度MF 为50～100ddpm ，在配合煤有足够的粘结性时还要配入软固温度区间较大的煤，煤岩相组分比例要适当(在平均最大反射率R max ＜1.3时，惰性组分为25%～32%；在平均最大反射率R max ＞1.3时，惰性组分为25%～30%)，煤的灰分、硫分、磷含量、K 2O 和Na 2O 的含量均要符合要求。一般强粘接性煤配比在55%～60%。 3.3优化煤的粉碎工艺
炼焦用煤的粉碎和粒度组成对焦炭质量影响较大。不应当把各种煤先混合再去粉碎，要根据不同煤种(岩相组成的硬度差异)，按不同粒度要求进行粉碎和筛分（可使用机械或风力）。对于硬度较高的气煤等煤种要细破碎，对于易粉碎的焦煤和肥煤可有较大的粒度。不同煤种，分组进行粉碎，提出不同粒度要求，这叫做选择粉碎煤工艺。这种工艺能够提高煤的结焦性和减少焦炭裂纹，进而提高焦炭质量。要通过试验，优化出本企业的最佳配气煤度的方案，来指导炼焦优化生产。我国炼焦配煤中难破碎的气煤配比较高，要重视对气煤的细粒度要求，是可以获得较好的经济效益。我国已开发出不同煤种配煤后焦炭性能预测的软件。 3.4煤的调湿
煤的调湿是将煤在装炉之前除掉一部分水分，并要保证水分低，且稳定。一般控制水分在6%左右。脱湿有显著的节能、环保和经济效益，同时可以提高焦炭质量。如煤的水分能稳定在6%左右，其焦炭产量可提高7.7%，装炉密度可提高4%—7%，转鼓指数D150提高0.8%—1.5%。煤脱湿可使用流化床技术，用焦炉烟道气与湿煤进行热交换；也可以使用干熄焦发电机抽出的蒸汽为热源，在回转式干燥机（多管）内间接热交换。 3.5配添加剂
在炼焦煤中适量配入粘结剂、抗裂剂等非煤添加剂，可以改善煤的结焦性能。配入粘结剂工艺适用于低流动性的弱粘结性的煤种，可以改善焦炭的机械强度和焦炭的反应性。抗裂剂使用工艺适用于高流动性的高挥发性煤种，可增大焦炭块度，提高强度、改善焦炭气孔结构，提高焦炭反应后强度。我国一些焦化厂用无烟煤（或焦粉）作为抗裂剂，其技术要求是寻找最佳粒度、配量、混匀方法等。这样可以扩大炼焦煤源或减缓半焦收缩，增大焦炭块度。 3.6煤的捣固
把煤捣固，使其密度提高到950—1150kg/m 3,可使焦炭M 40提高1%—6%，M 10降低2%—4%，反应后强度CSR ，提高1%—6%。在焦炭质量变化不大的条件下，煤捣固可以多配5%—20%弱粘结性的气肥煤、气煤，这样可少用主焦煤。
煤捣固的方法，一般是在焦炉外进行。将煤压块状(可方型、长型、球型等)。与散状煤料混合装入焦炉，可提高装炉煤料的密度。当配入30%～50%的型煤时，其煤的密度可达800kg/m3，可以显著改善焦炭质量，同时可以允许增加10%～15%的弱粘结性煤的用量。
3.7结焦速度和闷炉
降低结焦速度和闷炉都是延长结焦时间。对于粘结性能好的煤，延长结焦时间可以提高焦炭的强度。其机理是：焦饼在焦炉内成熟之后，再经过一段时间闷炉，达到提高焦炭质量的目的。实践表明，延长结焦时间1小时，可提高焦炭M401%。
3.8干熄焦
采用惰性气体熄灭红热焦炭的熄焦方法称之为干法熄焦。干熄焦与湿法焦对比、干熄焦的焦炭M40可提高3%～8%，M10降低0.3%～0.8%，焦炭反应必降低，粒度均匀。进而改善了高炉炼铁技术经济标(焦比降低2%，产量提高1%)，提高了钢铁企业的市场竞争力。
干法熄焦可以减少熄焦对环境的污染、同时可以回收红焦显热的80%。能量转化为电能，又能缓解电力供应紧张。据计算，年处理能力110万t的干熄焦炭装置，吨焦收益在63.09扣除吨焦综合成本38.70元，可获净利吨焦24.39元。
3.9新型熄焦方法
改进传统的湿法熄焦，在喷淋量和控制方法上进行改进，即可熄焦，又使焦炭水份降低(在2%～4%)、稳定，粒度均匀，裂纹减少，实现提高焦炭质量。现在比较成熟的工艺有，德国的稳定熄焦和美钢联的低水分熄焦工艺。我国莱钢、武钢邯钢和鞍钢等企业已引用。
3.10煤预热工艺
将装炉煤预热到150～200℃后再装炉，不但可以降低煤中的水份，而且可以提高煤的流动性进而提高了装炉煤的密度。这样有利于煤的表面粘结和界面反应，进而改善了焦炭的气孔结构，实现焦炭质量的提高。煤的预热可以提高焦炉的生产能力和降低炼焦工序能耗。实施煤的预热尚存在一些技术难点，影响了该技术的进一步推广。
3.11焦炉应向大型化发展
焦炉增加炭化室室容积的办法是可以提主焦炉高度(如由4.3m升高到6m)，也可以增加炭化室宽度。增加焦炉炭化室容积的好处是提高装炉煤的散密度(煤进入高的炭化室下落时间长，动能增大致)使煤压实，炭化室的宽度增大，减少了煤对炭化室炉墙的“边壁效应”)，煤饼加大后热态煤颗粒之间接触点多，热解液相产物和气象物多，膨胀压力大，利于煤的表面粘接和界面反应，实现提高焦炭质量和节约能耗。
大型焦炉自动化水平高，生产出焦炭质量稳定，劳动产率高，成本低。
使用同样煤种炼焦，6m焦炉生产的焦炭比4.3m焦炉的M40要高3%～4%，M10降低0.5%。
3.2加强对焦炉的管理
焦炉的操作水平和热工制度对焦炭质量、焦炉寿命，生产成本均有较大的影响，建立起相应的管理制度。稳定配煤、稳定操作、稳定焦炭质量是实现焦化生产的前提条件。要最大限度地减少人为变动因素。不是搞放卫星创高产活动。也不要低生产率作业。任何剧烈的变动，均会影响焦炭质量和焦炉寿命。建立设备定检定修制度，采用先进的炉体修补技术，加强对人员的继续工程教育，使劳动者的技能得到不断补充和提高是建立现代企业管理制度的需求。大焦炉要采用自动控温技术，加强日常焦炉热工调节。对于保证焦炉炉温均匀，焦炭成熟均匀，节能降耗、提高和稳定焦炭质量是十分重要的。要科学地管理焦炉生产。
专家们认为，在不改变炼焦配煤比条件下，焦炭质量与装炉煤的备煤工艺，炼焦工艺，焦炭的后处理有关。在顶装煤常规炼焦工艺条件下，焦煤加肥煤配比在
50%时，配煤挥发份在20%～30%，胶质层厚度Y值在14～28mm，焦炭质量就可以达到：M40＞80%，M10≤7% CSR＞60%，CRI＜28%。在顶装煤常规炼焦工艺条件下，再有干熄焦情况下，焦炭质量大体上可以实现M40≥83%，M10≤6.7%，CSR＞62%，CRI＜26%。在顶装煤常规炼焦工艺条件下，再有干熄焦加上型煤压块(占15%)情况下，焦炭质量可以实现M40≥88%，M10＜6.0%，CSR＞66%，CRI＜25%。
对我国焦化行业今后发展焦炉炉型选择的探讨
对我国焦化行业今后发展焦炉炉型选择的看法
一、我国焦化行业发展空间还有多大 1、我国炼焦能力及焦炭产量
截至到2004年底，我国拥有各类机械化焦炉约有2100座，形成机焦能力约为23900万吨。其中炭化室
高≥4.3m的焦炉约有389座，能力约为13950万吨，占全国机焦能力58.4%。详见表1。表
1 2004年我国机械化焦炉分炉型数量及能力
主要参考资料来源：中国炼焦行业协会统计资料 2000年我国生产焦炭12184万吨，其中：机焦8752万吨，土焦3432万吨；2004年我国生产焦炭约20873万吨，其中：机焦17373万吨，土焦3500万吨。现
将2000—2004年焦炭产量构成变化情况汇于表2。表2 2000—2004年焦炭产量构成
变化情况单位：万吨
主要参考资料来源：中国炼焦行业协会统计资料
从表2可以看出，近几年新增加的焦炭产量主要是机焦，土焦及改良焦产量增加很少，机焦所占比例在逐年增加。这说明国家宏观政策调控已经在起作用。从长远看，只要我国在宏观政策上坚持加以引导，土焦及改良焦将会被逐步淘汰。据初步估计，2005年我国焦炭产量将达到2.55亿吨左右，其中机焦约2.25亿吨，土焦约0.3亿吨，将继续保持高速增长。 2、我国焦炭消费情况我国焦炭主要用于钢铁、化工、机械等行业。据初步统计，2004年我国焦炭表观消费量为2.08亿吨，其中工业消费量1.78亿吨，占85.2%，出口0.15亿吨，占7.2%，其他约占7.6%。在工业分项消费中，钢铁工业焦炭消费量最大，约占我国焦炭表观消费量的64%，其中，炼铁又是钢铁工业焦炭消费大户，约占钢铁工业焦炭总消费量的92.8%。 2004年我国焦炭分行业消费及出口基本情况详见表3。
表3 2004年我国焦炭分行业消费及出口基本情况单位：万吨
3、我国焦化行业发展空间分析（1）供需预测分析到2010年，若考虑焦炭出口数量维持不变，化工及机械等其他行业消费焦炭略有增长，铁产量按3.6亿吨考虑，据初步预测，2010年我国焦炭消费量大约为2.75亿吨。与2005年我国焦炭预计产量2.55亿吨相比，还有一定空间，但若考虑到“十一五”期间，我国还将有很多企业计划或规划新建焦炉，新增机焦能力估计在8000万吨以上，因此，即使将地方政府坚决贯彻国家产业政策，关停取缔2500-3000万吨土焦能力因素考虑在内，焦炭实际生产能力仍将达到3.0亿吨以上，远大于需求量。若还进一步考虑到我国能源比较紧张，炼焦煤资源也不丰富等客观因素，国家将对焦炭出口数量实行进一步限制，焦炭富余能力将更大。为此预计到2010年我国焦炭将成为买方市场。（2）焦炉能力结构及焦炭质量分析虽然从预测数量上看，到2010年焦炭生产能力满足需求应该没有问题，但从焦炭生产能力构成上看，还存在着一定问题。2004年我国炭化室高6m焦炉生产能力为3500万吨，仅占全国机焦生产能力14.7%，4.3 m焦炉生产能力为9500万吨，约占39.7%，≤4 m焦炉生产能力为9950万吨，约占41.6%。也就是说，炭化室高≤4.3 m焦炉生产能力有1.9亿吨，约占全国机焦生产能力81.3%，显然中小机焦能力所占比例明显偏大。由于大部分焦化企业采用炭化室高度为4.3 m 及以下焦炉生产焦炭，加上缺乏干熄焦装置，因此我国焦炭机械强度普遍较差。据2004年统计，我国大部分焦化企业生产的焦炭机械强度M40≤81%， M10≥7.5%，与国外发达国家焦炭机械强度M40≥85%， M10≤6.0%相比，差距较大。根据我国最近颁布的钢铁产业发展政策，现有钢铁企业新建或已有高炉有效容积都要努力达到1000m3及以上，沿海新建钢铁企业要超过3000 m3以上。这对焦炭机械强度提出了很高要求。例如1000m3及以上高炉一般要求焦炭机械强度必须达到M40≥82%、M10≤7%、CRI≤25%、CSR ≥65%，3000 m3以上高炉要求焦炭机械强度必须达到M40≥85%、M10≤6%、CRI≤23%、CSR≥68%。只有这样的焦炭机械强度才能保证高炉在生产中，增加喷煤量、降低焦比、减少生产成本。而目前很多焦化企业焦炭质量均达不到类似这样的焦炭质量指标。（3）焦化行业拥有的发展空间综合我国焦炭供需平衡及焦炉能力结构分析来看，我国焦化行业近远期拥有的发展空间主要有二部分组成，一部分是为弥补今后取缔土焦以及消费量增加后留有的空间，这部分焦炭缺口能力大约有5000万吨。为增加这部分能力，近期焦化行业发展方向仍应以新建焦炉为主。第二部分是对现有炭化室高≤4.3 m焦炉1.9亿吨生产能力进行有步骤更新改造，使其逐渐大型化。到“十一五”末期后，由于焦炭将出现供过于求，因此焦化行业发展方向应转为现有焦炉改造为主，以适应未来钢铁工业的发展需要。焦炉更新改造速度应保持在每年800-1000万吨能力比较合适。为此，我国焦化行业今后发展空间应重点放在现有焦炉改造上。二、我国焦化行业发展的支撑条件 1、我国炼焦煤资源概况截至到2002年底，我国查明炼焦煤资源储量为
2721.82亿吨，可开采炼焦煤储量为649亿吨。详见表
4。表4 2002年我国炼焦煤资源分布单位：亿吨
资料来源：国土资源部
2、我国炼焦煤资源特点（1）分布不均匀，局部地区相对集中。在我国查明资源储量中，山西省炼焦煤储量最多，约占全国炼焦煤储量的56.88%，其他储量较多的省份有安徽（占8.4%）、山东（占5.26%）、贵州（占3.67%）、黑龙江（占3.58%）、河北（占3.34%）、河南（占3.06%）等省。在我国已探明可采炼焦煤储量中，也是山西省最多，为333亿吨，约占全国炼焦煤可采储量51.3%，其次是安徽省54.32亿吨，约占8.36%，贵州省39.14亿吨，约占8.36%，山东省29.15亿吨，约占8.36%等。（2）煤种比例与需要相比极不协调。在我国查明炼焦煤资源储量中，气煤约占41%，肥煤约占18%，焦煤约占23%，瘦煤约占16%，其他未分类炼焦煤约占2%。主焦煤和肥煤只占41%，比例偏小。这说明我国炼焦煤以高挥发分气煤为主，强粘结性肥煤和焦煤较少。（3）各煤种质量及可洗性差别较大。我国普遍强粘结性肥煤和焦煤的灰分较高，可洗性亦较差。
3、我国煤炭生产情况 2003年我国生产原煤约17.3亿吨。其中炼焦煤产量8.42亿吨，约占全国原煤产量的48.71%。在炼焦煤产量中，气煤（含1/3焦煤）产量最多，占40.7%，焦煤占19.4%，肥煤占19.6%（含气肥煤），瘦煤和贫煤分别占6%和7%。2003年我国炼焦煤分省市分品种产量详见表5。表5 2003年我国炼焦煤分省市分品种产
量单位：万吨
资料来源：国家煤矿安全监察局
2004年我国生产原煤约19.6亿吨，估计各煤种产量比例与2003年差不多。由此可见，我国各煤种产量比例与煤种储量比例基本接近。 4、我国煤炭消费情况
据统计，2003年我国煤炭表观消费量约为16.5亿吨。其中动力煤消耗量最大，约占煤炭总消费量的67～69%，其次是炼焦用煤，约占煤炭总消费量的24～26%，其他用煤约占6～8%。
在动力煤消耗中，发电用煤量最大，约占动力煤总消费量的85～87%。据估计，2003年发电用煤约为9.6～9.8亿吨，其他动力用煤1.5～1.7亿吨。
炼焦用煤主要用于生产焦炭。2003年焦炭消耗炼焦用煤（原煤）大约为4.0～4.3亿吨（其中含有1亿多吨炼焦煤选煤厂的洗混煤、中煤和煤泥副产品还可用于动力煤或原料用煤）。
其他用煤主要是指化工用煤、高炉喷吹用煤、各种原料用煤等。2003年其他用煤消耗大约为1.0～1.3
亿吨。估计2004年我国煤炭表观消费量要比2003年有所增长，但各项煤炭消耗所占比例估计差不多。为此，从炼焦煤储量、产量及炼焦煤消费量整体看，炼焦煤产量满足炼焦煤消费量应该没有问题，但由于目前常规焦炉配合煤中焦煤和肥煤必须达到50-55%，因此从单煤种看，焦煤和肥煤将是我国今后短缺煤种。2003年我国进口焦煤和肥煤约为260万吨。预计到2010年我国炼焦煤（原煤）消费量大约为6.0亿吨，其中焦煤和肥煤大约为3亿吨。为此预计到2010年我国将进口焦煤和肥煤将达到3000万吨以上。
三、我国今后发展应选择怎么样的焦炉 1、可供选择的焦炉根据我国焦炭行业拥有的发展空间、煤资源状况以及我国最近颁布的钢铁产业发展政策，今后新建或改造可供选择的比较有发展前途也比较典型的焦炉主要有6m、7.63 m常规顶装焦炉及6m捣固焦炉3种。其理由主要如下：（1）政策已限定。在刚颁布的钢铁产业发展政策中明文规定，为确保钢铁工业产业升级和实现可持续发展，防止低水平重复建设，对钢铁工业装备水平准入条件规定如下，现有企业要通过技术改造努力使焦炉炭化室高度达到6 m及以上。（2）焦炉可供选择炉型有限。目前我国已掌握并拥有知识产权技术的焦炉主要是6 m及以下焦炉。
6.5m焦炉正处于开发中还未完全成熟，而且与6 m焦炉没有本质区别。
7.63 m焦炉我国已有3家企业从德国引进，并正在建设，今后随着这些焦炉的投产，将会有更多的企业采用7.63 m焦炉。6m捣固焦炉是国外八十年代中期开发的成熟新技术，国内也正在开发5m及6m的捣固焦炉技术。剩下其他可供选择的炉型并不多。 2、6m、7.63 m焦炉及6m捣固焦炉特点现将这3种焦炉通常建设规模及主要特点汇总于表6。表6 6m、7.63 m及6m捣固3种焦炉通常建设规模及主要特点
注：表6数据主要摘自可研及有关厂商样本，不一定准确，仅供参考。
3、要根据企业规模大小、所在地资源等情况选择不同的焦炉（1）沿海新建大型钢铁联合企业及已有大型钢铁联合企业新建或改造焦炉应选择7.63 m焦炉。由于7.63m焦炉优点是代表焦炉发展方向，技术装备水平先进、劳动生产率高；采用该焦炉生产的焦炭机械强度高；消耗动力少，综合生产成本较低；环境污染小，占地少。缺点是投资高、技术管理水平要求比较高，焦炉设计寿命不确定有一定风险。因此，沿海新建大型钢铁联合企业及已有大型钢铁联合企业新建或改造焦炉选择7.63 m焦炉比较合理。（2）中西部地区中型钢铁联合企业、独立焦化厂新建或改造焦炉应选择6 m焦炉。 6m焦炉优点是技术装备水平比较先进、劳动生产率比较高；采用该焦炉生产的焦炭机械强度可以满足大型高炉质量要求，综合生产成本低，环境污染比较小，投资省，建设周期短，固定费用低，投资回报快，有成熟的生产操作经验。缺点是焦炭强度比7.63m焦炉略低，经营成本略高，占地略多。因此，中西部地区中型钢铁联合企业、独立焦化厂新建或改造焦炉选择6 m焦炉比较合适。（3）气煤资源比较丰富、肥焦煤又比较缺乏地区新建或改造焦炉应选择6 m捣固焦炉。 6 m捣固焦炉优点是技术装备水平先进、劳动生产率比较高；采用该焦炉生产的焦炭机械强度可以满足大型及特大型高炉质量要求，可以配气煤70-80%，综合生产成本最低，环境污染也比较小，投资省，见效快。缺点是投资高、技术管理水平要求比较高，目前国内还无该技术需引进，有一定风险。因此，在气煤资源比较丰富地区，如云南、山西、贵州、山东等省钢铁联合企业、独立焦化厂新建或改造焦炉选择6 m捣固焦炉最合适。
总之，我国焦化行业今后发展应选择怎么样的焦炉要根据企业规模大小、所在地资源等情况选择不同的
焦炉。为合理利用炼焦煤资源，在气煤丰富地区，国家应出台有关政策，鼓励发展6 m捣固焦炉，以减少大量进口主焦煤及肥煤带来的风险。
配煤炼焦工艺 配煤的目的与意义 高炉焦和铸造焦等要求灰分低、含硫少、强大、各向民性程度高。在室式炼焦条件下，单种煤（焦煤除外）炼焦很难满足上述要求，各国煤炭资源也无法满足单种煤炼焦的需求，中国煤炭资源虽然十分丰富，但煤种和储量资源分布不均，因此必采用配煤炼焦。所谓配煤就是将两种以上的单种煤料，按适当比例均匀配合，以求制得各种用途所要求的焦炭质量。采用配煤炼焦，既可保证焦炭质量符合要求，又可合理利用煤炭资源，节约优质炼焦煤，同进增加炼焦化学产品产量。配煤方案的制定是焦化厂生产技术管理的重要组成部分，也是焦化厂规划设计的基础，在确定配煤方案时，应遵循下列原则。 配合煤性质与本厂煤预处理工艺及炼焦条件相适应，焦炭质量按品种要求达到规定指标。符合本地区煤炭资源条件，有利扩大炼焦煤源。 有利增加炼焦化学产品；防止炭化室中煤料结焦过程产生的侧膨胀压力超过炉墙极限负荷，避免推焦困难。 缩短煤源平均运距，便于调配车皮，避免煤车对流，在特殊情况下有一定调节余地。 来煤数量和质量稳定，最终达到生产满足质量要求的焦炭的同时，使企业取得可观的经济效益。 不同品种焦炭对配合煤的质量指标要求 不同用途的焦炭，对配煤的质量指标要求不同，为保证炼出质量合格的焦炭，必须保证配煤的质量。中国20世纪50年代初的配煤方案是以气煤、肥煤、焦煤和瘦煤四种煤为基础煤按照一定比例配合确定的。但由于中国炼焦煤资源分布不均衡，不可能在所有地区满足四种煤配合的原则，因而开发了各种配煤技术如用配煤质量指标确定配煤方案。在进行炼焦配煤操作时，对配合煤的主要质量指标要求包括：化学成分指标即灰分、硫分和磷含量，工艺性质指标即煤化度和黏结性，煤岩组分指标和工艺条件指标即水分、细度、堆密度等。 炼焦基本工艺参数：
炼焦配煤优化 1炼焦配煤概念及相关指标 1.1基本概念 （1）炼焦用煤是指在焦炉炼焦条件下，用于生产一定质量焦炭的原料煤。 （2）炼焦煤是指单种煤炼焦时，可以生成具有一定块度和机械强度的焦炭的煤。这类煤具有一定粘结性（能够在高温条件下融化、粘接其他物质）。炼焦煤按变质程度可以划分为气煤、肥煤、气肥煤、1/3焦煤、焦煤和瘦煤。 （3）炼焦是将炼焦煤在密闭的焦炉内隔绝空气高温加热放出水分和吸附气体，随后分解产生煤气和焦油等，剩下以碳为主体的焦炭。 （4）炼焦配煤是指将几种不同类别的炼焦用煤，按一定比例配合作为加入炼焦炉炼焦的过程。 1.2炼焦煤的相关指标 （1）水分 将煤加热到105～110℃并保持恒温，直至煤样处于恒重时，煤样的失重即为煤样水分的质量，该质量占煤样质量的百分比即为水分。配合煤的水分大小稳定性对焦炉操作、焦炭产量和质量以及环保、炉体寿命有很大影响。配合煤的水分一般在4～12%。 （2）细度 炼焦用煤使用小于3mm 粒级所占的含量（细度）作为入炉煤的细度。炼焦用煤的粒度组成对焦炭质量影响很大，要根据不同煤种进行粉碎和筛分。对于硬度较高的气煤等煤种要细破碎，对于易粉碎的焦煤和肥煤可有较大的粒度。常规炼焦（顶装煤）时为75%~80%，配型煤炼焦时约85%，捣固炼焦时为90%以上。 （3）灰分 将煤在815℃的条件下完全燃烧后所得的残渣作为煤的灰分，残渣占煤样质量的百分数，称为煤的灰分产率。焦炭的灰分主要来自配合煤，配合煤灰分可按各单种煤灰分用加和计算，也可直接测定。在炼焦过程中，煤的灰分全部转入焦炭，配合煤的灰分控制值可根据焦炭灰分要求按下式计算： ,%coal coke A KA (1-1) 其中，coal A 、coke A 分别为煤和焦炭的灰分，K 为全焦率，% （4）硫分 配合煤硫分可以按单种煤硫分加权得到，也可以直接测定。在炼焦过程中，煤中的部分硫酸盐和硫化铁转化为FeS 、CaS 、FenSn+1而残留在焦炭中，另一部分如有机硫则转化为气态硫化物，在流经高温焦炭层缝隙时，部分与焦炭反应生
配煤指标有哪些如何计算，相应煤质分析仪器如何配备 编辑：admin 浏览：526 添加时间：2013-05-04 10:20 炼焦配煤、洗煤厂配煤等这些配煤工艺中，具体要了解的配煤指标有哪些呢？这些指标又该如何计算？配煤的指标可以预算处焦炭的质量吗？配煤环节所需的煤质分析仪器有哪些？每一个煤炭指标都有着对应的煤质分析仪器。 一、配煤指标介绍，及相应煤质分析仪器推荐。 1.配合煤灰分 煤中灰份可以全部转至焦炭中，灰份的多少决定了焦炭质量的好坏。焦炭的灰份愈高，在高炉熔炼时所与要的溶剂量愈大，这样使得高炉利用系数减低。许多试验证明，灰份每增加1%，生铁将减产2.5%，同时灰份中的大颗料与焦炭中的有机物质不能结合起来，使它们分开的表面便是裂纹的开始，这种裂纹是由于焦炭物质和矿物质粒子不同体积热膨胀系数和收缩系数而产生的，如矿物粒子很大，则裂纹变宽变长，因而体牢固的粘着，从而也会使焦炭的耐磨变坏。我国大焦炉焦炭的灰份除个别情况外，一般在13%左右或<13%。配合煤的挥发分可以按可加性计算。 推荐煤质分析仪器----马弗炉+时温测控仪。 2.配合煤的硫分 配合煤中约有70-80%的硫份残留在焦炭中。硫份是高炉最有害的敌人，硫份每增加0.1%，生铁减少2.5%，同时它是生铁中硫的主要来源。当它转至生铁中时，生铁呈热脆性，在赤热煅烧下，质地不坚硬，用于机械加工时往往发生裂纹。因此含硫高的焦炭决不会冶炼出质量高的生铁，同时硫份还会加速铁的腐蚀，人们为了得到合格的焦炭，必须增加炉渣碱度以中和焦炭中的硫含量，因此在冶炼时必须多加石灰石，由于多加了石灰石同时也增加了焦炭的消耗量，高炉将大大减产，高炉要求硫份愈低愈好，我国大焦炉焦炭的硫份一般在0.7%或小于0.7%。硫份可以按可加性计算。 推荐煤质分析仪器---测硫仪。 3.配合煤的挥发分 配合煤的挥发分是根据单种煤的挥发分来确定的，因为挥发分是可以按照可加性来计算的，一般焦煤挥发分在25%左右，挥发分过高说明煤料气煤较多，从而会引起冶金焦炭块度的下降，因此配合煤的挥发分一般配至32%以下可以得到块度较大的冶金焦炭。 推荐煤质分析仪器---马弗炉。 二、如何计算配煤指标、配煤比例 煤的硫分、灰分等配煤指标怎样提前知道所出的焦炭指标。 配合煤的灰分全部转入焦炭，公式：焦炭灰分＝配煤灰分÷全焦率 配合煤的硫分约60%—70%转入焦炭，因配合煤的成焦率为70%—80%，故焦炭硫分约为配合煤的硫分80%—90%。 焦炭灰分=配煤灰分*1.35，焦炭的灰分决定于配煤的灰分及挥发份，一般1.25-1.4倍之间 焦炭硫分=配煤硫分*0.93，焦炭的硫分一般是配煤硫分的08-0.9倍，我们一般是0.85，硫分的转化率与煤种有关，我厂最高时到0.95，二级焦合格，最近煤种变化较大只能到0.88的样子。 焦炭的灰分基本上是1.35-1.4左右，和配合煤的挥发分、焦炭挥发分有关，可以计算出来 硫铁矿硫，有机硫，硫酸盐硫，在炼焦过程中迁移转化到煤气中的量是不相同的；硫铁矿硫最容易分解，其次是有机硫，最后是硫酸盐硫；具体要根据炼焦温度与时间而定。 三、配煤炼焦时怎样预测焦炭质量 对于常规指标硫：焦炭指标比入炉煤指标低，可以控制入炉煤指标预测焦炭硫份。灰：根据入炉煤灰分与煤焦比可以预测焦炭灰分。挥发分：一般焦炭挥发分在1到1.5之间。无法用入炉煤挥发分获得。至于CSR可以通关做入炉煤岩相可以大致得出活惰比为1.5到1.6之间时，CSR在55%左右，相对应CRI在35%左右。M40、M25只能通过焦炭转鼓试验得到。 焦炭的灰分大约是入炉煤灰分的1.3倍，硫分大约是入炉煤硫分的0.8~0.9倍，挥发分与配煤无关，只跟炼焦最终温度相关，焦炭强度与入炉煤的粘结指数，胶质层厚度和炼焦的方式有关。 四、关于配煤比
煤炭焦化工艺 煤炭焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。为保证焦炭质量，选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性；绝大部分炼焦用煤必须经过洗选，以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量。选择炼焦作煤时，还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压力。用低挥发分煤炼焦，由于其胶质体粘度大，容易产生实高膨胀压力，会对焦炉砌体造成损害，需要通过配煤炼焦来解决。 产品和用途 煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油煤气和化学产品3类。 （1）焦炭。炼焦最重要的产品，大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁，其次用于铸造与有色属冶炼工业，少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等。在钢铁联合企业中，焦粉还用作烧结的燃料。焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。 （2）煤焦油。焦化工业的重要产品，其产量约占装炉煤的3%~4%，其组成极为复杂，多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用（3）煤气和化学产品。氨的回收率约占装炉煤的0.2%~0.4%，常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨水等形式作为最终产品。粗苯回收率约占煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有机合成工业的原料。硫及硫氰化合物的回收，不但为了经济效益，也是为了环境保护的需要。经过净化的煤气属中热值煤气，发热量为17500kj/Nm3左右，每吨煤约产炼焦煤气300~400 m3，其质量约占装炉煤的16%~20%，是钢铁联合企业中的重要气体燃料，其主要成分是氢和甲烷，可分离出供化学合成用的氢气和代替天然气的甲烷。 煤焦化工艺 焦化厂主要生产车间： 备煤车间（煤仓、配煤室、粉碎机室、皮带机运输系统、煤制样室）
配煤炼焦
配煤炼焦基础知识 第一章煤的基础知识 一、煤的形成 大约三十多亿年以前，地球上就已经有单细胞低等植物存在了。在整个地质年代中的某些时期内，出于地球的气候温暖、潮湿，而且有丰富的矿物养料，因此植物生长得持别高大和繁茂。这些落群生长的陆生植物，构成了成煤的物质基础。在漫长的地质年代里，地球的造山运动和地壳不断的变动，使有些落群生长的植物随着地壳下沉，后来慢慢地被水淹没，或者被山石覆盖。在多水缺氧的情况下，堆积在水中的植物残骸受一种“厌氧细菌”(不靠空气而靠夺取植物遗体里的养份而生成的微生物)的作用，脱去不稳定的含氧物质(一般以二氧化碳和水的形式除去)，使残留物的氧和氢的含量减少，碳含量相对增高。与此同时，植物残骸还受到其他生物化学作用，产生大量的腐植酸及沥青类物质。这种既合有植物残骸未被分解的族组成部份(如根、茎、叶、树皮
等)，又含有腐植酸，而且碳含量比植物残骸高、水份比较大的物质称为泥炭。在泥炭形成的过程中，往往出现植物生此交替和地壳不断变动的情况。如果地壳垂直下沉的速度与泥炭堆积的速度差不多，泥炭层就会不断地变厚；如果地壳垂直下沉的速度比泥炭堆积的速度大，随着时间的推移。泥炭层的上面就会被沙土覆盖而形成顶板，顶板越厚，泥炭受压力和地热的作用就越大。由于地热和压力的作用，使得泥炭中大分子缩合和构化程度提高，C/H原子比增大氢和氧含量减少，泥炭就变成了褐煤。褐煤如果继续不断地受到增高的温度和压力的作用，就会引起内部分子结构、物理性质和化学性质的进一步变化，褐煤就逐渐变成了烟煤或无烟煤了。第一章煤的基础知识 二、煤的分类 ? 1、腐植煤 ? 根据成煤的原始物质条件不同，自然界的煤可分为三大类，即腐植煤、残植煤和腐泥煤。腐植煤是由高等植物形成的，在自然界中分布最广，蕴藏量最大，用途最广；残植煤是由高等植物中稳定组份(树皮、孢子、角质、树
中国煤炭分类国家标准（GB5751-86） 类别符号包括数码分类指标( Vdaf%挥发份GRL粘结指数Y,MN胶质层) 无烟煤WY 01，02，03 10 贫煤PM 11 >10.0-20.0 ≤5 贫瘦煤PS 12 >10.0-20.0 5-20 瘦煤SM 13，14 >10.0-20.0 >20-65 焦煤JM 24 >20.0-28.0 >50-65 <25.0 15，25 >10.0-20.0 >65 <25.0 肥煤FM 16，26，36 >10.0-37.0 (>85) >25 1/3焦煤1/3JM 35 >28.0-37.0 >65 <25.0 气肥煤QF 46 >37.0 (>85) >25.0 气煤QM 34 >28.0-37.0 >50-65 <25.0 43，44，45 >37.0 >35-65 <25.0 长焰煤CY 41，42 ≥37.0 1/3焦煤 质量要求：灰份≤9.5--10%挥发份28--32%硫份≤0.7% G值＞75 Y值＞14mm 国际上级冶金煤 主焦煤 质量要求：灰份≤9.5--10%可燃基挥发份18--24%硫份≤0.7% G值＞75 Y值＞16mm。 主焦煤：灰份%含硫%挥发份% G值Y值 ＜9.5＜0.6 18-26＞65＞18 1/3焦煤：≤9.5 ≤0.6 28-35＞75＞18 肥煤是指国家煤炭分类标准中，对煤化变质中等，粘结性极强的烟煤的称谓，炼焦煤的一种，炼焦配煤的重要组成部分，结焦性最强，熔融性好，结焦膨胀度大，耐磨；精煤是指经洗选加工供炼焦用或其他用途的洗选煤炭产品的总称。 煤的挥发分 煤的挥发分，即煤在一定温度下隔绝空气加热，逸出物质（气体或液体）中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。因为挥发分不是煤中固有的，而是在特定温度下热解的产物，所以确切的说应称为挥发分产率。 （1）煤的挥发分不仅是炼焦、气化要考虑的一个指标，也是动力用煤的一个重要指标，是动力煤按发热量计价的一个辅助指标。 挥发分是煤分类的重要指标。煤的挥发分反映了煤的变质程度，挥发分由大到小，煤的变质程度由小到大。如泥炭的挥发分高达70%，褐煤一般为40～60%，烟煤一般为10～50%，高变质的无烟煤则小于10%。煤的挥发分和煤岩组成有关，角质类的挥发分最高，镜煤、亮煤次之，丝碳最低。所以世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。 （2）煤的挥发分测试要点见GB212-91。无烟煤：高固定碳含量，高着火点（约360～420℃）,高真相对密度（1.35～1.90）,低挥发分产量和低氢含量。除了发
配煤炼焦基础知识 第一章煤的基础知识 一、煤的形成 大约三十多亿年以前，地球上就已经有单细胞低等植物存在了。在整个地质年代中的某些时期内，出于地球的气候温暖、潮湿，而且有丰富的矿物养料，因此植物生长得持别高大和繁茂。这些落群生长的陆生植物，构成了成煤的物质基础。在漫长的地质年代里，地球的造山运动和地壳不断的变动，使有些落群生长的植物随着地壳下沉，后来慢慢地被水淹没，或者被山石覆盖。在多水缺氧的情况下，堆积在水中的植物残骸受一种“厌氧细菌”(不靠空气而靠夺取植物遗 体里的养份而生成的微生物)的作用，脱去不稳定的含氧物质(一般以二氧化碳和水的形式除去)，使残留物的氧和氢的含量减少，碳含量相对增高。与此同时，植物残骸还受到其他生物化学作用，产生大量的腐植酸及沥青类物质。这种既合有植物残骸未被分解的族组成部份(如根、茎、叶、树皮等)，又含有腐植酸，而且碳含量比植物残骸高、水份比较大的物质称为泥炭。在泥炭形成的过程中，往往出现植物生此交替和地壳不断变动的情况。如果地壳垂直下沉的速度与泥炭堆积的速度差不多，泥炭层就会不断地变厚；如果地壳垂直下沉的速度比泥炭堆积的速度大，随着时间的推移。泥炭层的上面就会被沙土覆盖而形成顶板，顶板越厚，泥炭受压力和地热的作用就越大。由于地热和压力的作用，使得泥炭中大分子缩合和构化程度提高，C/H原子比增大氢和氧含量减少，泥炭就变成了褐煤。褐煤如果继续不断地受到增高的温度和压力的作用，就会引起内部分子结构、物理性质和化学性质的进一步变化，褐煤就逐渐变成了烟煤或无烟煤了。 第一章煤的基础知识 二、煤的分类 ? 1、腐植煤 ?根据成煤的原始物质条件不同，自然界的煤可分为三大类，即腐植煤、残植煤和腐泥煤。腐植煤是由高等植物形成的，在自然界中分布最广，蕴藏量最大，用途最广；残植煤是由高等植物中稳定组份(树皮、孢子、角质、树脂)富集而形成的；腐泥煤是由低等植物和少量浮游生物形成的（藻类、菌类、地衣等），分布范围小，煤层厚度不大。由于腐植煤分布范围广，且煤层厚度厚，是我国煤炭开采的主要对象，
配煤方案
5.2.1 配煤方案的说明及讨论 木里庆华煤单独炼焦时所得焦炭块度稍碎, 裂纹较少, 表面较为粗糙, 色泽一般, 气孔稍多, 粘结性稍显不足, 熔融性一般。从表7焦炭质量分析结果看, 焦炭灰、硫、磷含量均很低( A d=6.63%、 S t,d=0.27%、P d=0.016%) ; 其冷态转鼓强度( M40=77.3%、 M10=8.4%) 达到国家二级冶金焦标准, 热态强度( CRI=38.3%、CSR=45.8%) 一般。总体上木里庆华煤所得焦炭除热态强度外, 其余指标均达到或优于国家二级冶金焦标准, 特别是很低的灰、硫及磷含量。 木里义海煤单独炼焦时所得焦炭块度较大, 裂纹较多, 色泽发暗, 气孔多、质较轻、表面粗糙, 粘结性不足, 熔融性较差。从表7焦炭质量分析结果看, 焦炭灰( A d=7.51%) 、硫( S t,d=0.23%) 含量较低, 均远优于国家一级冶金焦标准, 磷含量稍高( P d=0.032%) ; 其冷态转鼓强度( M40=60.8%、 M10=17.5%) 及热态强度( CRI=49.6%、 CSR=28.4%) 很差。总体上木里义海煤单独炼焦所得焦炭除具有较低的灰硫含量外, 焦炭强度很差。 方案1以青海煤为基础( 木里义海和木里庆华) , 同时配加凯鸿煤保证配合煤的粘结性, 考察焦炭质量。其配比是木里义海40%、木里庆华30%、凯鸿30%。从外观上看, 该方案所得焦炭块度较碎, 裂纹较多, 色泽较好, 气孔多、偶有蜂焦、质轻, 粘结性好、熔融性一般。从表7焦炭质量分析结果看, 焦炭灰含量( A d=9.07%) 较低, 远优于国家一级冶金焦标准, 硫( S t,d=0.64%) 含量适中, 接近国家一级冶金焦标准; 焦炭冷态转鼓强度( M40=75.6%、M10=8.3%) 及热态指标反应性( CRI=36.8%) 、反应后强度( CSR=49.5%) 一般, 均接近国家二级冶金焦标准。总体上该方案所得焦炭质量一般, 特别是焦炭强度一般, 仅接近国标二级冶金焦。 方案2在方案1的基础上增加木里庆华煤的配比, 用五虎山煤代替凯鸿, 同时以大头羊( 洗) 煤降低挥发分, 考察焦炭质量。具体配比为:
炼焦工艺 1基本组分 焦炭78%、焦炉煤气15~18%、煤焦油2.5~4.5%。 1.2焦炉煤气 氨0.25~0.4%（生产硫铵，我国为0.25%）； 粗苯0.8~1%（苯、甲苯、二甲苯）； 硫化物0.2~1.5%（可生产硫磺和吡啶） 1.3煤焦油精制 轻馏分：苯、甲苯、二甲苯、重苯； 酚馏分：酚、甲酚、二甲酚； 萘组分：萘、精萘、工业喹啉； 洗油组分：苯类吸收剂； 蒽油组分：提取蒽、菲、咔唑； 沥青：铺路、生产沥青油和电极沥青 2选煤的必要性 煤中的硫包括无机硫（选煤可以部分去掉）、有机硫（物理选煤不能去掉，用浮选法） 煤中还有内在矿物，成矿时混入的粘土（二氧化铝）、沙粒（二氧化硅）、硫铁矿。其中前两种可以通过粉碎、洗选除去。 外在矿物，采煤时混入的矸石。比重大，直接燃烧时为灰分，炼焦时全部留在焦炭中。选煤时除去。 水分，内在水和成矿有关，在配煤时考虑，外在水影响焦炉的操作稳定性。炼焦前需要干燥处理。 3炼焦参数 3.1炼焦阶段 干燥预热：350℃，失去水分。 焦体形成阶段：350~480℃，交连、缩聚、重排，气、固、液共熔体。有膨胀压 半焦形成阶段：480~650℃，增加了气、固相的生成，胶质固化。 焦炭形成阶段：650~1000℃，半焦不稳定的有机物分解或缩聚，产物为气体。750℃后主要是氢气。体积收缩。 3.2炼焦煤 气煤：挥发性大，收缩大，膨胀压小，2~14kPa；胶质体少，粘性差。热解350~440℃（90℃），加入便于推焦，保护炉体。 肥煤：挥发度低于气煤，收缩大，膨胀压小4.9~19.6kPa，胶质体最多，粘性最好。热解320~460℃（140℃）。 焦煤：挥发性适中，收缩量低；成焦强度大，热解390~465℃（75℃）。膨胀压很大14.7~34.3kPa。对焦炉的墙体不利。 瘦煤：挥发度最低，热解450~490℃（40℃），结焦块大，液体少，收缩量最低，粘结性差，膨胀压答19.6~78.4kPa。 3.3配煤指标 水分：8~10%。内在水和外部水总和。 灰分：10.5~11.2%（混入杂质部分），保证成焦率76%，满足高炉需要。 挥发分：18~30% 硫分：80%进入焦炭（1~1.2%），要求控制1%以下。 黏结性：胶质层最大厚度Y=16~18mm。黏结指数65~78%。 膨胀压：安全10~15kPa，选择8~15kPa。
1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。配煤技术涉及煤的多项工艺性质、结焦特性和灰分、硫分、挥发分的配合性质和煤的成焦机理等。长期以来，配煤试验一直是选定配煤方案、验证焦炭质量的不可缺少的配煤技术程序 早期炼焦只用单种煤，随着焦化行业的发展，炼焦煤储量的明显不足，高炉用焦要求的提高，单种煤已不可能用来炼焦，走配煤之路已势在必行。如济源金马焦化配煤比：35%ZJM，35%JM,15%FM,15%SM,可练出供济钢用的一级冶金焦，同时加入了肥煤，增加了化产回收，成本在1000元/t，而只用主焦煤炼焦成本在1200元/t，同时降低了化产回收，配煤效益可见一斑。 2 配煤的选择及方法 各单种煤的结焦性 （1）褐煤 褐煤的变质程度高于泥煤而低于分类方案中的其它所有煤种。在分类方案中，它的可燃基挥发分大于40%，煤中含有多量水分，加热时它不能产生胶质体，因此没有粘结性，在现代炼焦炉中不结焦，我们不将它划分在炼焦煤范围内。在某些炼焦煤非常缺乏的国家，他们是通过复杂的工艺，利用褐煤制造型块炼成型焦，这已不属配煤炼焦的范畴，故不多述。 （2）长焰煤 长焰煤的变质程度比褐煤高，在分类中其可燃基挥发分大于37%，胶质层厚度小于5毫米，这种煤粘结性极弱，在现代炼焦炉中不能单独结成焦炭。在某些长焰煤多的地区，可以少量配用，但配入量稍多时，常会使焦炭强度和耐磨变坏，尤其是配煤中肥煤不够多时更为明显。所以长焰煤也不列入炼焦煤范围内。 (3) 气煤 气煤的变质程度较长焰煤高。在分类图中气煤是一大类，它包括可燃基挥发分在30%~37%、胶质层厚度大于9~25毫米以及可燃基挥发分大于37%、胶质层厚度大于5~25毫米两区域。前者属肥气煤，有一定的结焦性，其中二号肥气煤在现代焦炉中能单独炼焦，但质量较差，只能供中、小高
炼焦成焦过程 将各种经过洗选的炼焦煤按一定比例配合后,在炼焦炉内进行高温干馏,可以得到焦炭和荒煤气.将荒煤气进行加工处理,可以得到多种化工产品和焦炉煤气.焦炭是炼铁的燃料和还原剂,它能将氧化铁(铁矿)还原为生铁.焦炉煤气发热值高,是钢铁厂及民用的优质燃料,又因其含氢量多,也是生产合成氨的原料. 焦炭主要用于高炉冶炼,其次供铸造,气化,有色金属生产和制电石,它们对焦炭有着不同的要求,其中高炉炼铁对其用焦(冶金焦)的质量要求是相当高的. 冶金焦在高炉冶练过程中起着热源,还原剂,支承物三大作用.高炉炼铁过程发生一系列复杂的物理,化学变化.最主要是铁矿石(氧化铁)转化为金属铁.高炉状况的顺行,焦比,冶炼强度的高低,生铁含硫,磷,硅成分的多少等等,冶金焦都起着很重要的作用,冶金焦是高炉生产不可缺少的主要原料之一.要生产优质冶金焦,必须合理地选择和准备炼焦用煤,正确地掌握炼焦操作. 一,炼焦原理及工艺流程 (一)炼焦原理 1,炼焦原理 炼焦生产,基本原料是炼焦煤.将炼焦煤在密闭的焦炉内隔绝空气高温加热放出水分和吸附气体,随后分解产生煤气和焦油等,剩下以碳为主体的焦炭.这种煤热解过程通常称为煤的干馏. 煤的干馏分为低温干馏,中温干馏和高温干馏三种.它们的主要区别在于干馏的最终温度不同, 低温干馏在500℃-600℃,中温干馏在700℃-800℃,高温干馏在900℃-1000℃.目前的炼焦炉绝大多数属于高温炼焦炉,主要生产冶金焦,炼焦煤气和炼焦化学产品.这种高温炼焦过程,就是高温干馏. 2,炼焦煤的热解过程 炼焦煤在隔绝空气高温加热过程中生成焦炭,它具有下列特性:当被加热到400℃左右,就开始形成熔融的胶质体,并不断地自身裂解产生出油气,这类油气经过冷凝,冷却及回收工艺,得到各种化工产品和净化的焦炉煤气. 当温度不断升高,油气不断放出,胶质体进一步分解,部分气体析出,而胶质体逐渐固化成半焦,同时产生出一些小气泡,成为固定的疏孔.温度再升高,半焦继续收缩,放出一些油气,最后生成焦炭. (二)炼焦方法 1,机械化焦炉生产 煤料从炉顶部的装煤孔或机侧(捣固焦)装入炭化室,由两侧燃烧室传来的热量,将煤料在隔绝空气的条件下加热至高温.加热过程中,煤料熔融分解,所生成的气态产物由炭化室顶端部的上升管逸出,导入煤气净化处理系统,可得到化学产品及煤气;残留在炭化室内的固化成焦炭.煤料分解固化过程完成后,将炭化室两侧的炉门打开,用推焦机将焦炭推出,落入熄焦车(或干法熄焦装置).赤热的焦炭可用水熄灭,或用惰性气体将余热导走,冷却后即得到可使用的焦炭.机械化焦炉(顶装)目前国内采用炉型主要有JN型, JNX型,以及58型,66型,70型.另外还有一种3号简易焦炉. 2,土法炼焦 炼焦煤(多为单种焦煤,配煤,焦肥煤)在普通粘土砖窑炉内(目前国内多用75型,89型,91型,95型,96型,赵城连体炉)以土法炼焦工艺生产的可燃固体产物. 在炉窑内不隔绝空气的条件下,借助窑炉边墙的点火孔人工点火,将堆放在窑内的炼焦煤点燃,靠炼焦煤自身燃烧热量逐层将煤加热(直接火加热部分);煤燃烧产生的废气与未燃尽的大量煤裂解产物形成的热气流,经窑室侧壁的导火道继续燃烧,并将部分热传入窑内(间接加热
配煤 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。配煤技术涉及煤的多项工艺性质、结焦特性和灰分、硫分、挥发分的配合性质和煤的成焦机理等。长期以来，配煤试验一直是选定配煤方案、验证焦炭质量的不可缺少的配煤技术程序。配煤方法有配煤槽配煤和露天配煤厂配煤两种。 配煤理论简介： 当前世界各国炼焦煤资源稀缺，高炉的大型化对焦炭质量及其稳定性的要求越来越高，而炼焦煤资源中强粘结性煤却越来越少，这一矛盾在我国尤为突出。考虑到经济效益及现实情况，国内外各焦化厂都在致力于配煤方案的研究。虽然方案千变万化，而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。 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。 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
1 引言 1.1 煤岩学简介 煤岩学是把煤作为有机岩石为其研究对象,研究其性质、变化及应用的一门学科。它认为,煤本身是一种由多种性质不同的组分以不同的结构混合组成的、性质复杂多变的有机岩石,而非单一的纯净物;提出了活性组分和惰性组分的概念,并按镜质组、半镜质组、丝质组、壳质组以及矿物,对显微组分进行分类和定量统计分析。煤本身的一些物理、化学性质及经历的成煤过程,如密度、元素组成和成煤作用、地质年代等,同煤岩显微组分组成及镜质组反射率这两项指标具有非常密切的关系。 应用煤岩学是:抓住煤本身并非单一纯净物这一特征,运用各种常规研究手段来研究煤中各组分及组分间交互作用对煤性质的影响;研究不同变质程度煤及其交互作用对混合煤性质的影响。 1.2 炼焦配煤技术 从单种煤炼焦到多种煤配合炼焦是焦化工业的一大进步,现代焦炉几乎都采用多种煤配合炼焦。配煤技术作为一个科研领域正在不断发展,但近几十年来,配煤技术较多停留在定性的、经验的阶段。随冶金技术对焦炭质量要求的逐步提高,经验配煤由于不能从根本上解释配煤炼焦生产中出现的反常现象,不能实现从定性到定量的转化,已不能满足焦化生产要求。对此,作为近代焦化基础理论之一煤岩学,虽然发展仍不够完善和成熟,但由于其对煤的重新认识及其理论的可行性,较现行原料煤分类却更科学和先进。 随着煤岩理论的深入和完善,以及配煤技术的发展,科学配煤离不开煤岩学已得到一致公认。目前,世界各国开发的配煤技术,凡是论证较充分、效果较好的,无一不以煤岩学为基础。上世纪80年代,国内的煤岩配煤技术开始得到较快发展。用煤岩学观点和方法预测焦炭质量,并指导配煤是50多年煤岩学发展的大事,也是焦化工业重大科研成果。目前,煤岩学已广泛应用于煤的研究及生产实践中。在焦化工业,煤岩学作为一种有用理论正在被广泛接受并逐渐应用于生产实践。 2 煤岩配煤的基本原理 根据煤岩学理论及其对煤的深入认识,煤岩配煤的发展已形成几条公认的基本原理。 2.1 煤是不均一物质 每种煤都是一种天然的配合煤,所以绝大多数煤都不合乎单独炼焦的要求。为此,煤岩工作者通过显微镜观察,即煤在加热过程中的动态变化,把加热过程中能熔融并产生活性键的成分划为有粘结性的活性组分;加热不能熔融、不产生活性键的划为无粘结性的惰性组分。镜质组和壳质组是活性组分,丝质组是惰性组分,半镜质组是两性组分。 2.2 煤中各活性组分质量的非均一性 镜质组的反射率分布图证明了这一点。对于任何单种煤,由于其各活性组分经历的成煤作用集中且较接近,变质程度亦相近,在镜质组的反射率分布图上,均呈现正态分布。 2.3 惰性组分和活性组分在配煤中都不可缺少 缺少或过剩都对成焦不利,会导致焦炭质量的下降。对焦炭质量有一定要求的配煤,实际
第二章室式炼焦过程与配煤工艺 第一节煤在焦炉炭化室内的结焦过程 一、炭化室内炉料的动态变化 焦炉的炭化室是一个带锥度的窄长空间，煤料受两侧炉墙传递的热量加热，下面我们分析炼焦过程及其特点，并由此分析炭化室内各部位焦炭质量与特征。 1、成层结焦与温度变化 在煤化学中我们知道，粘结性煤加热过程中，经历了干燥、热分解、形成塑性体、转化为半焦和焦炭的过程。过程所需要的热量，由两侧炉墙提供。绘出图（表明两侧加热），因煤和塑性层导热系数低，因此在整个成焦过程的大部分时间内，炭化室内与炉墙垂直方向上炉料的温度梯度较大(图2-1左)。这样在结焦过程的大部分时间内，离炭化室墙面不同距离的各层炉料因所受到的温度不同而处于热解过程的不同阶段，整个炭化室内炉料的状态随时间而变化(图2-1右)。靠近炉墙附近的煤先结成焦炭，而后焦炭层逐渐向炭化室中心推移，这就是常指的“成层结焦”。炭化室中心面上的炉料温度始终最低，因此以结焦末期炭化室中心面的温度(焦饼中心温度)作为焦饼成熟度的标志，称为炼焦最终温度。 如图2-2所示，由于各层炉料距炉墙的距离不同，传热条件也就各不相同，最靠近炉墙的煤料升温速度最快，约5℃／min 以上，而位于炭化室中心部位的炉料升温速度最慢，约2℃／min以下，这种温度变化的差别必然导致焦炭质量的差异。 常规炼焦采用湿煤装炉，结焦过程中湿煤层被夹在两个塑性层之间，这样湿煤层内的水汽不易透过塑性层向两层外流出，致使大部水汽窜入内层湿煤中，并因内层温度低而冷凝下来，这样内层湿煤水分增加，加之煤的导热系数小，使得炭化室内中心煤料升温速度缓慢，长时间停留在水的蒸发温度以下，煤料水分愈多，结焦时间就愈长，炼焦的耗热量也就愈大。
焦化厂主要生产车间：备煤车间、炼焦车间、煤气净化车间及其公辅设施等，各车间主要生产设施如下表所示：序号系统名称主要生产设施 1 备煤车间煤仓、配煤室、粉碎机室、皮带机运输系统、煤制样室 2 炼焦车间煤塔、焦炉、装煤设施、推焦设施、拦焦设施、熄焦塔、筛运焦工段(包括焦台、筛焦楼) 3 煤气净化车间冷鼓工段(包括风机房、初冷器、电捕焦油器等设施)；脱氨工段(包括洗氨塔、蒸氨塔、氨分解炉等设施)；粗苯工段(包括终冷器、洗苯塔、脱苯塔等设施) 4 公辅设施废水处理站、供配电系统、给排水系统、综合水泵房、备煤除尘系统、筛运焦除尘系统、化验室等设施、制冷站等 3、炼焦的重要意义由高温炼焦得到的焦炭可供高炉冶炼、铸造、气化和化工等工业部门作为燃料和原料；炼焦过程中得到的干馏煤气经回收、精制可得到各种芳香烃和杂环混合物，供合成纤维、医药、染料、涂料和国防等工业做原料；经净化后的焦炉煤气既是高热值燃料，也是合成氨、合成燃料和一系列有机合成工业的原料。因此，高温炼焦不仅是煤综合利用的重要途径，也是冶金工业的重要组成成分。 政策性风险煤炭是我国最重要的能源之一,在国民经济运行中处于举足轻重的地位,焦化行业属于国家重点扶持的行业。为建立大型钢铁循环结构，在钢铁的重要生产基地和炼焦煤生产基地建设并经营现代化大型焦化厂符合我国产业政策和经济结构调整方向,也是焦化工业发展的一个前景。 五、原料煤的准备 备煤车间的生产任务是给炼焦车间提供数量充足、质量合乎要求的配合煤。其工艺流程为：原料煤→受煤坑→煤场→斗槽→配煤盘→粉碎机→煤塔。 1、煤的接收与储存原料煤一般以汽车火车的方式从各地运输过来，邯钢焦化厂的原料煤主要来自邢台的康庄、官庄，峰峰和山西等地。当汽车、火车到达后，与受煤坑定位后，用螺旋卸煤机把煤卸到料仓里，当送料小车开启料仓开口后，用皮带把煤料运到规定位置。注意：每个料仓一次只能盛放同一种类别的煤。为了保证焦炉的连续生产和稳定焦炉煤的质量，应根据煤质的类别用堆取料机把运来的煤卸放在煤场的各规定位置。邯钢焦化厂的备煤车间用的气煤、肥煤、焦煤和瘦煤四种，按规定分别堆放在煤场的五个区。 2、煤原料的特性及配煤原则
炼焦配煤的技术研究 摘要:配煤是炼焦工艺的一个关键。由于煤炭性质、储量、煤种分布、开采及运输等因素的影响,如何根据不同情况,选择出最佳配煤方案,配合出最理想的入炉原料,是一个值得重视的问题。本文就我国现有的各种配煤方法作一探讨。 关键词:炼焦配煤煤岩学探讨 1、我国常用配煤方法实例 我国很多焦化厂研究开发了适合自己特点的降耗增效配煤方案,现举例如下: (1)邯钢焦化厂将正交实验法应用于配煤方案的选择,利用数理统计学实现配煤的优化。他们确定的目标是M40)75%、M,。镇10%,他们认为影响焦炭M4。、M,。的主要因素为气、肥、焦、瘦四种原煤配比,并分别找出这四种煤影响M‘。、M;。的极差R的顺序,通过极差R确定各种煤的配入比例,经过与煤场存煤情况比较,得出了配比结果:气煤30%;肥煤15%;焦煤35%;瘦煤20%,其结果焦炭的M4o==77%,Mzo二9.5%,达到了预期效果。 (2)邢钢焦化分厂利用线性规划指导炼焦配煤,他们把配煤所要求的指标如挥发份、灰份、硫份、胶质层、配煤成本等引入线性方程式,建立各单种煤(焦煤、瘦煤、肥气煤、肥煤)指标(硫份、灰份、挥发份、胶质层、单价)的约束条件方程式,用单纯形法求出最佳配煤方案为焦煤30%、肥气煤35%、瘦煤20%、肥煤15%,成本最低,利用此配煤方法,88年上半年降低成本13万元以上。 (3)酒泉钢铁公司利用煤的成因因素指标(变质程度指标面。二,还原程度指标即容惰力I人、I。二,标志煤岩组成成份指标即惰性含量I)与常规煤质指标(挥发份V’,粘结性指标y、a+b、G)分别在200kg试验焦炉上进行对比试验,并利用回归方程建立了煤的成因因素与焦炭质量的关系式,用最优化计算方法选择最佳实用配煤方案,得出结果如下:配煤指标用V‘、I或页m。、、I均可,最优化计算法有利于降低煤成本。二者结合起来,即可稳定焦炭质量、节约优质煤,又可获得较低的煤价。其他也有用新的配煤处理技术如煤的予热、捣固炼焦、配煤添加物等方法。上述这些方法各有其特点,手段上千差万别,结果也各不相同。究竟以什么统一的标准确定配煤比例,衡量配煤质量的优劣,将在下面进行探讨。 2、目前配煤方法的欠缺 目前普遍采用的配煤方法仅是多年炼焦实践总结、对配合煤的指标要求是灰份、含硫、粘结性y值、挥发份V’、配煤粒度以及其他诸如经济方面、效益方面的因素,而这些指标均在一定的范围内波动。如配煤粒度要求,要求大于3mm的煤要占总量的80%以上,而其余20%以下的则无从查考,这其中大于10mm的占百分之多少?而小于0.smm的又占百分之几?没有人做过统计分析。实际上诸如此类的多项因素都不同程度地影响着焦炭的质量,也就是说,影响焦炭质量的人为或偶然因素占有相当的比重。又如,我们平常讲配煤要把肥煤、肥气煤、气煤、焦煤、瘦煤按拟定的比例混合进行炼焦作业,而恰恰在这些煤的分类问题上却出现了一些不合理之处: (1)y值不能清楚地表示煤的炼焦特性,在同一大类中,煤的结焦性质差异很大,各类煤的炼焦实验表明:除肥煤的焦炭质量差异不大外,其余均有不同程度的差异,如焦煤的M40相差可高达18.4,M,。也相差达4.4。而配煤却依此做为主要指标之一,也自然难以找出y值与焦炭质量的相关性。 (2)据冶金部钢铁司资料,《中国煤炭分类》标准也存在如下问题:
配煤炼焦技术 【摘要】系统介绍了近几十年来配煤炼焦技术的发展及其应用情况,也介绍了焦炭质量预测的几种方法,重点介绍了专家配煤系统,并探讨了当前配煤的研究方向。 【关键词】配煤炼焦灰分硫分原理质量预测建议应用 配煤是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。 从前，炼焦只用单种焦煤，由于炼焦工业的发展，焦煤的储量开始感到不足。而且还存在着煤炼的焦饼收缩小，推焦困难；焦煤膨胀压力很大，容易胀坏炉体；焦煤挥发分少，炼焦化学产品产率小等缺点。为了克服这些缺点，采用了多种煤的配煤炼焦。配煤炼焦扩大了炼焦煤资源，把不能单独炼成合格冶金焦的煤，经过几种煤配合可炼出优质焦炭，还可以降低煤料的膨胀压力，增加收缩，利于推焦，并可提高化学产品产率。配煤炼焦可以少用好焦煤，多用结焦性差的煤，使国家资源不但利用合理，而且还能获得优质产品。 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。配煤技术涉及煤的多项工艺性质、结焦特性和灰分、硫分、挥发分的配合性质和煤的成焦机理等。长期以来，配煤试验一直是选定配煤方案、验证焦炭质量的不可缺少的配煤技术程序。配煤方法有配煤槽配煤和露天配煤厂配煤两种。 当前世界各国炼焦煤资源稀缺，高炉的大型化对焦炭质量及其稳定性的要求越来越高，而炼焦煤资源中强粘结性煤却越来越少，这一矛盾在我国尤为突出。考虑到经济效益及现实情况，国内外各焦化厂都在致力于配煤方案的研究。虽然方案千变万化，而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。 一、配煤理论简介： 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，
炼焦配煤与焦炭质量关联性的初步研究 摘要 本课题组通过对相关资料的查阅和生产上大量数据的分析，设计了合理可靠的煤焦质量预测模型。并证明了单种煤的灰分、硫分和挥发份与配合煤的灰分、硫分和挥发份有一定的线性关系，可以运用一元线性回归预测模型进行有效地预测；但粘结指数预测值与实测值相差较大，不能用一元线性回归法进行预测。同时，配合煤的灰分、硫分与焦炭中的灰分、硫分具有线性关系，可以运用一元线性回归预测模型进行有效地预测；但焦炭机械强度运用一元线性回归预测结果与实测值偏差较大，故只能运用二元线性回归法做出焦炭机械强度的预测模型。 对预测模型进行评估即把设计的模型用于具体工厂数据上，证明此模型可以简单预测焦炭质量。故在今后工业生产中可以运用此模型合理有效地控制炼焦煤中灰分，检验配煤的合理性以达到合理指导配煤的作用。为选择可行的、经济的配煤方案提供理论依据，进而优化配煤方案，来实现生产成本的降低，满足市场需求，提高焦炭企业的市场竞争能力。 关键词：配煤，线性回归，预测模型 I
FIRST STEP RESEARCH OF COAL BLENDING CONNECT WITH COAL QUALITY ABSTRACT Based on the information available on the production of large amounts of data and the analysis, design CHAR a reasonable and reliable quality prediction model. And to prove that a single species of coal ash, sulfur, volatile and with the coal ash, sulfur and volatile linear relationship to a certain extent, you can use one yuan linear regression model for effective forecast predicted, but Bond Index forecast And measured large difference, which can not be one yuan linear regression to predict. At the same time, with coal ash, sulfur and coke in the ash, sulfur linear relationship, you can use one yuan linear regression model for effective forecast predicted, but the mechanical strength of coke use of one yuan linear regression predicted and measured deviation Larger, it can only use the dual linear regression to the mechanical strength of Coke prediction model. The prediction model that is designed to assess the model for specific data on the plant that this model can be simple prediction coke quality. Therefore, in industrial production in the future can use this model, rational, and effective control of coking coal ash, testing the reasonableness of the blending of a reasonable guide to the role of coal. For the selection of viable economic programme providing the basis for coal, coal blending programme to optimize and reduce the cost of production and meet market demand and improve the market competitiveness of coke. Thus blending reasonable guidance and control the coal ash in order to ensure the quality of coke. KEY WORDS: coal blends，Linear regression，Prediction model， II