添加粘结剂配煤炼焦试验与可行性

关键词：粘结剂；配煤；配比
中图分类号：ＴＱ４３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００６－６７７２（２００９）０６４１０４５－０３
焦炭作为中国炼铁的原料在最近的几十年中
不会发生变化。中国的煤炭资源丰富，但是地区分 布很不均匀，煤种的地区性差别也很大，加之随着 钢铁工业的发展煤炭使用量呈现逐年增大的趋势， 目前中国煤炭资源已经出现缺乏现象，尤其是优质 炼焦煤种消减速度更是惊人，已突显不足，为了有 效和合理的利用煤炭资源，保证各种用途的焦炭的 质量，太兴集团公司焦化厂利用４０ｋｇ焦炉进行了加 入粘结剂的配煤炼焦试验，主要验证粘结剂的效 果，选择最佳粘结剂及粘结剂的最佳配比，以期充 分的利用现有的各种煤炭资源，取长补短，缓解本 厂焦煤短缺现状，实现其可持续发展。
ｃｏａｌ－ｔａｒ ｂｒｉｅｆｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏａｌ—ｔａｒ；ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；ＧＣ／ＭＳ
（上接第４７页）
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｄｄｅｄ ｂｉｎｄｅｒ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ｃｏｋｉｎｇ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏａｌ—ｔａｒ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｔａｋｅｎ ｆｒｏｍ Ｓｈｅｎｍｕ ａｎｄ Ｄａｔｏｎｇ ａｓ ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ．Ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ，ｍｅａｓｕｒｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｌ—ｔａｒ， ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｃｕｂｅ ｐｈｅｎｏｌ ｗｈｉｃｈ Ｗａｓ ｅｘａｃｔｅｄ ｂｙ ａｑｕｅｏｕｓ ａｌｋａｌｉ，ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
４
１０．７ １１．８５ １．０６ Ｏ．６３ ８２．６＇１ ７．７３ ２６。９ ６１．５
５
２型
２
５
２８
２ｌ
４４
６
３塑
２
５
２．８
２１
４４
万方数据
《洁净煤技术｝２０ｅ９年第１５卷第６期
ｒ１鬲而广］
全国中文核心期刊矿业类核心期刊（ＣＡＪ－ＣＤ规范）执行优秀期刊．Ｊ
表６粘结剂选择（焦炭质量表）
５
１２．１ １２．９６ １．４５ ０．６１ ８３．６ ８ ２９．８ ６０．１
参考文献：
［１］舒歌平．煤炭液化技术［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社．
２００３，８９．
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［４］ 葛宜掌．煤低温热解产物中的酚类化合物（Ｉ）生成机 理［Ｊ］．煤炭转化，１９９７，２０（１）：１４—２０．
３经济效益估算
一般优质炼焦煤的价格偏高，弱粘结性煤的价 格偏低。以第１、２组试验用煤情况为例计算，见 表９。
表９配煤价格核算表
华晋
１２０３
大网８００
柳稀
９５０
船窝
９００
粘结刺
１８８０
配合煤价格
粥 的 瓶 艏
。
９瓯 ９
１５ ２ｌ １８ ４４
９５３．０９
可见，添加粘结剂后可以使每吨配合煤的价格 下降１６．６％，具有一定的经济效益。
４结 论
（１）加入粘结剂配煤炼焦，不仅提高了焦炭的 质量，而且拓展炼焦煤资源，应用非炼焦煤种，例如 弱粘煤、贫煤等，并且在原来的配煤工艺上即可实 现，缓解了炼焦煤紧张的局面，可谓是有利于炼焦 行业可持续发展的好途径。太兴集团焦化厂实践 一年多来，效果很好。
（２）加入粘结剂配煤炼焦，采用价格偏低的非 炼焦煤，降低生产成本，每吨配合煤的价格下降１６． ６％，有一定的经济效益。
２
●２ ５
５
ｔ９．４
３
３５
５
１９．４
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３０．Ｏ
５
２９．１
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２８．１
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ｌＯ
１６．Ｏ １１．８７ ｌ。０５ Ｏ．６２ ８３．４
７．７
２５．６ ６３．４
ＩＯ
１１．６ １１．７ １．１ｌ Ｏ．６３ ８３．８
８．Ｏ
２６．１ ６５，ｌ
表８ ２型粘结剂不同配比试验结果
ｌ
ｌ６
５
１９．４
２
２５
５
１９．４
３
３５
５
１９．４
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综合考虑焦炭质量指标（Ｍ柏、Ｍ，。）的测定结 果，可以看出：要使Ｍ∞的值大，Ｍ，。的值小，１型、２ 型粘结剂的最佳配比应该为２．５％，２型粘结剂的价 格高于１型粘结剂，因此优先选择１型粘结剂。
焦，配入量为４％～５％，散装炼焦，得到大块、熔融 性良好的焦炭‘１｜。
２ ４０ｋｇ焦炉配煤试验
以配煤原理、粘结剂的作用机理及配煤比例做指 导，选择集团公司生产的３种类型粘结剂，作为提高 配合煤粘结性的添加剂，进行４０ｋｇ焦炉配煤试验。 ２．１粘结效果试验
在保证焦炭质量基本合格的前提下，同时进行２ 个试验，采用同样的４种煤，华晋、大同、柳林、船窝， 不同的配比，一个添加２％的粘结剂（扩大了不粘煤 的配入比例），一个不加粘结剂（增加主焦煤的配 比），其它试验条件、测定条件完全相同。通过测定试 验所得焦炭的４项技术指标，判断粘结剂的效果，见 表ｌ、表２。
２．２对比选择最佳粘结剂 选择粘结剂不同配入比，进行ｌ型和２型，２型
和３型粘结剂的对照试验，见表３一表６。
表３粘结剂选择试验（入炉煤配比表）
３
ｌ型
１．６
５
５
ｌＯ
ｌＯ
３０
１３
１９．４
４
２囊
１．６
５
５
１０
ｌＯ
３０
１３
１９．４
表４粘结剂选择（焦炭质量表）
表５粘结剂选择（入炉煤配比表）
３
１０．５ １１．６４ １．２２ ０．５５ ８２．９３ ７．２ ２８．９ ６２．５
总之，对于强粘结煤，添加粘结剂几乎不起作 用，对于低挥发分弱粘煤效果也不大，而对于中等 挥发分的不粘煤和低挥发分弱粘煤及贫煤效果相 当大…。 １．２粘结剂在结焦过程中的作用
中间相理论…认为，煤的热分解的实质是氢在 分解产物中的重新分配。即煤质中不稳定部分，如 侧键、活性键、官能团等受热断裂，并接受氢原予而
［８］ 钟朝斌，刘述祺．用低温煤焦油合成镁碳砖结合剂 ［Ｊ］．燃料与化工，１９９９，３０（１）：２３—２５．
Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｅｏｎｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏａｌ－ｔａｒ
ＺＨＡＮＧ Ｙａｎｇ，ＳＵＮ Ｈｕｉ—ｑｉｎｇ，ＢＡｉ Ｘｉａｏ—ｙａｎ，ＷＡ、ＮＧ Ｌｉ—ｂｉｎ （Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｌｍｔｉｔｕｔｅ ｏｆＣｏａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ）
（４）． （下转第６０页）
添加 万粘结方剂数配煤据炼焦试验与可行性
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所得到的低温煤焦油的基本性质，为煤焦油的加工 提供了基础数据。
低温煤焦油是一种有价值的化工原料，在提供 多环芳烃和高碳原料方面具有不可替代的作用。 目前对低温煤焦油加工技术的研究仍相对很少，中 国的煤焦油加工存在着加工工艺相对落后，装置规 模小且加工企业过于分散加工过程环境污染严重、 分离新技术应用水平低、加工深度不够等问题，低 阶煤热解加工不同工艺的研发国内外仍需要不断 地探索研究。所以低温煤焦油的研发、生产、综合 利用应给予相当的重视。在科学高效、节能环保的 前提下，做强做大低温煤焦油生产、加工利用产业， 带动相关产业发展，为我国的丰富的煤炭资源增值 转化，地区的经济发展发挥重要的作用。
６
ｌＩ．４ １２．７６ ｌ，３ ０．６３ ７９．５ ｌＯ ２９．１ ６１．３
通过上述２组４个试验焦炭指标的测定结果，
可以明显看出：１型、２型粘结剂粘结性相似，３型粘 结剂粘结性较差。 ２．３选择粘结剂最佳配比
对１型、２型粘结剂进行３种配比试验，见表７、 表８。
表７ １型粘结剂不同配比试验结果
ｌ
６
５
１９．４
（３）粘结剂的配人比例为２．５％左右，最利于配 合煤的粘结成焦，得到较高质量的焦炭。
参考文献：
［１］ 陶著．煤化学［Ｍ］．北京：冶金Ｔ业出版社，１９８４． ［２］朱银惠．煤化学［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００７． ［３］ 常宏宏．煤沥青的性质及应用［Ｊ］．山西焦煤科技，
２００７（２）． ［４］王，亡顺．无烟煤配煤炼焦试验［Ｊ］．煤质技术，２００２
１ 粘结剂的作用
１．１ 配煤原理弘１ 根据煤岩学观点，煤由活性组分和非活性组分
两大类有机质组成。活性组分的数量决定着煤的 粘结能力，惰性组分的质量决定着焦炭的质量和强 度。炼焦配煤都具有合适的活性组分和惰性组分 的比例，这个比例达不到要求时可以通过添加粘结 剂或惰性物质来实现。通常情况下：①强粘结煤中 粘结组分适量，纤维组分的强度高，强粘结性煤可 炼得强度高的焦炭；②粘结组分多的弱粘煤，纤维 组分强度低，配用这种煤，需要添加焦粉之类的补 强剂，才能炼出高强度的焦炭；③一般弱粘结煤，不 仅粘结组分少，而且纤维组分的强度低，配用这种 煤时不仅要添加粘结剂来补充粘结组分的不足，还 要添加补强剂来提高纤维组分的强度，才能得到合 格的焦炭；④在非粘结性煤中粘结组分的数鼍更 少，纤维组分的强度更低，配入这种煤需添加更多 的粘结剂和补强剂，才能改善焦炭的质量；⑤在无 烟煤中只有强度较高纤维组分，几乎没有粘结组 分，配入无烟煤需添加粘结剂，才能得到合格的 焦炭。
收稿日期：２００９—０９—０１ 作者简介：王翠萍（１９６５一），女。山西太原人。副教授，主要从事煤化工专业教育教学工作。
添加 万粘结方剂数配煤据炼焦试验与可行性
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成为饱和的中等分子量的液相和低分子量的焦油 和烃类气体。而另一些产物则缺氢，成为不饱和化 合物和游离基；游离基或不饱和化合物缩聚成平面 稠环大分子或大游离基层片；稠环大分子或大游离 基层片在流动相中囚热扩散而迁移，并平行堆砌而 成单球（中间褶）；中间相作为各向异性的新相不断 吸收周围各向同性的基质，体积逐渐长大；旧球不 断长大，新球不断出现，使球１．ＲＪ距缩小而互相接触； 融并和聚集成其它形状的中间相体；中间相体分子 不断重排变形而规则化；各向同性基质消耗殆尽， 中间相体积很大，使系统的黏度增大；在胶质体内 析出气体的压力和剪切力作用下，使高度聚集相弯 曲，层片变形，排列更规则化；温度升高，层片分子 量迅速增大，胶质体固化成各种尺寸和形态的各向 异性单元，形成不同的焦炭显微结构。
表１煤质数据表
％
吼侉
烈观
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跖
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雏”
ｍ配
∞
心渤 笼 钉
Ｌ衢
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华大柳船 学同林窝
“肼
圩坶
钒硒
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堪ｏ ｔＯ 撼国 ＆Ｏ
表２粘结效果试验结果
ｌ
０
３０
３０
１６
：２４
８０．５
６．４
３８．８
４６．４
２
２
１５
２１
１８
４４
７５
７．３
２３．Ｏ
２１．６
通过焦炭的质量指标，不难看出：添加粘结剂 后，使优质炼焦煤的配比由４６％降到３３％，粘结性 差的煤的配比由５４％增加６５％。
ｒ１石订
全国中文核心期刊矿业类核心期刊（ＣＡＪ－ＣＤ规范＞执行优秀期刊Ｊ
王 翠 萍
一山西煤炭职业技术学院煤化工系，山西太原ｏ∽ｕ＿一
添加粘结剂配煤炼焦试验与可行性
摘要：论述了粘结剂在配煤炼焦中的作用机 理，介绍了４０ ｋｑ试验焦炉进行粘结剂效果、最佳粘 结剂及其配比选择的试验过程。提出了添加粘结 剂的炼焦配煤方案，扩大了弱粘结性煤的配入比 例，降低了生产成本，具有一定的经济效益。
影响中问相发展的冈素很多，其中塑性温度区 间越大，以液态存在的分解产物越多，中间相就有 足够的发展时间…。添加粘结剂可以补充胶质体 中液相数量的不足，改善其质量，保证新生的中间 相足够的时间在其中吸收新物质成球、长大、融并、 重排、变形、固化，最后形成高质量的焦炭。 １．３粘结剂的配入Ｉ；Ｌｔ歹０
武汉钢铁学院协助某厂用瘦煤配人粘结剂炼