炼焦煤、电煤掺烧、锅炉作业准备的工序之一。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、电煤、锅炉煤,把不同种类原煤按适当的比例配合。/n/n
理论
当前世界各国炼焦煤资源稀缺,高炉的大型化对焦炭质量及其稳定性的要求越来越高,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。考虑到经济效益及现实情况,国内外各焦化厂都在致力于配煤方案的研究。虽然方案千变万化,而却不外乎胶质层重叠原理、互换性原理、共炭化原理这三种。
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。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。国外Collin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;乌克兰的研究工作则是利用配煤同塑脂废料共焦化,由于芳香结构的有机物对配煤的结焦性具有良好的影响,所得焦炭强度得以提高,并获得贵重的化学产品。
国内中国科学院山西煤炭化学研究所李保庆等利用10g固定床反应器研究废塑料与煤共焦化特性。试验结果表明,当废塑料添加量不超过5%时,煤气产率增加,焦油收率提高,焦油中脂肪烃和甲基化芳香化合物明显增加,而半焦性质基本不受影响。
研究认为,废塑料与煤共焦化技术可行。该所曾对几种沥青与重庆焦化渣用Corbett法进行了组成分析,研究表明,减压渣油和丙烷脱沥青饱和烃含量较高,沥青质很少,作为改质剂性能较差。热裂化渣油和乙烯焦油含有相当高的芳烃与沥青,QI少,因此作为改质剂性能较好。煤焦油沥青具有较高的芳香性能,因此溶剂性能较好,但QI含量高,对焦油过程中间相发展不利。
指标的选择
为了评价配合煤性质是否恰当,要用多种指标来加以衡量,这些指标称为配煤指标或配煤参数。/n配合煤的化学成分指标有灰分、硫含量和磷含量,当焦炭作特殊用途时,还需包括灰分的化学组成。配合煤的主要工艺性质指标有挥发分、粘结性和结焦性,常用的粘结性指标有坩埚膨胀序数、罗加指数、粘结指数、奥亚膨胀度(见煤的膨胀度)、胶质层最大厚度、基氏最大流动度(见煤的流动度)等。/n配合煤的煤岩指标有煤岩显微组分、镜质组最大平均反射率和镜质组反射率分布曲线,或由此计算而得的强度指数SI和组分平衡指数CBI。(见焦炭强度预测)有时也用所得焦炭的性质来评价配煤,如焦炭的转鼓强度、热态性质等。(见块焦反应性指数和反应后强度)在日常配煤中,不可能采用大量参数来进行生产管理,因此除化学成分外,往往根据本地区煤的特点,选择2~3个指标作为控制目标。
工具软件
传统的配煤计算主要是人工进行,随着计算机技术、软件技术的发展,人们把固定的配煤计算方法写入软件,运用计算机技术轻松快捷实现配煤计算分析。/n主要目的是:/n(1)减轻人工计算的繁杂程度;/n(2)全配煤方案提供参考,以便优化配煤方案,拓展人工配煤思路,从而有效降低成本。
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