俄罗斯炼焦煤的煤质特性研究

在我国优质炼焦煤短缺和环保问题日益突出的背景下,我国焦化企业对优质炼焦煤的需求不断增长,因此进口俄罗斯优质炼焦煤可作为我国炼焦煤的有益补充,从而缓解炼焦煤供需紧张的状况。通过对3种俄罗斯炼焦煤的煤岩、煤质、煤灰化学成分、黏结性指标和单种煤炼焦的焦炭质量分析,以期探明俄罗斯煤在配煤中存在的问题以及为后期大规模利用俄罗斯炼焦煤提供技术支撑。结果显示:俄罗斯炼焦煤的灰分低、硫分低、有害微量元素含量低,能够满足我国进口炼焦煤的要求;煤中镜质组含量均在80%以上,以均质镜质组为主;碱性金属的含量较高,矿物催化指数较高;俄罗斯煤具有黏结性强、胶质层厚度大、流动性好、膨胀度好的特点,可较好地应用于配煤炼焦生产中。3种俄罗斯煤制备的焦炭的反应性(CRI)均在40%以上,而反应后强度(CSR)大多在30%以下。因此,针对俄罗斯炼焦煤应开展煤灰化学调控和活惰比调控的研究,设计出科学合理的配煤方案,以期缓解国内焦化企业优质炼焦煤紧缺的状况。

影响炼焦煤粘结指数检测准确度因素浅析

炼焦煤粘结指数是表征其塑性性能的核心指标,是中国炼焦煤分类的指标之一,在炼焦煤研究和应用中具有重要意义。粘结指数的检测操作步骤繁多,规范性很强,影响其检测准确度的因素较多。文章系统梳理了粘结指数检测全过程的影响因素,主要体现在煤样存放时间、煤样制备粒度、标准无烟煤、试样的搅拌方法、坩埚质量、转鼓、压块以及焦化温度和时间等检测环节,并提出了针对影响因素的技术方案及相应措施,依此提高粘结指数测定的准确性。

提高烟煤黏结指数测定准确性的研究

黏结指数是一项在煤质特性和加工利用研究中起重要作用的指标,是表征烟煤黏结性的重要参数,用来确定烟煤的工艺类别。本文根据多年来煤质分析检测的实践经验,反复斟酌国家标准的要求,总结了几点黏结指数的测定试验中应注意的细节,包括对仪器设备的要求、对煤样的要求,采制样的规范操作、称量时应注意的问题、实际操作时所采取的必要措施等,同时也对操作时的规范性作了详细的探讨,以使黏结指数的测定结果更准确。

焦煤配煤挥发分与黏结指数的相互关系

为研究焦煤配煤的挥发分和黏结指数之间的相互关系,以强黏结性的焦煤与2种弱黏结性煤(贫瘦煤和弱黏煤)为试验煤样进行配煤试验,通过测定配煤的挥发分和黏结指数研究配煤的黏结指数和挥发分之间的关系。结果表明:当焦煤中配入贫瘦煤或弱黏煤时,配煤的黏结指数随焦煤配煤比的增大而呈弓形增大;焦煤配入贫瘦煤和弱黏煤制备的配煤挥发分的变化规律不同,呈相反变化趋势,焦煤和贫瘦煤配煤的挥发分随焦煤配煤比的增大呈线性增大,焦煤和弱黏煤配煤的挥发分则随着焦煤配煤比的增大总体呈下降趋势;焦煤中配入贫瘦煤时,配煤的黏结指数随配煤挥发分的增大呈非线性增加,当向焦煤中配入弱黏煤时,随配煤挥发分增加,配煤的黏结指数总体呈下降趋势。因此,采用焦煤与弱黏结性煤进行配煤时,配煤的黏结指数与配煤的挥发分之间存在相互关联性,但二者之间的关系与弱黏结性煤的煤质结构有关。

不黏煤改性及配煤炼焦优化

利用自主研发的煤粉改性剂对非炼焦煤进行改性后配煤炼焦,可以达到有效利用非炼焦煤的目的。通过40 kg焦炉试验研究表明:直接加入4%的无烟煤和6%的长焰煤后,焦炭质量变差,然而,加入煤粉改性剂对其改性后炼焦,焦炭质量改善;当煤粉改性剂量低于或高于配合煤质量的0.08%时,焦炭质量改善幅度较小;当煤粉改性剂量达到0.08%时,焦炭质量改善明显,其M40提高5.94%,M10降低7.12%,CRI降低4.61%,CSR提高11.42%,接近原配合煤的炼焦指标,符合生产要求。

影响焦炭质量的因素分析

焦炭的质量主要取决于配合煤性质和工艺条件。配合煤的性质主要是结焦性、煤的粘结性对焦炭强度的影响较大;炼焦煤的性质影响焦炭的灰分、硫分等化学组成,影响焦炭强度。炼焦的工艺条件是水分、灰分、细度、堆密度等;结焦时间影响焦炭冷态、热态性能和显微特性。

炼焦煤对大颗粒惰性物质黏结能力的实验探讨

通过测定气肥煤、肥煤和焦煤对小颗粒惰性物质和大颗粒惰性物质黏结能力的强弱,得出:当惰性物质粒度<0.4 mm时,气肥煤和肥煤对其黏结性强于焦煤对其黏结性,而当惰性物质粒度>0.4 mm时,焦煤对其黏结性强于气肥煤和肥煤对其黏结性。可以认为,采用黏结指数G值来评价气肥煤和肥煤黏结性特征具有一定的局限性。

低阶烟煤对常规炼焦煤热塑性影响规律研究

为提高低灰低硫低阶煤的配煤炼焦用量,在低阶烟煤煤岩分离的基础上,研究了低阶烟煤镜质组对气煤、肥煤、焦煤等常规炼焦煤塑性胶质体的流动性、膨胀性和黏结能力等影响。结果表明,随着低阶烟煤镜质组比例的增加,气煤、肥煤、焦煤塑性胶质体的流动性、膨胀性和黏结力指数下降。低阶煤镜质组的比例为12%时,所得气煤配低阶煤镜质组的流动性下降70.0%,黏结指数下降31.8%;所得肥煤配低阶煤镜质组的流动性下降66.1%,黏结指数下降9.4%;所得焦煤配低阶煤镜质组的流动性下降78.4%,黏结指数下降45.7%。配入低阶煤镜质组比例为8%时,气煤的膨胀度由1.3%降至-19.5%,肥煤的膨胀度由158.7%降至88.2%,焦煤的膨胀度由28.5%降至-1.2%,呈现劣化作用。所得配煤指标并不存在线性关系,对焦煤影响最大,交互作用偏负;对肥煤影响较小,交互作用偏正。

炼焦煤的官能团结构分析及其黏结性产生机理

以11种炼焦煤为研究对象,分别进行FT-IR和黏结指数G测试。采用Peak Fit软件对FT-IR谱峰进行分峰拟合和定量计算,研究炼焦煤特征官能团含量与其黏结性间的关系。结果表明,煤黏结性大小与其FT-IR吸收峰密切相关,特别是3 000-2 800和3 700-3 000 cm-1两个吸收带;脂肪族结构是煤黏结性形成的主要决定因素,通常脂肪链越短或支链化程度越高,越有利于煤的黏结性形成;含-OH(或-NH)的氢键缔合结构可以与脂肪链协同作用,共同决定煤的黏结性能。不论煤分子有多大,只要是结构单元缩合度较小而作为桥键的脂肪链较多的结构形式,在热解过程中就会生成大量适度分子量、以结构单元为基元的液相物质。氢键是煤中主要的分子间作用形式,当若干形成氢键的官能团聚集缔合时,其相互作用会更强,甚至会形成类似超分子的结构;在形成胶质体阶段,这类氢键缔合的结构也会被打破,并形成以胶质体液相为主的物质。这些液相物质的存在,有利于胶质体的流动、黏连和固化成为半焦,从而最终获得优越的黏结性。

煤预处理炼焦的实验研究

采用首钢炼焦煤为实验原料,进行了煤预处理炼焦的实验研究。其中,煤预处理的主要目的是提高炼焦煤的堆密度和降低其水分。研究结果表明,使用预处理后的煤炼焦可在弱粘煤配比提高到45%以上时仍能全面提高焦炭质量;能显著提高炼焦生产能力、减少焦化废水,并能缩短炼焦时间;炼焦的副产品,焦油中芳香烃明显增加,煤气中氢气增加,甲烷减少。

弱粘煤配煤炼焦的初步研究与生产实践

通过分析弱粘煤的基本特性,找出其适合替代的煤种,并通过40kg小焦炉实验和工业实验,确定了配煤方案。该配煤方案应用于炼焦生产后,取得了良好效果。

入炉煤水分调节对焦炭指标及升温的影响

研究了入炉煤水分对焦炭冷热强度、粒度等的影响。比较了同高度装煤及同干煤量不同高度装煤条件下焦饼中心温度的差异。试验结果表明,当入炉煤水分减少时,干基成焦率提高,但焦饼收缩率降低,焦炭冷热强度改善,尤其是焦炭反应后强度提升明显,焦炭粒度呈减小趋势,焦炭均匀性改善;在保持相同干煤量的情况下,水分越少,升温速度越快。

山东地区1/3焦煤容惰能力研究

通过引用黏结指数测试法,对山东地区1/3焦煤与气煤、气肥煤和其他地区1/3焦煤的容惰能力进行比较。结果表明,炼焦煤的容惰能力不仅与变质程度,也与工艺性质相关;在本实验分析煤样中,新汶气肥煤容惰能力最强,黄陵气煤容惰能力最差,山东付村1/3焦煤的容惰能力比其他地区高G值1/3焦煤微弱,山东蒋庄、润峰1/3焦煤的容惰能力比河市坝等低G值1/3焦煤弱,但高于气煤。

焦炉采用双反馈优化控制系统的节能效果

焦炉加热优化串级控制系统(简称OCC系统)采用以炉温反馈控制为主,前馈、反馈相结合的优化控制方案。为了提高控制精度和灵敏度,开发了炉温反馈与焦饼中心温度反馈的主、副双反馈调节方法,已在多个焦化厂得到成功应用,节能率提高了2.48%～4.06%,取得了明显的经济效益和社会效益。

煤料的粒度对型焦抗压强度的影响

以气煤和弱粘煤半焦为原料,通过改变气煤和弱粘结煤半焦的粒度制备出一系列的型焦.研究了煤料粒度对型焦抗压强度的影响.研究结果表明,当半焦粒度固定不变时,随着气煤的粒度增大,型焦的抗压强度增加,气煤粒度在0.5-0.9 mm之间,型焦的抗压强度出现峰值;之后,随着气煤粒度的进一步增大,型焦的抗压强度逐渐降低;当气煤粒度固定不变时,随着半焦粒度的增加,型焦抗压强度急剧减少.焦炭样品的光学显微组分中以各向同性为主,气煤和弱粘煤半焦的粒度对显微组分的影响很小.

低流动度强黏结性印尼炼焦煤的配用技术研究

针对印尼煤配用较困难的问题,对印尼煤、田庄1/3焦煤等单种煤的煤质和成焦显微结构进行分析,提出5种配煤方案,对配合煤工艺性质和成焦质量进行比较。结果表明,印尼煤的挥发分大于28%,G值和Y值较高,流动度低,膨胀度高,煤质非常特殊;印尼煤的开始软化温度和成焦粗粒镶嵌结构含量较高,煤质更接近于焦煤;印尼煤可少量替代优质焦煤,但需要合理控制配合煤的流动度和膨胀度。

煤料堆密度对1/3焦煤黏结性能影响的研究

研究了典型煤料范各庄1/3焦煤在不同堆密度条件下胶质层指数和最终收缩度及胶质层体积曲线的变化规律.结果表明,范各庄1/3焦煤堆密度从0.8t/m3增加到1.1t/m3时,煤料的胶质层指数Y由17.7mm增加到24.5mm,增加了7.8mm,提高了44.1%;其最终收缩度由25.2mm降到-7.9mm,增加131%,表明煤料结焦后的体积变化为正膨胀性能.在煤料堆密度增加后,其胶质层体积曲线由"之"字型向"之"与"山"混合型及"山"字型转变,表明煤料的表观黏结性能得到明显改善,且在密度较高时由1/3焦煤向肥煤性能靠近.

神华煤加氢增塑改质技术研究进展

介绍了国内外关于煤炭加氢领域的研究现状,分析了煤炭中度加氢的机理,较详细地说明了新生前驱体假设和加氢试验过程,认为对低变质煤深度加氢,可以使其粘结性接近肥煤和焦煤,为扩大炼焦煤资源范围奠定了技术基础。

炼焦配煤中加配沥青的研究与应用

在配煤中加配改质沥青进行小型试验、大型试验和试生产的基础上,分别测定了配煤和焦炭的灰分、挥发分、硫分、G值、抗碎强度,耐磨强度等值,认为配加少许改质沥青,可增加配合煤粘结性,提高焦炭的冷、热强度,同时可降低焦炭的灰分。

焦炭温度分布的监测

介绍了一种便携式出炉焦炭温度分布监测系统结构及其数据通讯方法。经现场使用表明：它具有安装容易、工作可靠、数据反馈及时等特点。