汾西矿区炼焦煤小焦炉炼焦试验研究
- 格式:pdf
- 大小:141.58 KB
- 文档页数:3
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、小高炉使用。
JL-40型40kg试验焦炉产品介绍:鞍山科技大学从50年代以来一直进行练焦配煤研究的工作,开发研制过各种试验焦炉。
我公司依托鞍山科技大学的技术力量在总结了国内外开发研制的各种试验焦炉的基础上,新开发研制JL-40型电加热试验焦炉(分底装和测装),是一种介于200kg半工业性试验焦炉和试验室7kg、和20kg小焦炉之间的试验焦炉,增加了密封熄焦装置。
它即保留了200kg焦炉的优点,又克服了其煤样量大,炼焦周期长,劳动强度大的不足之处,是200kg焦炉更新换代产品。
JL-40型试验焦炉同时克服了实验室7kg和20kg小焦炉炉幅偏窄,焦样量小的缺点,它一次装煤量大于40kg,用1/3库姆转鼓达到了焦炭鉴定与工业焦炉焦炭鉴定相仿的目的(这一点是7kg和20kg焦炉很难做到的)。
独特的结构设计和两侧炉墙两路独立计算机精密控温,保证了炼焦结果和生产焦炉有良好的相关关系。
焦炭强度指标直观性好,即可测定M40和M10,也可测定M25和M10.试验结果重现性好。
本焦炉炭化室采用积木式设计,便于砌筑和维修,炉墙采用薄壁炭化硅砖,烘炉时间短,结焦周期短。
40kg试验焦炉采用程序控温加热,有良好的工作界面,可以按需要设定加热制度,接通计算机能够显示,记录和打印各种试验参数。
实验证明JL-40型试验焦炉焦饼中心温度曲线与生产焦炉焦饼中心温度曲线相似。
JL-40型试验焦炉是比较先进的炼焦研究设备,它主要的作用是根据炼焦用煤资源,结合焦炭的质量要求,将各种煤按一定比例配合后进行炼焦的试验。
配煤试验在于:(1)为新建焦化厂寻找供煤基地,并确定经济合理的用煤方案;(2)对新投产的煤矿的煤和新使用的煤进行煤质鉴定,评定其结焦性和在配煤练焦中的作用,以便合理的利用炼焦煤资源和扩大炼焦煤基地;(3)根据煤炭供应情况,调节生产配煤方案,以保证焦炭质量;(4)检验炼焦煤准备和炼焦新工艺的效果。
主要特点:增加了炉煤密度处理装置(捣固机),能根据常规炼焦和捣固炼焦两种工艺对装入煤料密度的要求,进行适当的捣固操作。
采用配煤炼焦新技术稳定提高焦炭质量1 前言高炉大型化、喷吹煤粉等技术的应用,使焦比大幅度下降,焦炭在高炉中停留时间加长,其料柱骨架作用更加突出,这对焦炭质量提出了更高的要求。
增加炼焦配煤中优质炼焦煤的配入比例是提高焦炭质量的有效和通常做法。
我国国民经济的持续高速发展极大地拉动了钢铁生产的高速增长,因而强力带动了炼焦生产的高速度发展,焦化行业连续数年快速发展,2006年焦炭产量达到29768万吨,同比增长17.14%,机焦26279万吨,同比增长19.44%,占88.28%,焦炭出口1450万吨。
焦炭产能的快速扩张导致炼焦煤供应紧张,炼焦煤价格大幅度升高,优质炼焦煤供应更加紧张。
同时,由于焦炭产能过剩,焦炭价格低迷。
焦化行业面临着煤炭资源供应紧张和经济效益低下的双重压力,如何合理利用煤炭资源,提高焦炭质量,降低生产成本,提高企业经济效益,满足钢铁工业持续发展是摆在焦化企业面前的紧迫任务,也是长期任务。
选择合适的备煤工艺及炼焦新技术、以煤岩学理论和实践为基础,通过合理选择原料煤、优化炼焦配煤,以期达到合理利用煤炭资源,降低主焦煤和肥煤的配入量,降低生产成本和提高焦炭质量,是焦化企业实现长期发展与资源利用相协调和提高企业经济效益的重要途径。
2 喷吹煤粉的大型高炉对焦炭质量的要求随着我国钢铁行业的发展,高炉大型化、喷吹煤粉技术和精料技术应用,使焦比大幅度下降,焦炭在高炉中停留时间加长,其料柱骨架作用更加突出,这要求焦炭的化学指标、冷态机械强度和热态性能均应提高。
尤其是反映热态性能的反应性(CRI)、反应后强度(CSR)应达到较高指标,以弥补焦炭在高炉中停留时间延长带来的碳溶反应加剧的问题。
同时,对于大型高炉,可考虑适当加大入炉冶金焦的平均粒度,以抵消碳溶反应带来的粒度减小,使高炉风口焦保持合适的粒度,确保高炉的透气性。
我国钢铁企业众多,高炉容积从数百立方米到四、五千立方米,高炉喷吹煤粉量从几十千克到二百千克不等,对焦炭质量的要求不同。
138 (下转第140页)1 概述山西焦煤是全球最大的炼焦煤供应商之一,其存量矿井掌握着全球最优质的几大煤田资源,包括西山煤田、河东煤田、霍西煤田等。
事实证明,在山西地区内,这些资源品质卓越,进口煤或其它地区炼焦煤无法比拟,其作用不可替代。
2 配煤研究的必要性当前,整个山西地区煤质面临以下难题:一是上组煤(二叠纪山西组)硫份在0.3%~0.8%之间,下组煤(石炭纪太原组)硫份在1.5%~4.0%之间,环境和钢品质对硫份的要求与山西整体硫份升高已成为当前炼焦煤企业与钢厂之间的主要矛盾。
二是尽管500~2000m 埋深范围内仍蕴藏着大量优质资源,但是现行炼焦煤主要出自井工矿,主要开采埋深500m以上的煤层,随着半个世纪的高强度开采,埋深在500m以上的低硫优质资源逐年减少。
在此背景下,山西焦煤产品硫份亦逐年升高,据统计目前外销炼焦精煤产品中S t,d<1.3%的产品仅占总销量的30%,其中炼焦精煤S t,d>2.0%的产品,客户只能少量采购或者拒绝采购,已对炼焦煤销售工作造成一定程度的客观影响,目前山焦西山、汾西、霍州整体都存在高硫资源存量大、产量大的情况,山西焦煤利用其低硫资源优势,将高低硫资源按一定比例配成S t,d1.3%、1.5%产品销售,客户采购意向强。
通过合理的配煤方案,提高配煤产品的质量,并充分考虑高低硫资源的平衡及供应情况,合理的使用山西焦煤现有资源,从而扩大客户对山西焦煤资源的需求量,为企业增加效益,为焦化厂降低成本,实现效益最大化,因此,炼焦煤配煤工作势在必行。
3 山西焦煤经典配煤案例分析3.1 山焦西山太原选煤厂瘦煤案例太原选煤厂目前采用重介、集控、配煤、自动翻车机、快装等先进工艺技术,目前年入洗量315万t,目前生产主要产品有10级、11级瘦精煤、洗混煤、煤泥等,调入洗煤源为①杜儿坪矿2#原煤,瘦煤、回收率58%,粘结指数G值在30左右,产品的核心煤源;②官地洗精煤、西铭洗精煤,属于贫煤基本没有粘结,官地硫份偏高配入量少,西铭硫份偏低配入量大,售价高于正常电煤价,主要用户为东北几个钢厂和内部电煤用户;③东曲洗精煤,东曲矿滞销高硫瘦精煤资源进太选配煤。
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。
配煤试验中40kg小焦炉和铁箱方式的选择朱秀丽;李秀花【摘要】为了选择合适的配煤试验方法,通过铁箱试验与小焦炉试验各方面的对比,得出结论:铁箱试验结果与大焦炉生产数据基本吻合,但小焦炉试验在焦炉开产前有着不可替代的作用,不同时期选用不同的方法即可节约成本,还可加快试验进度;小焦炉试验方法尚有发展的空间,若能克服温度的局限,某些应用方面将比铁箱更广泛.【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2016(000)020【总页数】2页(P45-46)【关键词】小焦炉;焦炭;配煤试验【作者】朱秀丽;李秀花【作者单位】青海盐湖镁业有限公司,青海格尔木817000;青海盐湖镁业有限公司,青海格尔木817000【正文语种】中文【中图分类】TQ520.62为了给焦炉生产提供合适的配煤比,在焦炉投产前用40kg小焦炉进行试验。
试验实现了煤种质量的评判和配煤结构的优化。
但小焦炉实验需要消耗大量的人力和物料,且耗时较长。
通过对比发现,本厂所使用的40kg小焦炉有一些无法克服的缺陷。
为了更加准确地模拟大焦炉生产,该厂从2014年第三季度开始了一种新的试验方法——铁箱试验。
铁箱试验是在模拟大焦炉炼焦环境中实现快速、准确判定煤种质量和优化配煤的一种有效试验方法,且具有评定时间比小焦炉试验要短,试验频率高的特点。
1.1 40kg小焦炉试验结构及特点该厂试验焦炉模拟工业焦炉的单孔炭化室,采用侧装填试样,左右两侧加热结构。
试验焦炉采用两侧单独电加热方式,加热体为铁铬铌耐高温材料。
采用微电脑智能控制仪来实现对两侧温度的单独控制,同步升温。
到达设定时间系统自动停止加热,将试验样推出后进行熄焦,分析试样性质。
40kg小焦炉试验是将配好的混合煤装入折叠好的纸箱中,用捣鼓锤压实,将其搬到小焦炉送样台上;通过操作系统中手动/自动的方式使煤样到达小焦炉中心位置,开始进行试验,整个过程基本模仿生产状态。
小焦炉炼焦升温过程:250min内升温到500℃,200min内升温到800℃,装炉温度800℃,把压好的煤样连同纸箱一起放入推煤车,放好煤样后在控制柜的屏幕上点击炉门控制进入控制画面,进入炉门操作画面后依次点击前炉门开→推煤进炉→回车→前炉门关进行推煤进炉(或者直接点击自动推煤图标进行推煤进炉)。
第49卷第2期2021年4月Vol.49No.2Apr.2021煤化工Coal Chemical Industry炼焦煤灰成分及富碱固废对焦炭质量的影响研究姜雨叫徐秀丽1,2,王泽世1,2,张世东1,2,孟庆波1,2(1.中钢集团鞍山热能研究院有限公司,辽宁鞍山114044;2.炼焦技术国家工程研究中心,辽宁鞍山114044)摘要以焦炉烟气处理副产物富碱固废为对象,通过定性与定量相结合的方式分析了富碱固废的组成;通过40kg炼焦试验,研究富碱固废配入量对焦炭质量的影响;利用20g热解与化产回收一体化装置,研究配入富碱固废对化产品收率和组成的影响。
研究表明,富碱固废组成以NazSO』和NafOs为主,两者质量分数分别为59.85%和26.95%;当富碱固废配入质量分数在0.10%~0,15%时,焦炭反应性升高1.6-1.7个百分点,反应后强度下降1.5~2. 5个百分点;当富碱固废配入质量分数为0.50%时,焦炭反应性和反应后强度明显劣化;富碱固废配入质量分数小于0.50%时,对化产品收率和组成的影响不大。
关键词富碱固废;炼焦煤;灰成分;炼焦;焦炭质量;化产品文章编号:1005-9598(2021)-02-0001-05中图分类号:TQ520.62文献标识码:A引言随着高炉的大型化、高风温、精料、富氧以及喷吹技术的发展,冶金行业对焦炭质量的要求越来越高。
影响焦炭质量的因素很多,主要分为原料煤性质、备煤工艺和炼焦条件3类心打原料煤镜质组反射率、黏结性、挥发分、灰分等是影响焦炭质量的主要因素,焦化生产上常通过配合煤挥发分、黏结指数和胶质层指数等参数来预测焦炭质量。
近年来,由于优质煤资源短缺、混煤越来越严重等因素影响,常出现焦炭质量波动等情况,除了常规煤质指标以外,业界也越来越关注炼焦煤的灰成分指标。
研究表明叭],焦炭的灰分含量和灰成分是影响焦炭热性能的重要因素,高炉内焦炭质量劣化的主要原因是其与CO?发生了气化反应,气化反应速率与灰分中碱金属的催化作用息息相关,在灰成分相差比较大的情况下,焦炭的反应性和反应后强度会出现明显差别。
2018年5月第49卷第3期燃料与化工Fuel&Chemical Processes40kg荷重试验小焦炉在生产中的应用闫瑞宏1郝翠翠1秦万金2(1.建滔(河北)焦化有限公司,邢台054200;2.山东省冶金设计院股份有限公司,莱芜250101)摘要:利用40kg荷重试验小焦炉进行配煤炼焦试验,为焦炉生产提供准确的配煤方案,及时指导炼焦生产。
在炼焦煤供应不稳定、优质炼焦煤资源紧张的情况下,为优化配煤和综合利用煤炭资源发挥了较大的作用。
关键词:试验小焦炉;焦炭反应性;反应后强度中图分类号:TQ520.62文献标识码:A文章编号:1001-3709(2018)03-0019-03Application of40kg pilot coke oven in productionYan Ruihong1Hao Cuicui1Qin Wanjin2(1.Hebei Jiantao Coking Co.,Ltd.,Xingtai054200,China;2.Shandong Province Metallurgical Engineering Co.,Ltd.,Laiwu250101,China) Abstract:Coal blending&coking test is carried out with a40kg pilot coke oven,which can provide the optimum coal blending ratio as a guidance for coke production.In case the coal source is not stable,and there is a shortage of good quality coal,the pilot coke oven can provide sound foundation for optimum coal blending and comprehensive utilization of coal resources.Key words:Pilot coke oven;Coke reactivity;悦杂砸收稿日期:2017-12-28作者简介:闫瑞宏(1981-),男,工程师基金项目:燃料与化工Fuel&Chemical Processes May.2018Vol.49No.3试验过程消除了煤气泄漏和焦油滴冒现象,工作环境较好。