兰炭改性及配煤炼焦优化浅析
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基于煤岩学探讨兰炭在炼焦配煤的适合度摘要:近年来,随着高质量的煤质煤质煤质煤质煤质矿质的消费和减少,使用低碳煤质矿质变得越来越重要,但低煤煤质矿质在高温、水、高挥发性、直接燃烧中的高效转化和清洁利用产生了大量硫化物和粉尘采用低温干馏法将低品位煤转化为局域网煤,同时生产煤焦油和气体,可以实现低品位煤向固体、液体和气体状态的高效转化,提高低品位煤的附加值,是实现低品位煤高效利用的有效途径与此同时,在某些应用中,将原煤改为木炭,从而使煤变得更清洁,是防治全球气候观测系统、减少污染和改善环境状况的有效手段。
因此,煤炭高效转化不仅是煤炭资源高效转化的一部分,也是我国煤炭清洁转化、污染防治和环境改善的重要举措。
关键词:煤岩学;兰炭;炼焦配煤引言我国褐煤和长焰煤的储量巨大,但是这类低阶煤含水量较高、发热量较低,不适宜长距离运输。
为了更好地利用这些资源,国内开展了一系列改善低阶煤煤质、提高其加工利用适用性的提质工艺和过程的研究。
长焰煤的低温干馏热解已实现产业化。
根据市场经济的规则,只有将低温干馏所产生的气、液和固三种产品都变为在市场能够流通的商品,并让这些商品总的销售价格超出提质工艺所需的总费用,才能真正推广长焰煤的低温干馏热解。
国内已经有了成熟的工艺利用煤气和焦油,并达到充分发挥其价值;兰炭利用方面,则可以用其制备洁净型煤或型焦燃料、电石,作为水处理剂、钢铁冶炼烧结料等。
为了进一步拓展兰炭应用范围、降低炼焦成本、扩大炼焦资源,有学者尝试在40kg小焦炉添加兰炭配煤炼焦,研究其对焦炭质量及生产的影响,结果表明,通过合理调整原有基础配煤结构,配入不超过2%的兰炭仍可以保持焦炭质量,可一定程度降低焦炭生产成本。
1兰炭生产工艺在空气或稀有气体绝缘条件下,在600 c至700 c温度下热解和蒸馏产生的固体产物称为lambda(也称为半焦)。
木炭具有固定碳含量高、化学活性高、热量高、灰分低、硫含量低、挥发性低等优点,面积大、孔隙率高。
我国大型焦炉炼焦工艺技术优化与改进一、引言我国作为世界上最大的焦煤生产和消费国,焦炉炼焦工艺技术一直是焦化企业关注的焦点。
随着煤炭产业结构调整和技术进步,炼焦工艺技术的优化与改进变得尤为重要。
本文将对我国大型焦炉炼焦工艺技术的优化与改进进行深入探讨。
二、我国大型焦炉炼焦工艺技术现状1. 炼焦工艺技术概述我国大型焦炉炼焦工艺技术主要包括焦炭生产的原料选择、炉前处理、煤气利用和焦炉运行等环节。
目前,我国大部分焦化企业依然采用传统的炼焦工艺技术,存在能耗高、环境污染严重等问题。
2. 技术优化的迫切性随着国家对环境保护和能源节约的要求日益提高,炼焦企业迫切需要进行工艺技术的优化与改进,提高炼焦效率、减少能耗和污染排放。
三、技术优化与改进的途径1. 原料选择的优化优化煤炭、焦煤和炼焦助剂的选择,提高炼焦质量和产量,减少炼焦过程中的能耗。
2. 高效环保设备的引入引入先进的高效环保设备,如干熄焦技术、煤气余热利用技术等,降低炼焦过程中的二氧化硫和氮氧化物排放,实现清洁生产。
3. 先进控制技术的应用应用先进的控制技术,进行炼焦过程的自动化和智能化控制,提高设备运行稳定性和生产效率。
4. 节能减排技术的推广推广节能减排技术,如余热发电技术、焦炉废气治理技术等,实现能源的最大化利用和环境污染的最小化排放。
四、技术优化与改进的效果通过对我国大型焦炉炼焦工艺技术的优化与改进,可以实现以下效果:1. 提高焦炭的质量和产量,降低炼焦能耗。
2. 减少炼焦过程的环境污染排放,改善周边环境质量。
3. 提升焦炉设备的稳定性和运行效率,降低生产成本。
4. 实现清洁生产,符合国家的环保政策和节能减排要求。
五、结语我国大型焦炉炼焦工艺技术的优化与改进是一个复杂系统工程,需要从原料选择、环保设备引入、控制技术应用和节能减排技术推广等多个方面进行全面优化。
只有不断地改进和完善炼焦工艺技术,才能实现焦炭生产的可持续发展。
希望随着技术的不断进步,我国大型焦炉炼焦工艺技术能够实现更加环保、高效和可持续的发展。
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,部分与焦炭反应生成复杂的硫碳复合物而装入焦炭,其余部分则随煤气排除,随出炉煤气带出的硫量因煤中硫的存在形态及炼焦温度而异。
炼焦配煤与焦炭质量关联性的分析炼焦配煤与焦炭质量关联性的分析摘要:随着炼焦技术的进步,在一定的炼焦技术程度上对怎样扩大炼焦配煤的范围和提高弱粘结性煤用量等问题都已得到解决,但是依然存在许多问题是迫切需要解决的,如:如何改善配煤的结构、如何将焦炭的质量提高并且稳定,以及如何控制好炼焦配煤与焦炭质量带来的生产成本等。
许多大中型的企业还会为此结合自己企业自身的特点对炼焦配煤与焦炭质量展开研究,降低生产成本的同时满足市场的需求。
本文根据炼焦配煤及焦炭的成焦机理,提出炼焦配煤对焦炭质量的影响,经过对炼焦配煤与焦炭质量主成分进行分析,促进了炼焦配煤与焦炭质量关联分析的研究。
关键字:炼焦配煤焦炭质量如今市场对焦炭的需求不断增长,焦炭市场已经出现了购煤困难的的现象。
为了在市场上可以取得更大的利润,炼焦配煤的供应商与焦化企业都在为此寻找一条新的出路,在炼焦煤中参加其它的煤种,为了应对不断变化的炼焦配煤供应,这给炼焦配煤与焦炭的质量问题带来了更大的考验。
怎样准确且快速的炼焦配煤,同时把握质量适应不断变化的市场供应,也是炼焦行业急切需要研究与解决的重要课题。
本文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。
一、炼焦配煤与焦炭的成焦机理炼焦配煤在经过碳化时,通过约400摄氏度的高温进行脱水和分解及缩水等反应,同时挥发分渗出使粘度增加,在550摄氏度的高温后固化。
这个过程中所导致的裂痕、细气孔,并且形成多孔的固体物质,是焦炭最终光学结构尺度与形状的主要原因。
某焦化厂配煤方案优化背景介绍:焦化厂是一家以焦炭为主要产品的生产企业,煤是焦化过程中的主要原料之一、目前,该厂采用一种传统的配煤方案,但由于煤种的不同特性,配煤效率并不高,导致生产成本偏高,同时也对环境造成了一定的影响。
为了提高配煤效率,降低生产成本,保护环境,有必要对配煤方案进行优化。
优化目标:1.提高配煤效率,确保焦炭质量的稳定性;2.降低煤种的携带成本,减少煤种的混配难度;3.减少煤炭的损耗和废弃;4.提高能源利用率,降低能源消耗;5.减少环境污染,确保生产过程的环境友好。
优化方案:1.通过煤种的分析和评估,确定适宜的煤种组合。
根据生产需求和煤种特性,选择具有高固定碳、低挥发分、适中灰分和硫分的煤种进行混配,确保焦炭的质量稳定性。
2.根据不同煤种的产地和价格,合理调整煤种的比例,降低煤种的携带成本。
可以通过与煤炭供应商签订长期合同或寻找新的供应商来优化煤种的采购。
3.加强煤炭仓储管理,定期清理仓储设施,避免煤炭的损耗和废弃。
通过合理的分类和储存方式,减少煤炭的自燃和风化。
4.优化焦炉燃烧过程,提高能源利用率。
通过优化炉渣排放和减少燃料的过多消耗,降低煤炭的消耗量,提高焦炉的产能和效率。
5.引入先进的煤炭净化技术,减少环境污染。
例如,采用煤炭洗选、粉煤气化等技术来减少煤炭中的杂质和有害物质,降低燃烧过程中的气体排放。
方案实施:1.成立煤炭配煤优化小组,由相关部门负责人、技术人员和煤炭供应商代表组成,制定详细的实施计划。
2.对煤种进行详细的分析和评估,确定适宜的煤种组合。
3.调研煤种的产地和价格,与供应商商讨合作方案,寻找更优的供应渠道。
4.优化仓储管理,对现有的仓储设施进行整理和维护,制定仓储操作规范,加强管理人员的培训。
5.优化焦炉燃烧过程,调整燃烧参数,提高生产效率和能源利用率。
6.引入先进的煤炭净化技术,与专业机构合作,进行煤炭洗选和粉煤气化试验,评估技术的可行性和效果。
7.对实施效果进行监控和评估,根据实际情况进行调整和改进。
探析炼焦配煤过程中的炭化行为发布时间:2021-01-25T03:02:43.420Z 来源:《防护工程》2020年29期作者:张寸暖[导读] 焦炭在高炉炼铁中起着多种作用,对焦炭的严重依赖使高炉炼铁过程成为主要的温室气体排放源。
为减少高炉炼铁过程对环境的影响,加拿大自然资源能源技术中心与加拿大碳化研究协会合作,研究了配煤中添加生物碳材料炼焦的技术可行性。
河北中煤旭阳能源有限公司河北邢台 054000摘要:焦炭在高炉炼铁中起着多种作用,对焦炭的严重依赖使高炉炼铁过程成为主要的温室气体排放源。
为减少高炉炼铁过程对环境的影响,加拿大自然资源能源技术中心与加拿大碳化研究协会合作,研究了配煤中添加生物碳材料炼焦的技术可行性。
生物碳是指来源于近代生物材料的碳源,类似其他化石碳源,生物碳燃烧也会释放CO2。
然而,可再生能源在燃烧过程中释放的CO2与其在生长过程中吸收的CO2是平衡的,因此认为可再生生物碳源燃烧产生的CO2不会导致大气温室气体浓度增加。
将生物碳材料掺入配合煤炼焦对配合煤的热塑性和焦炭质量的影响已被广泛研究。
但在配合煤中添加少量的生物碳材料会导致焦炭质量显著降低。
曾有试验表明,在加入5%的生物碳后,焦炭的CSR降低了约25%。
关键词:炼焦;配煤;炭化;1炭化实验加拿大自然资源能源技术中心在这一领域进行的试验工作表明,加入生物碳材料后,焦炭质量的降低与生物碳材料的化学成分无关。
据推测,焦炭质量的降低是由于高反应性含碳生物材料在所产焦炭基质中的分散所致。
这导致焦炭与CO2的反应性CRI显著提高,反应后强度CSR降低。
为克服这一困难,提出了利用生物碳材料与煤团聚形成生物型煤,再将生物型煤掺入配合煤中。
通过这种方法,活性生物碳材料可以定位在型煤中,而不分布在焦炭基体中,可以提高生物材料的密度,限制活性生物碳材料的分散,从而将其对焦炭质量的影响降到最低。
为保证型煤强度,需要添加黏结材料。
传统上,煤焦油被广泛用作成型煤的黏结剂,但由于本研究的目的是减少高炉炼铁过程中的温室气体排放,使用煤焦油会违背这一原则。
配煤炼焦优化设计方案探讨摘要:本文分析配煤方案对两种煤进行相配,根据配煤的目标值和原料煤的煤质数据计算配煤比。
确定配煤比时,配煤产品的主要指标发热量和硫分的理论值与其目标值要有适量的余地,即发热量应高于目标值,而硫分应低于目标值。
通过采用多项参数建立起数学模型,使配煤炼焦设计方案得到优化。
关键词:配煤;炼焦;配煤比;中图分类号:P618. 11 文献标志码文章编号1 影响炼焦质量的常见因素1.1 水分配合煤是由多种性质不同的单种煤按照一定比例混合而成的,配合煤中的水分总量也可通过单种煤水分相加得出。
水分对于配煤炼焦带来的影响主要体现在两方面:其一是影响炼焦的热量消耗。
其二是增加了结焦的时间。
因此,需要将配合煤中的水分控制在一定范围之内,以保证炼焦质量。
1.2 灰分配合煤灰分的计算方式与水分相同,都是通过单种煤加权平均的形式计算。
在实际炼焦过程中,配合煤中90%以上的灰分都会转移到焦炭中,而灰分作为一种高硬度的无机物,如果焦炭中灰分比例过高,则会导致焦炭的粘接性降低。
1.3 硫分实践表明,炼焦煤中的硫分约有80%~85%转入焦炭,而在高炉炉料中又有80%左右的硫分来自焦炭。
当焦炭中的硫分增高时,由于它是酸性物质,就需要增大高炉炉渣的碱度和投入更多的石灰石数量,以中和硫分使之变成炉渣排出。
这样就会降低高炉产量及冶炼强度并提高焦比。
在一般情况下,焦炭的硫分每增加0.l%,焦比就会升高1.5%左右,高炉生产能力降低2%~2.5%。
1.4 挥发分在配煤炼焦过程中,挥发分过高,收缩度大,易造成焦炭平均粒度成条状减小,抗碎强度降低,焦炭气孔壁薄,气孔率增大。
挥发分过低,收缩度小,易造成炉墙压力增大,从而造成推焦困难,损坏焦炉设备。
1.5 粘结性指标粘结性是评价炼焦用煤的一项主要指标,煤的粘结性是煤结焦的必然条件,与煤的结焦性密切相关,炼焦用煤必须具有一定的粘结性;炼焦煤中以肥煤的粘结性最好。
1.6 胶质层烟煤在干馏条件下加热到一定的温度范围时,表面逐层热分解,形成胶体状态,再逐渐固结成焦炭。
兰炭改性及配煤炼焦优化浅析
摘要:虽然我国的煤炭资源储量比较丰富,但是整体的炼焦煤炭始终处于紧张的状态,因为这部分仅占我国煤炭总产量的3成左右。
我国煤炭整体经济可采的储量比较低,而且其中缺少灰分以及低硫分等比较优质的炼焦煤。
近些年来,我国钢铁产业发展十分迅速,所以必须在增产的基础上做好降耗工作。
但是我国的实际情况是焦煤供应量日益紧张,两者之间便产生了明显的矛盾,针对这一情况,就必须要去寻找可以进行能源替代的产品。
本文主要从使用兰炭来替代焦煤的角度入手,降低炼焦的成本,在提升企业产值的前提下减少能源消耗。
关键词:配煤炼焦兰炭改性剂
目前已经被人们所发现的四种炼焦煤分别为气煤、肥煤、焦煤以及瘦煤这四种,上述四种炼焦煤在我国的总资源量大致在2800亿吨。
近年来,我国钢铁行业发展十分迅速,炼焦产能也在逐渐扩大。
优质的炼焦煤资源以及较大的焦炭需求已经成为比较明显的一对矛盾体,所以必须要找到一种能源对其进行代替。
本文所研究的兰炭又被人们称之为半焦,本质上属于弱粘性煤体,只是这部分煤体在经过高温干燥脱气以及膨胀等工序后,形成新体表成浅黑色的多孔体。
该物质主要产地为包头、府谷以及哈密等地区,并且属于惰性物质,在实际使用过程中取得了不错的成果,下文将对兰炭改性以及配煤炼焦的优化方式进行分析。
一、兰炭在结焦过程中的作用
对于流动度比较高的煤来讲,使用兰炭可以将煤种的液相产物进行吸附,让胶质体本身的流动度以及膨胀程度有所降低,方便气体产物的析出,减少气孔率。
对于挥发性比较强的煤来说,使用兰炭可以从根本上减少配合煤挥发分,通过该方式降低收缩系数,所以将兰炭用于配煤炼焦工作上可以缓解当前我国炼焦煤比较少与社会需求量较多的矛盾。
二、实验
1.试验方法
本文使用MHJ-40-111型号40KG焦炉进行相关实验。
炉墙温度设置为成1050摄氏度,实行炉温自动调节。
在炭化室温度满足700摄氏度的时候,进行装煤,装煤数量为40kg,该实验配煤堆密度0.78t/m3,水分控制在10%,其中粒度小于3毫米的占据整体的85%。
经实验发现,结焦的时间18.5小时,如果炭化室的温度发生改变,从起初的700摄氏度升温至1050摄氏度,碳化时间会缩短到12个小时,且在1050摄氏度的情况下,可以保温6个小时。
使用湿法进行熄焦操作,之后进行熄焦以及晾焦操作,完成上述工序之后将焦炭从2米处下落2次,按照整体比例对其进行称取,大致分成80mm以及60mm-80mm两个级别将其撞到米库姆转鼓中,本文测定焦炭时使用的冷态指标是(M40、M10)配合GB1997-89中的方法进行焦样制作。
2.实验用料
本文实验当中使用的原料为:Mad、Ad、Vdif、St,实验中涉及到的胶质层,最大胶质层厚度为y,最终的收缩度为x,整体粘结指数为G,
3.混合煤与兰炭直接配合的炼焦实验
可以在原配煤的基础上向其中加入2.5%、5%以及7.5%和10%兰炭混入到其中进行炼焦实验。
通过实际检验我们可以发现,兰炭自身挥发分以及硫分都比较低,所以在将兰炭混入到配煤当中之后,配煤自身的挥发分以及硫分都会呈现出下降势头,如果配煤自身的挥发分发生减少,相应的结焦部分便会有所增多,进而减少实验中成焦的收缩量,而且还可以通过该方式来减少纵裂纹。
使用该方式进行实验虽然操作比较简单,但是耐磨性能会发生一定程度的下降,因为表面颗粒状的成分会有所增加,导致块度增大。
兰炭从本质上分析属于无粘结的一种惰性成本,兰炭自身的不会产生出任何的稳定胶质体的。
如果兰炭的配量不断增加,那么配煤y值便会逐渐下降,而G值会随着y值的下降而产生下降,导致配煤的结焦性低下。
因为塑性发展属于供氢液化的一个过程,想要产生传递氢的媒介,就必须要从煤炭当中对相关物质进行分解提取。
兰炭当中h和c原子,二者比例大约为1:2.这一数值远低于瘦煤,所以供氢的能力相对较差,减弱了煤和粘结剂在进行碳化的过程中氢媒介的作用。
在兰炭中加入少量的ZBS之后,焦炭灰分以及挥发分和硫分三方面都产生一定的波动,但是这部分波动都是在可以接受的范围内,不会影响到实际使用效果,所以我们可以判断出,在加入了ZBS之后,配合煤在灰分、硫分以及挥发分等方面不会产生显著性影响,而且加入兰炭之后,可以让炼焦煤对于灰分以及硫分这两种分的要求降低,便于炼焦。
三、结果
通过总结实验结果以及参考相关资料我们可以发现。
在配煤当中直接混入兰炭,会对配煤自身的y、G、b值产生比较明显的影响,而且塑性区间当中最大流动度也会产生一定程度的下降。
支撑之后的焦炭块度会根据实际情况适当的变大,而M40以及其中的CSR都会产生下降,但是M10会所提升。
这一实验结果和没有掺入ZBD的焦炭进行比较我们可以发现,兰炭配合0.10%ZBS之后再与配煤进行炼焦,结果会产生比较明显的差别。
M40会提升3.2%左右,而M10则会下降1.9%,其中CSR会产生比较明显的提升,提升量大致为13.88%。
总结这部分实验结果我么可以得出这一结论:使用兰炭搭配ZBS的方式进行配煤炼焦完全是可行的,可以为我国钢铁产业提供一个新的产业链条及思路。
结束语:本文主要针对当前我国煤炭行业的实际情况入手,为了解决需求与供给之间的矛盾,提出了使用兰炭来解决这一问题的方向,之后通过实验的方式对这一方向进行论证,取得了较好的效果,并且找出了兰炭改性剂配煤炼焦的优化方式。
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