炼焦煤成焦机理再认识:“衍构成焦机理”的提出

深度认识煤质特性、探究炼焦煤成焦机理是开发精细化配煤炼焦技术的关键。传统成焦机理仅宏观地解释了炼焦煤炭化过程中的塑性和黏结现象,缺乏对煤转变为焦炭所涉及的化学反应的深层次认识。基于此,从分子水平阐述了炼焦煤成焦特性的演化机制并提出了“衍构成焦机理”,其核心观点是:煤的焦化本质是煤分子在温度作用下发生的一系列化学反应;成焦过程中的一切宏观特性都取决于煤基体的瞬态空间结构,即“结构决定性质”;炼焦过程中传热传质条件的动态变化将影响煤的热转化行为进而影响成焦特性和焦炭质量,即“环境影响行为”。基于煤分子结构特性及热解过程中共价键的断裂和重建规律,重点分析了炼焦煤的流动性、膨胀性及其演化机制,探究了煤分子空间结构重排与焦炭强度的内在联系。流动性源于煤中弱共价键的断裂,终于芳香碎片的交联缩聚。在流动过程中,煤热解碎片以分子链段的形式向孔穴相继跃迁并封闭孔隙,形成了包含塑性层和部分煤层及半焦层的低透气带,限制了挥发分的释放从而产生了膨胀压力;同时,碳基质结构发生重排,取向性增加,sp^(2)杂化和sp^(3)杂化形式的碳原子的空间排布方式决定了焦炭的强度。加热速率的合理调控将明显改善焦炭强度并实现焦化过程节能降耗。“衍构成焦机理”是对传统煤成焦机理的补充和延伸,以期为现代煤焦化工业精细化发展提供理论指导和技术支撑。

基于炼焦煤族组成和结构参数的焦炭质量预测模型及其成焦机理

以五种炼焦煤和44组配合煤为研究对象,在40 kg小焦炉环境下完成煤杯炼焦实验,以煤全组分分离所获得的煤重质组、密中质组和疏中质组收率Y_(HC)、Y_(DMC)、Y_(LMC)及反映煤中氢键缔合情况和脂肪链长短或支链化程度的红外光谱参数I3、I4为主要指标,通过BP神经网络分析方法建立了焦炭质量预测模型,并讨论了模型的特点,分析了新模型下的成焦机理。结果表明,使用新的煤组成结构参数预测焦炭质量具有一定优势,成焦率(CR)、显微强度(MSI)、粒焦反应性(PRI)和反应后强度(PSR)的预测值和实测值有较好一致性,对y=x的拟合相关系数分别达到0.986、0.982、0.956和0.926。模型对CR、MSI和PRI的预测效果较好,九个预测样本的平均偏差分别为0.53%、1.58%和1.28%;但对反应后强度PSR预测效果较差,平均偏差在12.22%。研究结果为建立炼焦配煤新方法提供了良好基础。

成焦机理及煤的改质

0前言随着钢铁工业的飞速发展,对焦炭的需求量愈来愈大,并且由于高炉日趋大型化,对焦炭的质量要求亦越来越高.另一方面,在世界范围内有限的主焦煤日益减少,优质炼焦煤资源不足.占世界煤炭资源52%的烟煤中,可用于炼焦的粘结煤只有35%。

延迟焦化工艺中弹丸焦生成与抑制的研究进展

综述了延迟焦化工艺中弹丸焦生成与抑制的研究进展。介绍了弹丸焦的形态结构,分析了其成焦机理及原因,在此基础上提出了相应的抑制措施,并对弹丸焦的研究工作提出了相关建议。

煤系针状焦技术的研究进展

分析了焦油蒸馏之后残留的多环芳烃的黑色稠状物煤沥青作为针状焦原料的基础条件;研究了煤系针状焦原料煤沥青中间相的生成机理及成焦过程;讨论了国内外煤系针状焦的生产工艺及国内针状焦工艺存在的不足;并对比分析了国内外不同生产工艺生产的煤系针状焦产品的微观结构差异,造成此微观差异的主要是因为国内原料预处理没有充分脱除喹啉不溶物,以致阻碍了中间相的充分发展,在固化成焦的过程中,温度和时间没有得到有效控制。因此相对于国外针状焦的质量,国内煤系针状焦的生产工艺和质量还需发展和提高。

延迟焦化原料特性分析和加热炉优化设计

原油日趋多样化、重质化,加之常减压蒸馏装置采用高拔出率和焦化装置采用超低循环比操作,使焦化加热炉辐射管甚至下对流管结焦更趋严重,对焦化加热炉良好设计提出了严峻挑战。根据热转化成焦机理及胶体体系相平衡和诱导期概念,对不同减渣(500℃以上)、深拔减渣(565℃以上)、不同循环比和不同温度下焦化加热炉进料特性进行了分析以探求其规律性,指导加热炉工艺设计。对于焦化加热炉设计首选卧式梯形底侧烧的附墙燃烧炉型,尤其对劣质焦化原料和要求较高转化率的工况更好。

危废物焦油渣配煤炼焦试验应用研究

煤焦油渣属于危险废物,将其用于配煤炼焦可产生较好的经济效益和社会效益。介绍了目前主要的配煤炼焦成焦机理,根据配煤炼焦理论,焦油渣可作为改善焦炭质量的黏结剂,并对焦油渣配煤炼焦试验进行了可行性分析。利用40 kg试验焦炉进行了焦油渣配煤炼焦试验,确定了最佳焦油渣配比。试验结果表明,在焦油渣质量分数为3%左右时进行配煤炼焦,所得焦炭的块度、抗碎强度、耐磨强度最大,焦炭质量最好。

煤阶对无烟煤型焦质量的影响

采用冷压成型法 ,研究了无烟粉煤炼制优质型焦的技术 .重点对五种不同煤阶的无烟粉煤进行了成型炼焦实验 ,提出了型焦质量随煤阶的变化规律及其机理 。

几种石油系重质原料焦炭化性能的对比分析

借助国内减压渣油、催化裂化油浆及乙烯焦油实验室焦炭化试验数据,测算出3种原料油经延迟焦化装置加工的模拟效益。结果表明,减压渣油掺兑催化裂化油浆和乙烯焦油后,延迟焦化装置的效益均有不同程度的下降;但分析结果显示,对于炼油厂来说,按照当前的价格体系计算催化裂化油浆、乙烯焦油经延迟焦化装置加工的效益要好于两者作为商品直接外销的效益。造成延迟焦化装置效益下降的原因主要是掺炼催化裂化油浆、乙烯焦油更多地副产了低价值的普通石油焦产品。通过对原料油的组成、结构以及石油焦成焦机理进行分析,探讨了乙烯焦油在工业延迟焦化装置上加工的可行性,同时阐述了改善乙烯焦油炭化性能的途径和措施。

针状焦技术研究进展

本文介绍了针状焦的成焦机理、原料选择、生产工艺和主要性能指标,并对进一步的研究提出几点意见。

煤系针状焦国内外生产现状及工艺技术

介绍了煤系针状焦国内外生产现状,针状焦的成焦机理,生产针状焦的主要工艺技术路线以及几种针状焦的性能对比,最后提出了国内针状焦生产的建议。

国内外针状焦生产现状及工艺技术

介绍了国内外针状焦生产现状,针状焦的成焦机理和生产工艺以及国内针状焦的供应情况,提出国内针状焦的生产工艺、质量还有待于发展和提高。

煤系针状焦生产技术研究进展

针状焦由于性能稳定等,在制造高功率电极和炼钢方面有广阔应用前景,针状焦根据生产原料不同分为石油系和煤系。本文主要介绍了煤系针状焦发展现状,制备方法和其生产技术。虽然我国针状焦的生产已经取得显著的成果,但起步较晚,产品质量仍然参差不齐,因此还需要深入对针状焦的开发研究,使高品质针状焦能够尽快在我国实现工业化。

渗碳技术及火落管理在炼焦生产中的应用

我公司依据煤的成焦机理和成焦过程中煤气组分的变化规律,利用火落管理技术将渗碳技术应用到炼焦生产中,取得了较好效果。

辛置煤替代枣庄煤降低焦炭硫分

通过小焦炉试验及大生产实际应用，讨论了在确保焦炭质量的前提下，用辛置煤替代枣庄煤来降低焦炭硫分，并浅析了其成焦机理。

针状焦技术的研究进展

针状焦是一种新型炭材料，它是随着炭质中间相的研究而发展起来的，其理论基础是液相炭化理论。本文介绍了针状焦的发展历程、制备原料和种类、成焦机理、工业生产方法和性能指标。此外，还对针状焦的研究手段、应用领域进行了介绍，并对其发展方向提出了几点看法。

针状焦制备的几个问题

进入90年代电弧炉炼钢已发展到大容量和UHP操作，电炉炼钢的发展得益于众多周边技术的辅助，而石墨电极作为电弧炉的导电电极，是电炉炼钢生产发展的最主要影响因素之一，UHP炼钢冶炼条件苛刻，对电极质量提出了更高的要求，可以说，研制成功低CTE，低电阻率，耐热冲击性好，强度高的UHP电极才使电弧炉UHP操作得以实现，而开发了高质量的针状焦，对研制UHP电极又起了决定性的作用。

浅析煤系针状焦

针状焦作为一种新型能源,在工业、航空、航天、核能、医疗等领域都有广泛的应用。文章介绍了针状焦成焦原理、生产现状并对生产工艺进行了粗浅的分析,对比国内外煤系针状焦产品的微观结构、理性指标从中找出差异,最后对未来产品的发展方向做出了预测。