炼焦配煤的技术研究

配煤炼焦技术研究与分析随着煤炭行业的持续不断发展，很多焦化企业面临严峻的生存压力，大量的焦化企业为了最大限度降低生产成本开始重视对配煤技术的研发，通过增加气煤用量来降低焦肥比，还可以利用焦粉回配达到降低瘦煤配入量，这些方法绝大多数都是在企业日常生产活动中依靠经验创造出来的配煤技术。

基于配煤炼焦相关技术使用问题，我们以配煤炼焦相关技术为中心，进行深入讨论和分析。

标签：炼焦配煤；煤质指标；煤岩指标0 前言目前有一部分企业建立了煤岩配煤系统来指导配煤，这些都是通过煤种的自身特有属性和焦炭自身质量关系综合起来得出的。

然而，煤种的单一特性却不能得到有效保障，一般情况下，混煤就是在煤中增添一些非煤物质，导致建立起来的数字关系不能有效反应出来焦炭中的质量现象。

因此，新时代配煤技术研究主要是侧重于煤炭自身本质结构、特性和炼焦效果等方面。

1 关于炼焦配煤技术分类分析配煤炼焦一般是把2种或者2种以上的单种煤，均匀的按照合适的比例进行配合，使得各种煤之间进行取长补短，生产出优质焦炭，并且，能够合理使用煤炭资源，来增加炼焦化学产品。

通常情况下，通过对炼焦配煤技术的总结可分为以下3类：传统配煤、煤岩学配煤与配入添加物配煤。

①传统配煤技术分析，传统配煤技术，一般是指借助煤质指标来指导配煤，比较常用的评价炼焦煤技术指标一般有挥发分Vdaf、灰分Ad、全硫S、粘结指数G值、煤种胶质层最大厚度Y值等，关于煤的挥发分是表征煤变质程度的重要指标。

同一种煤质中的丝质组与稳定组、镜质组具有不同产率挥发分；②煤岩学配煤技术分析，一般情况下，煤是一种不均衡物质，由不同种类的工艺性质微煤岩组分综合组成。

它们再配煤中的功能各不相同。

煤中的活性组质量也存在很大不同；③关于配入添加物炼焦技术分析，当下，很多优质炼焦煤资源短缺。

并且价格也比其他炼焦煤要高很多，因此，把多种添加剂加入到煤中来达到降低优质炼焦煤的使用量将成为一种主流发展趋势。

2 关于配煤炼焦技术分析2.1 针对煤岩配煤技术分析以往的配煤技术中，煤质指标并不能有效反映各种炼焦煤中的结焦性中的差异，这些技术中的信息数据只是代表了煤种的总体胶质层的厚度和总体粘结指数，是通过煤种不同粘结性能组分所来表达出来的综合数值。

武晨晓:东庞煤矿高硫煤配煤炼焦的研究与应用东庞煤矿高硫煤配煤炼焦的研究与应用武晨晓(冀中能源股份有限公司选煤煤质部,河北邢台　054021)摘要:东庞煤矿9号煤资源丰富,为高硫气肥煤和肥煤,黏结性很好,适当降硫就可用于炼焦配煤,此品种在周边用户群中有一定的需求㊂通过对东庞矿区的2号煤和9号煤进行配煤㊁煤质分析㊁40kg 焦炉炼焦实验等,研究配煤指标变化和成焦性能㊂镜质组最大反射率实验结果表明:配煤具有煤种的单一性,其工业性质及黏结性等指标具有近似的数学加权性,通过配煤入洗可以实现高低硫资源煤质指标互补㊂将研究成果用于指导实际生产,改造东庞矿洗煤工艺,新建东庞矿西庞井选煤厂,实现高硫煤的全部配煤入洗,生产出满足市场需求的中高硫气肥煤品种,扩大了炼焦资源和高硫煤用途,提高了企业经济效益㊂2011年生产高硫精煤111万t ,直接增加收入1.5亿元㊂关键词:配煤;高硫煤;40kg 焦炉炼焦实验;洗选中图分类号:TD94 文献标识码:A文章编号:1006-6772(2013)01-0061-04Preparation of blended raw high⁃sulphur coal in Dongpang coal mineWU Chen⁃xiao(Preparation and Coal Quality Test Department ,Jizhong Energy Resources Co.,Ltd.,Xingtai 054021,China )Abstract :There are abundant No.9coal resources in Dongpang coal mine,most are high⁃sulphur gas⁃fat coal and fat coal,the caking property is excellent,so just reduce sulphur content,the blended raw coal can be used to coking.Investigate the coking properties of No.2and No.9coal resources according to coal blending test,coal quality analysis and 40kg sample coke oven test.The maximum reflectance of vitrinite test show that,the blended coal retain some part of raw coal characteristics,its industrial natures and caking property can be solved for weighting function.The blended coal for cleaning can comprehensively utilize high and low sulphur coal resources.The newly⁃built Xipangjing coal preparation plant adopts the research achievement for practical production guidance,the middle and high sulphur gas⁃fat coal products meet the market demand,that means the benefitsincrease.The high sulphur clean coal yield is 1.11×106tons,increase 1.5×108yuan in 2011.Key words :blended coal;high⁃sulphur coal;40kg sample coke oven test;preparation 收稿日期:2012-11-29 责任编辑:孙淑君 作者简介:武晨晓(1965 ),男,河北新河人,高级工程师,1985年毕业于中国矿业学院煤综合利用专业,主要从事选煤煤质管理和煤化工项目前期工作㊂ 引用格式:武晨晓.东庞煤矿高硫煤配煤炼焦的研究与应用[J].洁净煤技术,2013,19(1):61-64.16‘洁净煤技术“2013年第19卷第1期1　冀中股份矿井生产现状冀中能源股份有限公司(以下简称 冀中股份”)是中国第二大炼焦煤生产基地,其邢台矿区现分别有矿㊁矿井㊁选煤厂6,11,7个,原煤生产能力和洗煤能力均达到1300万t /a,基本实现原煤全部入选㊂可生产炼焦精煤㊁高炉喷吹用煤㊁烧结用煤㊁化肥生产用块煤㊁动力用煤等品种㊂随着矿井服务年限的增加,作为主采煤层的2号煤(低硫㊁低灰㊁较好黏结性的1/3焦煤和气煤)资源逐渐枯竭,矿井逐步进入衰老期㊂为了延长矿井的寿命,东庞㊁邢台等各矿都把视线放在井田下部的9号高硫㊁高黏结性的肥煤资源上,但因其硫分高,应用受到限制㊂为扩大其用途,提高企业经济效益,于2009年启动了9号煤的加工利用技术研究,从资源特点和市场需求出发,探索合理开发利用途径㊂2　研究方案设计取东庞煤矿有代表性的2号煤和9号煤样,分别进行煤质分析和配煤㊁炼焦实验等,用实验结果指导煤炭生产和经营㊂2.1　配煤方案根据市场需求及东庞煤矿的资源特点,利用高低硫精煤按比例配出不同硫分含量的精煤产品,进行煤质分析,并进行40kg 小焦炉炼焦实验,对焦炭质量进行分析鉴定㊂目前在公司供货范围内的用户,对硫分在1.5%和2.0%左右㊁高黏结性的冶炼精煤,尤其是肥煤或气肥煤,有一定的市场需求㊂东庞煤矿目前生产格局为一矿四井,矿本部和升达井主采2号煤资源,西庞井和西风井开采9号煤㊂2号煤硫分在0.4%左右,9号煤硫分在3.5%左右㊂现有东庞选煤厂(450万t /a)和新建西庞选煤厂(150万t /a)㊂为了进行对比,分别取东庞煤矿的2号煤和9号煤制成2个单一煤样,再按硫分进行配比,以ω(2号煤)∶ω(9号煤)为2∶1和1∶1的比例配出硫分约为1.5%和2.0%的2个煤种,编为配煤1和配煤2㊂3　分析实验结果3.1　东庞煤矿煤质分析东庞煤矿炼焦煤煤质分析结果见表1㊂表1　东庞煤矿炼焦煤煤质分析煤样牌号工业分析/%M ad A d V daf S t,d /%ω(形态硫)/%硫酸铁硫化铁有机硫P d /%G 煤岩组成/%V I E M MMR 2号煤QM452.928.5537.910.430.010.060.360.0207958.930.18.22.80.694配煤1QM452.488.237.711.420.010.161.250.0228461.929.36.12.70.732配煤2QM452.008.1837.521.940.010.201.730.0258765.028.54.52.00.7509号煤QF1.377.4237.143.590.010.343.240.0309571.724.22.61.50.831胶质层厚度X /mm Y /mm 吉泽勒流动度T 1T 2T 3ΔT MF 奥阿膨胀度T 1T 2T 3ΔT a /%b /%格金干馏焦型CR /%Tar /%Water /%34.515.539043347080224034540644810325.823.3G672.715.25.133.017.5385433472871089033239945011826.373.1G774.614.14.531.019.5378432475971543433139845312228105.7G775.513.83.928.026.03674364821153259031638845513928.6174.6G975.913.52.8由表1可见,2号煤的特点是特低硫,但黏结性较差,是气煤;9号煤的硫分高,但黏结性也好,属于气肥煤㊂2号煤和9号煤的硫分均以有机硫为主,经过洗选难以有效去除㊂配煤的各项指标均介于两者之间,说明这些指标具有近似的数学加权性,尤其是配煤的硫分和黏结性等指标,通过配煤可以调节[1]㊂吉式流动度测试结果显示,2号煤的仅为2240,而9号煤达到30000以上,二者有明显的差别,同样的差别也表现在其他黏结性指标上㊂从煤岩成分来看,2号煤和9号煤的镜质组含量差别较大,926武晨晓:东庞煤矿高硫煤配煤炼焦的研究与应用号煤镜质组含量更高些,表现为具有更好的黏结性㊂图1为东庞2号煤㊁东庞9号煤㊁配煤1和配煤2镜质组反射率分布㊂由图1可见,配煤的测试结果显示为单一峰值,只是范围略宽些,表现为单一煤种的特点,有利于炼焦配煤应用㊂综上所述,东庞2号煤和9号精煤均具有低灰㊁低磷的优点,但2号煤的硫含量更低,9号煤的黏结性能更强㊂配煤1和配煤2,从配合效果来看十分理想,两种配合煤不仅具有了低灰㊁低磷的传统优势,而且黏结性较2号煤更强,硫含量较9号煤有了大幅度的降低,两者的镜质组反射率分布没有留下配合的痕迹,可作为单煤销售㊂图1　东庞2号煤㊁东庞9号煤㊁配煤1和配煤2镜质组反射率分布3.2　40kg 小焦炉炼焦实验及分析将东庞2号煤㊁9号煤和2种配煤分别进行40kg 实验焦炉单煤炼焦实验,对所得焦炭进行全面的质量分析,其中包括焦炭的工业分析㊁磷㊁硫㊁形态硫㊁反应性及反应后强度(CRI,CSR)㊁冷态转鼓强度等,见表2㊂表2　焦炭质量分析%煤 样焦 率工业分析M ad A d V daf S t,d 形态硫硫酸铁硫化铁有机硫P d 机械强度M 40M 102号煤66.071.1211.981.060.370.010.120.240.02968.510.8配煤166.541.7411.680.851.090.010.170.910.03066.712.0配煤266.891.5611.620.981.390.00.181.210.03366.212.99号煤67.121.0810.951.022.750.00.112.640.04165.115.3粒度组成>80mm 60~80mm 40~60mm 20~40mm 10~20mm <10mm CRI CSR 49.4428.8115.613.720.561.8646.033.447.0527.4217.984.390.882.2840.137.245.7127.1419.114.830.892.3237.740.641.2526.7321.955.781.322.9728.152.536‘洁净煤技术“2013年第19卷第1期 由表2可见,4种煤均可单独炼焦,成焦率67%左右;焦炭的全硫有明显降低[2],原煤中的硫分有52%左右转移到焦炭中,并且以有机硫为主[3];从焦炭的性能指标看,9号煤优于2号煤,配煤居中㊂4种煤所得焦炭机械强均一般,都未达到三级冶金焦的质量要求,这与炼焦煤的变质程度较低㊁挥发分偏高以及顶装装煤等因素有关[4-5]㊂焦炭的CRI 值越低越好,CSR 值越高越好㊂由表2看出9号焦炭反应性和反应后强度较理想,分别达到或接近一级冶金焦炭;2号焦炭的热反应性和反应后强度较差,配合煤炼焦所得焦炭的反应性及反应后强度比2号煤的焦炭有明显提高㊂说明4种煤仅适合于配煤炼焦,在配煤时应注意硫分㊂4　现场实际应用河北省南部地区及周边200km 范围内,分布着许多焦化和钢铁企业,是炼焦煤的北方消费中心㊂合计炼焦能力约4580万t /a,需要炼焦精煤约6100万t /a,本地的炼焦用煤主要是1/3焦煤,缺少高黏结性的肥煤等[6]㊂有些用户为了提高炼焦配煤的黏结性,同时降低成本,就需要一定量不同硫分的肥煤㊁气肥煤等㊂如新兴铸管㊁天铁㊁邯钢S t 为1.5%左右的肥煤,安钢㊁济钢㊁旭阳㊁建滔等S t 为2%左右的肥煤㊂为了将上述研究成果加以应用,实现科学配煤入洗,在研究了配煤洗选特性的基础上[7-8],2009年对东庞选煤厂旧重介系统进行改造,使之与主厂房新重介系统完全分开,以旧重介系统配洗高硫煤㊂新建西庞选煤厂2011年4月投产,采用配洗工艺,流程示意如图2所示㊂图2　西庞选煤厂配洗工艺 经过1a 多的运行,高低硫精煤配煤入洗系统运转正常,精煤质量指标得到灵活㊁有效的控制,生产出适合用户需求的中㊁高硫精煤,扩大了高硫㊁肥煤㊁气肥煤等稀缺资源的应用途径,为企业创造了巨大的经济效益㊂2009年共配洗9号煤47.5万t,生产高硫精煤34.8万t,增加效益5160万元㊂2010年生产高硫精煤71.3万t,增加效益1亿元以上㊂2011年生产高硫精煤111万t,增加效益1.5亿元以上㊂5　结 语东庞矿高硫煤与低硫煤配煤,在指标上认定为单一煤种,炼焦实验结果表明:配煤可以适当调节煤的黏结性,焦炭的冷热强度及各项指标均能符合行业的规范要求㊂这一研究结果在理论上支持配煤入洗,保证了高硫肥煤成功推向市场,迅速成为一种适销对路的精煤新品种,实现了 有限资源效益最大化”,该结果对邢台煤矿高硫煤的开发利用具有积极示范作用,为邢台矿区高硫煤合理加工利用开拓了一条新路,同时也扩大了炼焦煤的适用资源范围,有利于促进炼焦行业可持续发展㊂参考文献:[1]王开明,蔡斌.煤质分析在配煤检测中的应用[J].煤炭加工与综合利用,2010(3):28-29.[2]朱银惠,张现林,李文红,等.煤在炼焦过程中热解脱硫降低焦炭中硫含量[J].洁净煤技术,2008,14(4):76-78.[3]高梅杉,张建民,罗鸣.煤在还原气氛下热解硫的析出机理研究进展[J].洁净煤技术,2005,11(1):34-37.[4]王岩,王利斌,裴贤丰,等.焦炭热性能影响因素研究[J].洁净煤技术,2011,17(5):40-43.[5]孟敏.炼焦配煤及煤炭质量预测研究现状[J].煤炭加工与综合利用,2011(1):40-43.[6]申明新.河北炼焦煤资源分布与利用[J].洁净煤技术,2006,12(3):10-13.[7]聂其英.选煤厂配煤自动化[J].洁净煤技术,2006,12(4):19-21.[8]刘武.新建洗煤厂配煤入洗的研究[J].煤炭加工与综合利用,2007(4):12-14.46。

浅谈如何提高配煤炼焦技术近年来，我国国民经济的持续、高速发展，极大地刺激了对钢铁的需求，也拉动了炼焦生产的高速发展。

焦炭产能的快速扩张，导致了炼焦煤供应紧张，此外，由于当前高炉的大型化对焦炭质量及其稳定性的要求也越来越高，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。

如何合理利用煤资源，满足焦化生产需求是我们长期面临的任务。

一、配煤炼焦技术目前世界各国的焦化行业为稳定提高焦炭质量，合理利用炼焦煤资源降低生产成本，主要采取以下几种配煤炼焦技术：1、捣固炼焦技术，根据中国炼焦行业协会焦炭资源专业委员会的调研，捣固焦炉可以大量配用价格低的气煤、三分之一焦煤、瘦煤，明显降低了炼焦配煤成本，合理利用了煤炭资源，为企业带来了明显的经济效益并产生了良好的社会效益。

2、配型煤炼焦技术：将炼焦装炉煤的一部分从备煤系统切出配加粘结剂后压制成型煤，再与其余散装煤料混合装炉炼焦，此技术由于煤料堆积密度的提高和粘结剂对煤料的改制作用，开显著改善焦炭质量。

3、煤调湿工艺：煤调湿工艺是上世纪80年代开发的技术，旨在降低装炉煤的水分，减少由于洗煤厂脱水工艺及气候影响造成的装炉煤水分波动。

经煤调湿后，配煤水分控制在6%左右。

用此工艺技术有助于提高焦炭质量（包括冷态强度和热态强度）、增加焦炉生产能力、降低炼焦耗能、稳定焦炉操作、减少炼焦污水、延长焦炉寿命。

其缺点是运煤过程易扬尘、炭化室易结石墨、焦油渣量增大。

二、配煤煉焦技术的应用（一）粘结剂添加的技术控制根据相关实验和实际生产经验表明，粘结添加剂的添加，确实可以很好的弥补炼焦煤的粘结性，因此可以通过添加粘结剂和低廉的弱粘煤来代替部分高粘结性煤，同样可以达到很好的效果，炼出优质的焦煤。

实验证明配煤炼焦过程中粘结剂的添加可以提高炼焦过程中的配煤流动度，改善焦炭的结晶组织，提高配煤的粘结性。

实际应用时，可以采用改质沥青作为炼焦添加剂，并适当增加配煤中瘦煤和弱粘煤的比例，这样炼出的焦炭，不但质量不低于高粘结性煤所炼的焦炭，相比之下其冷强度与热性质也有一定的改善。

炼焦配煤技术与方法（优化配煤，确保焦炭质量）一、配煤原理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。

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粘结煤共焦化能提高其结焦性。

二、配煤的意义和原则随着高炉的大型化对冶金焦质量要求的提高及我国煤炭资源分布的不均衡，用单种炼焦煤来生产焦炭已不可能，必须采用多种煤配合炼焦。

配煤就是将两种或两种以上的煤，均匀的、按适当的比例配合，使各种煤之间取长补短，生产出优质的冶金焦，并能合理的利用煤炭资源，增加炼焦化学产品。

总第191期2021年第1期山西化工SHANXI CHEMICAL INDUSTRYTotal191No.1,2021奏题讨谑DOI：10.16525/l4-1109/tq.2021.01.43炼焦煤及配煤结构优化试验研究侯瑞芳（山西西山煤气化有限责任公司，山西太原030205）摘要：为进一步达到提升炼焦企业所得焦炭产品质量，降低生产成本，最终提高企业竞争力的目的。

在阐述先进配煤管理系统的基础上，对当前配煤结构比例下对应的现状进行分析，并采用40kg小焦炉对不同配煤结构比例下的生产成本和焦炭产品性能进行综合对比，最终得出适合公司的最佳配煤结构比例，为后续提升其企业竞争力具有重要意义。

关键词：炼焦煤；焦煤；气煤；瘦煤；冷态强度；热态强度中图分类号.TQ520.61文献标识码:A文章编号:1004-7050（2021）01-0117-02引言炼焦是对煤炭再加工的工艺，能够为不同的应用行业获得不同品质的焦煤。

在实际炼焦过程中存在优质焦煤配用比例较高导致最终所得焦炭产品的成本较高。

与此同时，目前焦炭市场处于供大于求的现状导致各大炼焦企业出现亏损，为提升炼焦企业的竞争力需对配煤炼焦技术进行优化⑴。

经研究影响焦炭质量的因素包括有炼焦原煤的质量的均衡性、在炼焦过程中的控制能力以及炼焦配煤结构的合理性。

本文着重对炼焦煤及配煤结构进行优化研究。

1配煤管理系统概述针对影响焦炭质量的三大因素包括:原煤质量、炼焦的控制以及配煤结构的合理性。

本节着重对炼焦过程的控制进行优化，传统采用人工手段对其进行控制，为进一步保证对炼焦的控制，公司设计了配煤管理系统。

基于配煤管理系统能够实现对炼焦煤各个工艺环节的科学、优化管理，为后续配煤方案的指定和优化提供一定的依据。

配煤管理系统的基本构架框图，如图1所示。

如图1所示，配煤管理系统主要功能包括有数字化煤场、料仓的管理、焦炭质量的信息、供应管理和配煤质量的预测和优化方案⑵O|外部数据库|~£通讯服务T系统数据库系数刷新服务Net TepV煤场|服务料仓服务Wei）服乡质量服务专家服务J L1配化煤|场丨煤管J供模块机汶［互界-面专家系统图1配煤管理系统结构框架图2炼焦煤及配煤结构的优化在配煤管理系统的基础上，只有通过进一步优化炼焦煤和配煤的结构才能够提升焦炭的质量，降低焦炭生产的成本。