炼焦用煤
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炼焦是指将煤炭在高温下干馏(无氧加热)以生产焦炭、焦炉气和焦油等产品的过程。
炼焦原材料主要是煤炭,而煤炭的质量和种类会直接影响焦炭的质量。
以下是炼焦过程中常用的煤炭类型和原材料:
1. 烟煤:烟煤是炼焦的主要原料,因为它具有较高的挥发份和粘结性,能够较好地粘结成焦炭。
烟煤又分为多个等级,如气煤、焦煤、肥煤、瘦煤等,不同等级的烟煤在炼焦时的比例和作用不同。
2. 无烟煤:无烟煤挥发份较低,粘结性较差,通常不作为炼焦的主要原料,但在某些特殊情况下,可能会用于配煤炼焦,以调整焦炭的性质。
3. 焦炭:焦炭是炼焦过程中的主要产品之一,它可以作为高炉冶炼铁矿石的还原剂。
在某些情况下,焦炭也可以作为炼焦的原材料,尤其是在调制配煤时。
4. 辅助材料:在炼焦过程中,可能还会使用一些辅助材料,如石灰石、白云石等,这些材料在炼焦过程中可以起到减少焦油生成、改善焦炭质量等作用。
炼焦过程的配煤技术非常重要,通过合理配煤可以优化焦炭的质量,提高焦炭的产量和质量,减少有害物质的排放。
炼焦配煤是指根据所需的焦炭质量,将不同等级的烟煤和其他原料按照一定比例混合的过程。
配煤的目的是为了获得理想的焦炭强度、块度、挥发份和灰份等性质。
炼焦用煤分析炼焦煤的主要用途是炼焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成,一般1.3 吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。
焦炭多用于炼钢,是目前钢铁等行业的主要生产原料,被喻为钢铁工业的“基本食粮”。
炼焦用煤需用洗选的精煤,其煤种既可用结焦性较好的煤种(如气煤、肥煤、焦煤、瘦煤等),也可通过采用新的炼焦工艺利用弱粘煤、褐煤进行炼焦。
炼焦煤性质的主要性质指标灰分、硫分、挥发分等指标是评价炼焦煤的重要的基本煤质指标。
灰分对煤的黏结性和结焦性都有不利有影响,而硫分的影响主要体现为转入焦炭中的硫会恶化高炉操作,降低生铁质量。
对炼焦用煤灰分、硫分的要求往往较动力煤和民用煤更为严格。
挥发分高低与焦炭和化学产品产率密切相关,同时也是配煤煤种组成的直接体现,一般要求配煤挥发分与中变质量程度烟煤接近。
常规炼焦用煤分析随变质程度加深,各种烟煤黏结性和结焦性发生有规律的变化。
长焰煤和不黏煤是变质程度最低的烟煤,基本无黏结性,受热后不结焦。
弱黏煤只有微弱的黏结性,结焦性很差。
1/2中黏煤受热后可形成不少量的胶质体,具有较弱的黏结性,可作为炼焦配煤的原料,但单独炼焦时成焦性较差。
气肥煤在热解中能产生大量的胶质体,黏结性很强,但因气体析出过多,不能生成致密、高强度的焦炭,结焦性比较差。
气煤受热后能生成一定量胶质体,黏结性从弱到中等以下均有,单独炼焦时产生的焦炭细长、易碎,有较多的纵裂纹,焦炭搞碎强度和耐磨强度均较差。
1/3焦煤是性质介于焦煤、肥煤、气煤之间的过渡煤种,黏结性较强,结焦性较好,是炼焦基础用煤之一。
各种烟煤中肥煤的黏结性是最强的,单独炼焦时所得焦炭耐磨强度特别好,但横裂纹较多,焦根部分有蜂焦,其抗碎强度(特别是挥发分较高时)比焦煤炼制的焦炭稍差。
焦煤受热后产生热稳定性好的胶质体,具有中等或较强的结焦性,单独炼焦时所得焦炭块度大、裂纹少、碎强度和耐磨强度较高,同时,CO2 反应性较低,反应后强度较高。
瘦煤受热后能产生一定数量热稳定性较好、黏度大的胶质体,大多具有中等黏结性,单独炼焦所得焦炭块度大、裂纹少,但耐磨强稍差。
炼焦煤焦炭通常按用途分为冶金焦(包括高炉焦、铸造焦和铁合金焦等)、气化焦和电石用焦等。
由煤粉加压成形煤,在经炭化等后处理制成的新型焦炭称为型焦。
1简介炼焦煤:按照煤炭用途进行划分,作为生产原料,用来生产焦炭,进而用于钢铁行业的煤炭种类。
除了炼焦煤之外,还分为动力燃料用的动力煤,化工行业原料用的无烟煤,钢铁行业高炉喷吹用的喷吹煤。
炼焦煤属于烟煤,按煤化程度由低到高依次是:贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、1/2中黏煤八种。
2现状《BP世界能源统计2007》数据显示,2006年末全球探明的煤炭可采储量总计9090.64亿吨,可采年限为147年。
根据煤炭变质程度,煤炭探明储量中焦煤不到资源量的1/10。
世界焦煤资源中,肥煤、主焦煤、瘦煤约占1/2,其经济可采储量约5000亿吨,其中低灰、低硫的优质焦煤资源大约仅有600亿吨。
世界焦煤资源中,约有1/2 分布在亚洲地区,1/4 分布在北美洲地区,其余1/4 则分散在世界其它地区。
从焦煤查明资源储量情况看,中国焦煤资源占世界25%左右,具备比较优势。
我国的炼焦煤储量低,优质资源稀缺。
我国炼焦煤的储量仅为2,758亿吨,占全国查明煤炭资源储量的27%。
其中,气煤占我国煤炭总资源量的13.75%、肥煤占3.53%,主焦煤占5.81%,瘦煤占4.01%。
去除高灰、高硫、难洗选、不能用于炼焦的部分,优质的焦煤和肥煤的资源稀缺,占查明煤炭资源储量的比例不足6%和3%。
与我国丰富的煤炭资源相比,中国炼焦煤资源相对稀缺,储量仅占我国煤炭总量的25.4%,在找矿方面几乎没有新的发现。
其中粘结性差、适合作配煤的气煤储量占到近一半,而强粘结性的主焦煤和肥煤仅占煤炭总储量的3.53%和5.81%,也就是说,炼焦煤的主要配煤品种—主焦煤和肥煤合计仅占焦煤总储量比重为36%左右。
在我国炼焦原煤产量中,以焦煤、气煤、1/3焦煤和气肥煤产量较高,肥煤、贫瘦煤和瘦煤的产量较低。
炼焦用煤技术知识一、煤的分类标准煤的分类是指导煤炭资源合理利用的基础,也是统计资源的依据。
煤分类标准的制定反映了我国在煤炭加工利用方面的科学技术水平。
1958年国家技术委员会推荐的煤分类标准是以华北、东北地区的煤样为依据,以煤的可燃基挥发份产率和胶质层的最大厚度为分类指标而制定的。
该标准把各种工业用途的煤从褐煤到无烟煤之间的所有煤种划分成10个大类,24个小类。
该标准使用近30年。
随着我国煤炭工业和焦化工业的发展,新煤田的发现,炼焦用煤基地的不断增加,以及原分类标准中烟煤部分大类的类别较少,烟煤与褐煤划分界限不清等原因,原分类标准已不能满足生产发展的需要,所以从1986年起采用新的分类标准。
其中烟煤的分类如表一。
*当烟煤的粘结指数测值GR.I.小于或等于85时,用干燥无灰基挥发份Vdaf和粘结指数GR.I.来划分煤类.当粘结指数测值GR.I.大于85时,则用干燥无灰基挥发份Vdaf和胶质层最大厚度Y,或用干燥无灰基挥发份Vdaf和奥亚膨胀度b来划分煤类.**当GR.I.>85时,用Y和b并列作为分类指标,当Vdaf≤28.0时,b暂定为150%;Vdaf>28.0%时,b暂定为220%.当b值和Y值有矛盾时,以Y值为准划分煤类.分类用的煤样,如原煤灰份小于或等于10%时者,不需减灰.灰份大于10%的煤样需按GB474-83规定的煤样制备方法,用氯化锌重液减灰后再分类.新的分类标准具有以下特点:在半工业和实验室的试验基础上,对无烟煤、烟煤、褐煤进行了全面分类。
烟煤部分分为12大类。
其中新增加了贫瘦煤、1/3焦煤、1/2中粘煤和气肥煤4大类。
采用数码组合与原有牌号相结合的原则构成新的分类系统。
这种编码系统有利于国际上交流和对比。
新分类采用粘结指数为主,胶质层最大厚度或奥亚膨胀度为辅的分类指标,这样可发挥指标各自的优点。
二、单种煤的结焦特性不同牌号的煤,在单独炼焦时所得焦炭的性质是各不相同的。
为合理地选择各种配合煤的配比,必需了解单种煤的结焦性能。
炼焦用煤的一般标准要求1、单种炼焦煤的结焦特性及其在配煤中的作用(1)气煤:气煤在加热时能产生较多的胶质体。
但这种胶质体的热稳定性差,容易分解。
气煤由半焦转变为焦炭时,产生大量挥发物,因此收缩度大,形成焦炭纵裂纹多,块度小,机械强度较低。
但在配煤中配入气煤,可以增加化工产品的回收率,降低煤的膨胀压力。
(2)肥煤:肥煤在加热时能产生大量胶质体,热稳定性较好,所以成焦时熔融性良好;但是由于肥煤成焦时,其内部应力未及松弛,会产生较多的横裂纹。
肥煤在配煤中的作用很重要,被认为是基础煤,因为它具有很强的粘结力,可以粘结一部分弱粘煤炼成强度较好的冶金焦炭。
(3)焦煤(通常称主焦煤):炼焦煤具有中等挥发分与中等胶质层,单独炼焦时形成热稳定性很好的胶质体,能炼制成块大,裂纹少,耐磨性好的焦炭。
在工业不发达时常用它单独炼焦。
但在现代室式焦炉中用焦煤单独炼焦时,由于收缩小,膨胀压力大,造成推焦困难,甚至损坏焦炉。
在配煤中它可以起到提高焦炭强度的作用。
(4)瘦煤:瘦煤在加热时产生的胶质体量少,形成的焦炭块度大,裂纹少,但不耐磨。
在配煤中配入瘦煤可以增加焦炭的块度。
2、焦炭在高炉炼铁中的作用高炉炼铁使用的炉料包括铁矿石(天然矿石,烧结矿或球团矿),溶剂(石灰石或白云石),和焦炭,炉料从炉顶依次分批装入炉内。
焦炭在高炉炼铁中的作用可以概括为:(1)提供热量:焦炭在焦炉风口前的回旋区内激烈燃烧,燃烧产生的热能是高炉冶炼过程中的主要热源。
(2)还原作用:焦炭在回旋区内燃烧生成的高温煤气,在上升过程中将热能传给炉料,使之与焦炭发生吸热反应,生成CO和H2,随后CO与铁矿石中的铁氧化物发生还原反应转化为金属铁。
(3)骨架作用:高炉冶炼过程都发生在煤气上升和炉料下降的相向运动和相互作用之中,整个料柱的透气性是高炉运行的关键。
在料柱上部,焦炭起煤气流分配层的作用;在料柱中部,焦炭起骨架作用,支撑着已经熔融的铁矿石,使煤气正常上升;在料柱下部,高温下仍以固态块状存在的焦炭与已经成为液态的铁水和熔渣混在一起,成为煤气上升与铁水、炉渣下降的疏松骨架。
气化焦的质量要求煤的工业用途非常广泛,归纳起来主要是冶金、化工和动力三个方面。
同时,在炼油、医药、精密铸造和航空航天工业等领域也有广阔的利用前景。
各工业部门对所用的煤都有特定的质量要求和技术标准。
简要介绍如下:1、炼焦用煤焦碳:主要使用“气、肥、焦、瘦”四种煤配合炼焦法炼焦,将配合煤放在干馏炉中加热,随着温度的升高(最终达到1 000℃左右),煤中有机质逐渐分解,其中,挥发性物质呈气态或蒸汽状态逸出,成为煤气和煤焦油,残留下的不挥发性产物就是焦炭。
焦炭在炼铁炉中起着还原、熔化矿石,提供热能和支撑炉料,保持炉料透气性能良好的作用。
因此,炼焦用煤的质量要求,是以能得到机械强度高、块度均匀、灰分和硫分低的优质冶金焦为目的。
国家对冶金焦用煤有专门的质量标准。
冶金焦虽可以用作气化焦,但由于受炼焦煤资源和价格等的限制,一般不用冶金焦制气。
气化焦是专用于生产煤气的焦炭,也就是质量要求没有冶金焦高的焦碳。
主要用于固态排渣的固体床煤气发生炉内,作为气化原料,生产以CO和H2 为可燃成分的煤气。
气化焦要求灰份低、熔点高、块度适当和均匀。
其一般要求如下:固定碳大于80%;灰份小于15%;灰熔点大于1250℃;挥发份小于3%;粒度15-35%和大于35mm两级。
气化过程的主要反应有:C+O2→CO2+408177KJ CO2+C→2CO-162142KJ C+H2O→CO+H2-118628KJ C+2H2O→CO2+2H2-755115DJ因为产生CO和H2的过程均是吸热反应,需要的热量由焦炭的氧化、燃烧提供,因此气化焦也是气化工程的热源。
2、气化用煤煤的气化是以氧、水、二氧化碳、氢等为气体介质,经过热化学处理过程,把煤转变为各种用途的煤气。
煤气化所得的气体产物可作工业和民用燃料以及化工合成原料。
常用的制气方法有两种:①固定床气化法。
目前国内主要用无烟煤和焦炭作气化原料,制造合成氨原料气。
要求作为原料煤的固定碳>80%,灰分(Ag)<25%,硫分(SgQ)≤2%,要求粒度要均匀,25~75mm,或19~50mm,或13~25mm,机械强度>65%,热稳定性S+13>60%,灰熔点(T2)>1 250℃,挥发分不高于9%,化学反应性愈强愈好。
焦煤基础知识焦煤是一种结焦性最好的炼焦用煤,它的碳化程度高、粘结性好,加热时能产生热稳定性很高的胶质体。
如用焦煤单独炼焦,能获得块度大、裂纹少、强度高、耐磨性好的优质焦炭。
但单独炼焦时,由于膨胀压力大,易造成推焦困难,一般都用焦煤炼焦配煤用,效果较好。
焦碳一种固体燃料,质硬,多孔,发热量高.用煤高温干馏而成,多用于炼铁种类焦炭通常按用途分为冶金焦(包括高炉焦、铸造焦和铁合金焦等)、气化焦和电石用焦等。
由煤粉加压成形煤,在经炭化等后处理制成的新型焦炭称为型焦。
冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。
由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁,因此往往把高炉焦称为冶金焦。
中国制定的冶金焦质量标准(GB/T1996-94)就是高炉质量标准。
气化焦是专用于生产煤气的焦炭。
主要用于固态排渣的固定床煤气发生炉内,作为气化原料,生产以CO和H2为可燃成分的煤气。
C+O2→CO2+408177KJCO2+C→2CO-162142KJC+H2O→CO+H2-118628KJC+2H2O→CO2+2H2-75115KJ因为产生CO和H2的过程均是吸热反应,需要的热量由焦炭的氧化、燃烧提供,因此气化焦也是气化过程的热源。
气化焦要求灰分低、灰熔点高、块度适当和均匀。
其一般要求如下:固定炭>80%;灰分1250摄氏度;挥发分<3.0%;粒度15-35mm和35mm两级。
冶金焦虽可以用作气化焦,但由于受炼焦煤资源和价格等的限制,一般不用冶金焦制气。
以高挥发分粘结煤为原料生产的气煤焦,块度小、强度低,不适用于高炉冶炼,但它的气化反应性好,可取代气化焦用于制气。
电石用焦是在生产电石的电弧炉中作导电体和发热体用的焦炭。
电石用焦加入电弧炉中,在电弧热和电阻热的高温(1800-2200摄氏度)作用下,和石灰发生复杂的反应,生成熔融状态的炭化钙(电石)。
其生成过程可用下列反应式表示:CaO+3C→CaC2+CO-46.52KL [编辑本段]电石焦基础知识电石用焦是在生产电石的电弧炉中作导电体和发热用的焦炭。
焦煤的种类和用途焦煤是一种重要的煤炭资源,具有多种种类和广泛的应用。
本文将介绍焦煤的种类和用途。
一、焦煤的种类焦煤主要分为两种不同的种类:冶金焦煤和炼焦煤。
1. 冶金焦煤冶金焦煤是一种用于冶金工业的煤炭产品。
它具有较高的固定碳含量和较低的灰分、硫分等杂质含量。
冶金焦煤通常采用优质的无烟煤或半焦煤经过炼焦工艺加工而成。
冶金焦煤在高温下能够产生高碳含量的焦炭,具有很高的热值和良好的高温机械强度,适用于冶金工业中的高炉冶炼、铁合金生产等工艺。
2. 炼焦煤炼焦煤是一种用于炼焦工业的煤炭产品。
它具有较高的挥发分含量和较低的固定碳含量。
炼焦煤通常采用贫瘠的褐煤、褐煤或烟煤经过炼焦工艺加工而成。
炼焦煤在高温下能够产生低碳含量的焦炭,具有较高的热值和较好的可塑性,适用于炼焦工业中的焦炉生产、炼钢工艺等。
二、焦煤的用途焦煤具有广泛的应用领域,主要包括以下几个方面:1. 冶金工业焦煤是冶金工业中重要的原料之一。
在高炉冶炼中,冶金焦煤经过炉内还原反应,产生高碳含量的焦炭,用于还原铁矿石中的氧化物,生成金属铁。
焦炭还可以提供燃料和热量,维持高炉内的高温状态。
此外,焦煤还用于铁合金生产、铸造等冶金工艺中。
2. 炼焦工业焦煤是炼焦工业中的主要原料。
在焦炉生产中,炼焦煤经过炉内加热和干馏反应,生成低碳含量的焦炭,并释放出大量的挥发分。
焦炭作为高热值的固体燃料,用于提供炼钢过程中所需的高温和热量。
焦炉煤气和焦炉煤气净化后的煤气也是有价值的能源。
3. 化工工业焦煤在化工工业中也有重要的应用。
焦炭作为一种高热值的固体燃料,可用于化工工业中的燃烧设备,如锅炉、热风炉等。
此外,焦炭还可用于生产一些化工产品,如电极石墨、碳素材料等。
4. 其他领域焦煤还在其他领域得到应用。
例如,焦炭可用于铁路轨道修复中的焊接工艺,用于焊接铁轨。
焦煤还可以用作活性炭的原料,用于水处理、空气净化等环保领域。
焦煤具有多种种类和广泛的应用领域。
不同种类的焦煤适用于不同的工业领域,能够满足不同需求的煤炭产品。
炼焦用煤一.煤资源现状:1、地域分布不均匀根据国际能源组织最新统计,全世界的煤炭资源约为20万亿吨,其中俄罗斯及独联体国家、中国、美国、澳大利亚、加拿大、德国、南非、英国、波兰、印度等前10位产煤国的资源量约占全世界的95%以上,但是经过地质勘探工作得出计算出的世界煤资源量只有4.3万亿吨,精确度较高的确认储量位1.2万多亿吨。
2、各种煤的分布也不均匀世界煤炭资源中,褐煤占1/3以上。
在硬煤(烟煤和无烟煤)资源中,炼焦煤还不到资源量的1/10。
在总量约1.14万亿吨的炼焦煤资源中,肥煤、焦煤和瘦煤约占1/2,其经济可采储量约3500亿吨一4000亿吨,其中低灰、低硫的优质炼焦煤资源大约仅有600亿吨。
世界炼焦煤资源中,约有1/2分布在亚洲地区,1/4分布在北美洲地区。
其余1/4则分散在世界其他地区。
中国炼焦煤资源量约占世界炼焦煤总资源量的13%,可采储量约占16.5%。
中国山西省炼焦煤资源最多,2002年底的可开采储量达333亿吨,占全国炼焦煤储量649亿多吨的51.3%。
其他各省可采储量均不到60亿吨。
炼焦煤储量占全国第二、三、四、五、六位的分别是安徽省54.32亿吨、贵州省39.14亿吨、山东省29.15亿吨、河北省27.61亿吨和黑龙江省25.68亿吨。
炼焦煤储量超过20亿吨的还有河南省和内蒙古自治区。
二、煤的分类根据成煤植物不同,煤可分为两类:由高等植物生成的煤称为腐植煤,由低等植物生成的煤称为腐泥煤。
腐植煤占绝大多数,根据变质程度的深浅,腐植煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤,炼焦工业主要用烟煤,烟煤根据变质程度的不同又可分为:长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤和贫煤等。
气煤、肥煤、焦煤、瘦煤具有粘结性,在隔绝空气干馏时能炼成焦炭,称为炼焦煤,是现代焦化工业的主要原料。
长焰煤、贫煤、褐煤、无烟煤等没有粘结性,称为不粘结煤。
但如采用炼焦新工艺或掺加粘结剂,也可炼成不同种类的焦炭。
我国高炉冶炼所用的焦炭主要是用烟煤炼制的。
各种烟煤的性质差别很大。
我国现行的烟煤分类方案采用了两个参数来确定,一个是煤化程度的参数,以煤中可燃物为基准的挥发分,叫做可燃基挥发分(Vdaf),另一个是烟煤粘结性的参数(粘结指数G、胶质层的最大厚度Y)。
用这两个指标,把烟煤划分为12个大类24个小类。
12个大类为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤。
三、单种煤的结焦特性用于炼焦配煤的,主要是气煤、肥煤、焦煤1/3焦煤和瘦煤几大类类。
不同牌号的煤,在单独炼焦时所得焦炭的性质是各不相同的。
现将可以用来配煤炼焦的各单种煤的结焦特性概述如下:1、长焰煤长焰煤是变质程度最低的烟煤,其挥发分高达37%以上,从无粘结性到弱粘结性均有。
其中煤化程度较高的长焰煤加热时能产生数量极微的胶质体,也能生成细小的长条形焦炭,但焦炭的强度很差,粉焦率高。
2、不粘煤不粘煤是一种低变质到中等变质程度的煤。
加热时不产生胶质体,煤的水分大,一般不作炼焦煤使用。
3、弱粘煤弱粘煤是一种粘结性较弱的低变质到中等变质程度的煤。
加热时产生的胶质体较少,炼焦时有的能生成强度很差的小块焦,有的只有少部分能结成碎屑焦,弱粘煤具有低灰低硫的特点。
4、1/2中粘煤1/2中粘煤属于中等粘结性的中高挥发分煤。
其中有一部分煤在单独炼焦时能生成一定强度的焦炭,另一部分粘结性较弱的煤在单独炼焦时,生成焦炭强度差,粉焦率主,在配煤焦时可适量配入使用。
5、气煤气煤是一种变质程度较低的炼焦煤,其挥发分在28%—37%,Y在9—25MM 和挥发分大于37%,Y在5—25MM两个区域,因而其性质差别较大,加热时能产生较多的煤气和焦油。
胶质体的热稳定性低于肥煤。
单独炼焦时,焦炭的抗碎和耐磨强度较其他炼焦煤差,由于挥发分高,因此在结焦过程中收缩大,焦炭裂纹多,焦块细而长,易碎。
焦炭多呈细长条状,易碎,并有较多的纵裂纹。
在配煤炼焦时多配入气煤,能增加煤气和化学产品的产率。
在炼焦过程中可以减小膨胀压力和增加焦饼收缩。
6、气肥煤气肥煤是一种挥发分和胶质厚度都很高的强粘结性煤,其挥发分一般都大于37%,Y值大于25mm,结焦性介于肥煤和气煤之间,单独炼焦时能产生大量的气体和液态化学产品,焦炭的强度高于气煤而又低于肥煤;在配煤炼焦中配入可增加化学产品的产率。
7、1/3焦煤1/3焦煤介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤,其挥发分一般大于28%,Y 值在16-25mm之间,单独炼焦时能生成熔融性能良好,强度高的焦炭。
焦炭的抗碎强度接近于肥煤,耐磨性稍低于肥煤,但明显高于气肥煤和气煤,是良好的配煤炼焦的基础煤之一。
部分1/3焦煤的结焦性很好,可适当多配入使用。
8、肥煤肥煤可燃基挥发分26~37%,胶质层大于25毫米;在加热时能产生大量的胶质体,其流动性大,热稳定性较气煤胶质体好,单独炼焦时,炼出的焦炭熔融性好。
但横裂纹较多,易碎,单独炼焦时易发生焦饼推焦困难。
并有较多的蜂焦。
因为它具有很强的粘结能力,所以肥煤是配煤中的重要成分,并可以多配弱粘结性煤而炼成机械强度较好的冶金焦炭。
对于挥发分高的肥煤,一般结焦性差,炼焦配煤中使用此种煤时,应适当减少气煤的配入量。
9、焦煤焦煤可燃基挥发分18~26%,胶质层厚度15~25毫米,大多数焦煤单独炼焦时能得到块大、裂纹少、耐磨性好的焦炭。
但在结焦过程中产生膨胀压力较大,焦饼收缩度小,容易产生推焦困难,又因焦煤贮量不多,应节约使用,在配煤中应尽量减少焦煤配用量。
它在配煤中可以起到提高焦炭机械强度的作用。
10、瘦煤瘦煤的变质程度较高,可燃基挥发分低,只有14~20%,Y值大于5mm,加热时产生的胶质体量少,厚度小于12毫米,熔融性和粘结性较差,收缩小。
在配煤中配入瘦煤可以提高焦炭的块度,因熔融性较差,焦炭中有颗粒物存在,使耐磨性变差。
11、贫瘦煤贫瘦煤是粘结性较弱的高变质挥发分烟煤,结焦性比典型瘦煤差,单独炼焦时,生成的粉焦多,在配煤中配入一定比例,可起到瘦化剂的作用。
12、贫煤贫煤是变质程度最高的一种烟煤,贫煤在加热时不产生胶质体,没有粘结性,不能单独炼焦,通常不用于炼焦配煤中。
但可以少量配入作为瘦化剂。
配入贫煤时最好将其单独粉碎。
13.无烟煤无烟煤是变质程度最深的煤,所含的挥发分最低,加热时不产生胶质体,加热至高温也不会结成焦炭,因此未将其划入炼焦用煤的范围内。
有时在瘦煤缺乏的地区,当配煤中煤料较肥时,可少量配入无烟煤作瘦化剂用,但无烟煤须经过细粉碎。
四、煤的成焦机理炼焦生产的产品是焦炭和化学产品,炼焦原料主要是烟煤。
炼焦生产是将煤料装入炭化室中进行加热干馏,经过一定的时间,炼成焦炭,然后将焦炭从炉内推出,进行熄焦和筛焦,同时将从炭化室内产生的挥发物输送到化产车间去分离提制成各种化学产品。
烟煤隔绝空气加热到950~1050℃,经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制得焦炭,这一过程叫高温炼焦(或叫高温干馏)。
从煤料炼成焦炭的整个过程叫做结焦过程。
在结焦过程中煤料有几个变化阶段:干燥和预热,开始分解生成胶质体,固化粘结形成半焦,进一步分解收缩形成焦炭。
煤的热解过程大体可分为以下几个阶段,见下表:成焦过程图示表(1)干燥和预热湿煤装入后,水分开始蒸发,未蒸发完以前,煤的温度低于100℃,这个阶段需要大量的热和很长的时间。
在100~200℃煤受到干燥,并放出吸附于煤表面和气孔中的二氧化碳和甲烷等气体,煤质不变。
(2)开始分解200~350℃煤开始分解.不同变质程度的煤开始热分解的温度是不同的,例如,气煤在210℃左右,肥煤约260℃左右,焦煤约300℃,瘦煤约390℃开始分解。
煤在转变成胶质体状态前就开始分解。
350℃前主要分解出化合水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等气体和少量焦油蒸汽和液体。
(3)生成胶质体当温度升高350~450℃时由于侧链的断裂生成大量液体、高沸点焦油蒸汽和固体微粒一个多分散相的胶体系统,即胶质体。
凡是能生成胶质体的煤都有粘结性。
由于胶质体很粘,不透气,因此产生膨胀,对炉墙有一定的膨胀压力,并将固体小粒粘结在一起。
(4)胶质体固化450~550℃时胶质体热解更加激烈,并伴随有缩聚和合成等反应出大量挥发物。
随着气体析出,固态物质形成,即开始产生半焦。
(5)半焦收缩550650℃时,由于进一步加热的结果,在半焦内热解出大量的挥发物(主要是氢气和甲烷),这样,半焦收缩使焦质变紧,并产生裂纹。
(6)半焦转变为焦炭650~950℃时,半焦继续析出气体,主要是氢气。
半焦进一步收缩,使焦质变紧变硬,裂纹增大,最终转变为焦炭。
在此阶段中析出的焦油蒸汽与赤热焦炭相遇,部分进一步热分解,析出游离炭沉积在焦炭上,逸出的蒸汽成分与低温状态下的不同,这个再分解过程叫做二次热分解。
五、煤的工业分析煤的工业分析也叫煤的实用分析,包括水分、灰份、挥发份和固定碳含量测量四项。
通过煤的工业分析可以大致了解煤中有机质和无机质的含量。
煤=有机组分+无机组分=挥发分+固定碳+灰分+水分(1)水分水含量以M表示。
煤中水分过高,炼焦时延长结焦时间,粉碎时增加动力消耗,装煤时堵塞斗嘴。
水分通常用水分占煤的百分数表示,按水分在煤中存在的形态不同,可分为外在水分和内在水分。
外在水分是指煤在开采、运输、贮存、洗选时润湿在煤表面以及大毛细管(直径大于10-5厘米)中的水分;内在水分是指吸附或凝聚在煤粒内部的毛细管(直径小于10-5厘米)中的水分。
含有外在水分的煤称为应用煤,失去外在水分的煤称为风干煤或分析煤样,失去内在水分的煤称为绝对干燥煤或干煤。
在煤的工业分析中所测定的水分,分为原煤样的全水分和分析煤样水分。
煤中水分多采用间接的测定方法,即将已知重量的煤样放在一定温度的烘箱内进行干燥。
在干燥过程中,煤所减轻的重量示。
就是煤的水分含量。
(2)灰分含量用符号A表煤的灰分是指煤中所有可燃物质完全燃烧以及煤中矿物质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。
煤的灰分全部来自煤中的矿物质,但它的组成和重量与煤中矿物质不完全相同,因而确切地说,煤的灰分应称为灰分产率。
煤的灰分一般以干煤(失去内在水分的煤)为基准,称为干基。
煤中灰分近似地表示煤中矿物质的含量。
炼焦时,煤的灰分全部转入焦炭。
焦炭中的灰分,在炼铁过程中是一种有害物质。
当焦炭中灰分增高时,固定炭含量就相应减少,炼铁时就要消耗更多焦炭;同时,为了在高炉中除去灰分就要相应增加石灰石用量。
这些都会使高炉产量下降。
一般认为,焦炭灰分增减1%,焦比相应增减2%,高炉产量相应增减3%。
为了降低煤中的灰分,炼焦用煤都是用原煤经过洗选加工出来的精煤,经过洗选可除去一部分灰和硫。
(3)挥发分和固定碳将煤放在与空气隔绝的容器中,在一定高温条件下加热一定时间后,从煤中分解出来的气体和蒸汽状态产物的百分率,减去煤中所含水分,就是煤的挥发分,以符号V表示。