1、A1炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术第三章第三章A2 中国煤炭资源丰富，煤种齐全，储量占世界第三。据地质中国煤炭资源丰富，煤种齐全，储量占世界第三。据地质勘探部门报导，全国煤炭预测储量达数万亿吨，目前探明的保勘探部门报导，全国煤炭预测储量达数万亿吨，目前探明的保有储量达有储量达10,000亿吨以上。但我国煤炭储量的地区分布很不均亿吨以上。但我国煤炭储量的地区分布很不均匀，其中以华北地区的煤炭储量最多，约占全国已探明保有储匀，其中以华北地区的煤炭储量最多，约占全国已探明保有储量的量的50%左右，西北地区亦占全国储量的左右，西北地区亦占全国储量的30%，该两地区的煤，该两地区的煤炭总储量已
2、占全国的炭总储量已占全国的80%以上，储量占全国第一位的西南区还以上，储量占全国第一位的西南区还不到不到9%，华东区更少，只占全国的，华东区更少，只占全国的5%左右，储量最少的中南左右，储量最少的中南和东北两区均不到全国的和东北两区均不到全国的3%。一一.配煤的意义配煤的意义1.1.中国煤炭资源分布情况中国煤炭资源分布情况第一节第一节 炼焦配煤炼焦配煤 A3A4 按我国煤炭储量中的煤种来看，以动力用煤按我国煤炭储量中的煤种来看，以动力用煤的比例较大，占全国的的比例较大，占全国的70%以上，炼焦用煤不以上，炼焦用煤不到到30%。在动力用煤中，以不粘煤和长焰煤的储量比在动力用煤中，以不粘煤和长焰煤
3、的储量比较大，两者合占全国煤炭储量的较大，两者合占全国煤炭储量的1/4以上，且以上，且主要集中在华北和西北地区主要集中在华北和西北地区。在炼焦煤中，以气煤和在炼焦煤中，以气煤和1/3焦煤的储量比最焦煤的储量比最高，几乎占全国炼焦煤资源的一半；肥煤资源高，几乎占全国炼焦煤资源的一半；肥煤资源最少，只占全国炼焦煤储量的最少，只占全国炼焦煤储量的1/8左右；焦煤左右；焦煤储量相对稍多，约占全国炼焦煤的储量相对稍多，约占全国炼焦煤的20%以上；以上；瘦煤和贫瘦煤约占全国炼焦煤的瘦煤和贫瘦煤约占全国炼焦煤的15%。中国煤种分布情况中国煤种分布情况A52.中国煤炭分配使用情况中国煤炭分配使用情况 据统计，
4、中国约有据统计，中国约有80%以上的商品煤量直以上的商品煤量直接或间接作为燃料使用，接或间接作为燃料使用，10%以上作为炼以上作为炼焦用煤，化肥和其它工业用煤以及出口煤焦用煤，化肥和其它工业用煤以及出口煤总计不到总计不到10%。A62.炼焦配煤炼焦配煤在炼焦时采用配煤技术，一方面由于煤炭分布造成在炼焦时采用配煤技术，一方面由于煤炭分布造成的，更重要的是，要炼出优质的焦炭，必须采用配的，更重要的是，要炼出优质的焦炭，必须采用配煤技术。煤技术。A7各粘结烟煤所得焦炭强度波动情况各粘结烟煤所得焦炭强度波动情况煤类煤类煤样数煤样数焦炭强度焦炭强度粉焦率粉焦率F10/%M40/%M10/%肥煤肥煤197
5、2.78 8.828.82 2.993.49 0.95焦煤焦煤4275.07 4.9610.97 4.135.24 2.531/3焦煤焦煤4166.57 8.4611.52 3.384.58 2.36瘦煤瘦煤1466.36 9.1618.76 8.1017.82 12.44气煤气煤2050.97 14.8614.96 5.3310.84 9.21气肥煤气肥煤441.95 20.8818.38 3.395.95 1.52贫瘦煤贫瘦煤1352.67 5.2030.7 1.5670.15 21.811/2中粘煤中粘煤448.85 2.1930.90 1.9844.85 20.51弱粘煤弱粘煤950.
6、10 10.3230.30 4.1067.84 26.22A8由焦煤炼制的焦炭有着较高的抗碎强度，由焦煤炼制的焦炭有着较高的抗碎强度，M40值值平均大于平均大于75%，波动范围也较小，标准差仅，波动范围也较小，标准差仅4.96%；肥煤和；肥煤和1/3焦煤的焦炭强度焦煤的焦炭强度M40均明显低均明显低于焦煤，但由肥煤炼制的焦炭耐磨强度于焦煤，但由肥煤炼制的焦炭耐磨强度M40值最值最低，粉焦率也最少，波动范围也最小。在主要炼低，粉焦率也最少，波动范围也最小。在主要炼焦煤中瘦煤的抗醉强度和耐磨强度最差。气肥煤焦煤中瘦煤的抗醉强度和耐磨强度最差。气肥煤的特点是粉焦率较低，但强度较差。的特点是粉焦率较低
7、，但强度较差。A9焦煤焦煤是一种结焦性较强的炼焦煤，挥发分是一种结焦性较强的炼焦煤，挥发分（Vdaf）一般在）一般在16%28%之间。加热时能产之间。加热时能产生热稳定性很高胶质体。生热稳定性很高胶质体。单独炼焦单独炼焦时能得到时能得到块度大、裂纹少，抗碎强度和耐磨强度都很块度大、裂纹少，抗碎强度和耐磨强度都很高的焦炭。但单独炼焦时膨胀压力大，有时高的焦炭。但单独炼焦时膨胀压力大，有时易产生推焦困难。一般以作为易产生推焦困难。一般以作为配煤炼焦配煤炼焦使用使用较好。较好。A10肥煤肥煤是中等挥发分及中高挥发分的强粘结性炼是中等挥发分及中高挥发分的强粘结性炼焦煤，其挥发分多在焦煤，其挥发分多在2
8、5%35%左右。加热时左右。加热时能产生大量的胶质体。能产生大量的胶质体。单独炼焦单独炼焦时能生成熔融时能生成熔融性好、强度高的焦炭，耐磨强度比相同挥发分性好、强度高的焦炭，耐磨强度比相同挥发分的焦煤炼出的焦炭还好。它是的焦煤炼出的焦炭还好。它是配煤炼焦配煤炼焦中的基中的基础煤。但单煤炼变时炼出的焦炭有较多的裂纹，础煤。但单煤炼变时炼出的焦炭有较多的裂纹，焦根部分常有蜂焦。焦根部分常有蜂焦。A11 1/3焦煤焦煤是中等偏高挥发分的较强粘结生炼焦煤，是中等偏高挥发分的较强粘结生炼焦煤，它实质上是一种介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡它实质上是一种介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤。在单煤炼焦时能生成熔
9、融性良好，强度较高的煤。在单煤炼焦时能生成熔融性良好，强度较高的焦炭。焦炭的抗碎强度接近肥煤，耐磨强度则又明焦炭。焦炭的抗碎强度接近肥煤，耐磨强度则又明显地高于气肥煤和气煤。因此它既能显地高于气肥煤和气煤。因此它既能单煤炼焦单煤炼焦供中供中型高炉使用，也是良好的型高炉使用，也是良好的配煤炼焦配煤炼焦的基础煤。在炼的基础煤。在炼焦时配入量可在较宽范围内波动而能获得高强度的焦时配入量可在较宽范围内波动而能获得高强度的焦炭。焦炭。A12 气肥煤气肥煤是一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘是一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘结性炼焦煤。有人称之为液肥煤。结焦性高于气煤结性炼焦煤。有人称之为液肥煤。结焦性
10、高于气煤而低于肥煤，胶质体强多但较稀薄（即胶质体的粘而低于肥煤，胶质体强多但较稀薄（即胶质体的粘稠度小）。单煤炼焦时能产生大量和煤气和液体化稠度小）。单煤炼焦时能产生大量和煤气和液体化学产品。它最适合于高温干馏制造城市煤气，也可学产品。它最适合于高温干馏制造城市煤气，也可用于用于配煤炼焦配煤炼焦以增加化学产品的收率。这类煤的成以增加化学产品的收率。这类煤的成因特殊，煤炭成分中以树皮等稳定组分较多。因特殊，煤炭成分中以树皮等稳定组分较多。A13气煤气煤是一种变质程度较低，挥发分较高的煤焦煤，是一种变质程度较低，挥发分较高的煤焦煤，结焦性较强，加热时能产生较高的煤气和较多的结焦性较强，加热时能产生
11、较高的煤气和较多的焦油。胶质体的热稳定性较差，也能单独结焦。焦油。胶质体的热稳定性较差，也能单独结焦。但焦炭的抗碎强度和耐磨强度多低于其它炼焦用但焦炭的抗碎强度和耐磨强度多低于其它炼焦用煤牌号。焦炭多呈细长条而易碎，并有较多的纵煤牌号。焦炭多呈细长条而易碎，并有较多的纵裂纹。一般在裂纹。一般在配煤炼焦配煤炼焦时多配入气煤后可增多煤时多配入气煤后可增多煤气和化学产品的产率。有的气煤也可单独高温干气和化学产品的产率。有的气煤也可单独高温干馏来制造城市煤气。馏来制造城市煤气。A14 1/2中粘煤中粘煤是挥发分变化范围较宽、中等粘结性是挥发分变化范围较宽、中等粘结性的炼焦煤。其中有一部分煤在单煤炼焦时
12、能结成一的炼焦煤。其中有一部分煤在单煤炼焦时能结成一定强度的焦炭，故要作为定强度的焦炭，故要作为配煤炼焦配煤炼焦的原料。但单煤的原料。但单煤炼焦时的焦炭强度差，粉焦率高。故主要可作为气炼焦时的焦炭强度差，粉焦率高。故主要可作为气化或动力用煤。我国目前尚未发现单独生产化或动力用煤。我国目前尚未发现单独生产1/2中粘中粘煤的矿井。煤的矿井。A15 所以配煤炼焦有以下意义：所以配煤炼焦有以下意义：节约优质结焦煤，扩大炼焦煤源节约优质结焦煤，扩大炼焦煤源充分利用各单种煤的结焦特性，改善焦炭质量充分利用各单种煤的结焦特性，改善焦炭质量在保证焦炭质量的前提下，增加炼焦化学产品的产在保证焦炭质量的前提下，增
13、加炼焦化学产品的产率和煤气的发生量率和煤气的发生量对延长焦炉的炉龄和对焦炉操作有利对延长焦炉的炉龄和对焦炉操作有利 A16炼焦用煤的选择炼焦用煤的选择 焦炭的物理性能和它的化学成分，主要取决于所用的焦炭的物理性能和它的化学成分，主要取决于所用的煤种和炼焦方法。煤种和炼焦方法。洗煤（或精煤）。从原料煤带到焦炭中的灰分、硫和洗煤（或精煤）。从原料煤带到焦炭中的灰分、硫和磷等杂质，对于炼铁是极为有害的。为了除去这些杂磷等杂质，对于炼铁是极为有害的。为了除去这些杂质，就需要对原煤进行洗选，洗选后所得净煤称为洗质，就需要对原煤进行洗选，洗选后所得净煤称为洗煤或精煤。煤或精煤。配煤。焦煤能够单独炼成很好的
14、焦炭，有的煤种本身配煤。焦煤能够单独炼成很好的焦炭，有的煤种本身虽不能单独炼成焦炭，但能与其它煤种配合炼成焦炭，虽不能单独炼成焦炭，但能与其它煤种配合炼成焦炭，这样，将不同煤种按适当比例配合、混匀成配煤。这样，将不同煤种按适当比例配合、混匀成配煤。目前目前世界各国焦化厂几乎都用配煤方法炼焦世界各国焦化厂几乎都用配煤方法炼焦，即以焦，即以焦煤配合其它煤种（一至五、六种）进行炼焦煤配合其它煤种（一至五、六种）进行炼焦。A17 配煤的作用：配煤的作用：1)焦煤资源缺乏，用配煤方法可以大量节约焦煤资源缺乏，用配煤方法可以大量节约主焦煤。主焦煤。2)焦煤的结焦性虽好，但有的主焦煤在炼焦焦煤的结焦性虽好，
15、但有的主焦煤在炼焦时膨胀压力较大，损害炉体，有的含杂质较时膨胀压力较大，损害炉体，有的含杂质较多，用配合煤的方法可以解决上述问题。多，用配合煤的方法可以解决上述问题。3)焦煤的价格较高，用配合煤炼焦可以降低焦煤的价格较高，用配合煤炼焦可以降低焦炭成本。焦炭成本。究竟哪些煤种能单独炼焦，什么样的配合究竟哪些煤种能单独炼焦，什么样的配合煤比例能炼成优质焦炭，都要通过试验确定。煤比例能炼成优质焦炭，都要通过试验确定。（200Kg小焦炉或者铁箱实验）小焦炉或者铁箱实验）A18炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术配煤原则：配煤原则：（1 1）保证焦炭质量符合要求；）保证焦炭质量符合要求；（2 2）焦
16、炉生产中，注意不要产生过大的膨胀压力，在结）焦炉生产中，注意不要产生过大的膨胀压力，在结焦末期要有足够的收缩度，避免推焦困难和损坏炉体；焦末期要有足够的收缩度，避免推焦困难和损坏炉体；（3 3）充分利用本地区的煤炭资源，做到运输合理，尽量）充分利用本地区的煤炭资源，做到运输合理，尽量缩短煤源平均距离，降低生产成本；缩短煤源平均距离，降低生产成本；（4 4）在尽可能的情况下，适当多配一些高挥发分的煤，）在尽可能的情况下，适当多配一些高挥发分的煤，以增加化学产品的产率；以增加化学产品的产率；5 5）在保证焦炭质量的前提下，多配气煤等弱黏结性煤，）在保证焦炭质量的前提下，多配气煤等弱黏结性煤，尽量少
17、用优质焦煤，努力做到合理利用我国的煤炭资源尽量少用优质焦煤，努力做到合理利用我国的煤炭资源A19炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术此外应考虑焦炉炉体的具体情况，回收车间的此外应考虑焦炉炉体的具体情况，回收车间的生产能力，备煤车间的设备情况等，如炉体损坏生产能力，备煤车间的设备情况等，如炉体损坏严重时，配煤的膨胀压力应小些，回收车间生产严重时，配煤的膨胀压力应小些，回收车间生产能力大时，可多配入高挥发分的煤。能力大时，可多配入高挥发分的煤。总之，制定配煤比应遵循上述原则，根据配煤理总之，制定配煤比应遵循上述原则，根据配煤理论，拟定初步配煤方案，通过配煤试验，然后进论，拟定初步配煤方案，通过
18、配煤试验，然后进行试生产。行试生产。A20炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 配煤炼焦定义配煤炼焦定义：将两种或两种以上的单种煤，均将两种或两种以上的单种煤，均匀地按适当的比例配合，使各种煤之间取长补短，匀地按适当的比例配合，使各种煤之间取长补短，生产出优质焦炭，并能合理利用煤炭资源，增加生产出优质焦炭，并能合理利用煤炭资源，增加炼焦化学产品。炼焦化学产品。配煤原则配煤原则:以气、肥煤为基础煤种，适当的配入焦以气、肥煤为基础煤种，适当的配入焦煤，使黏结成分、瘦化成分比例适当，并尽量多煤，使黏结成分、瘦化成分比例适当，并尽量多配高挥发分弱黏结煤。配高挥发分弱黏结煤。A21炼焦用煤的预处理技
19、术炼焦用煤的预处理技术 三、配煤理论与焦炭质量预测三、配煤理论与焦炭质量预测 由于煤的多样性和结构的复杂性，要由于煤的多样性和结构的复杂性，要提出一个普遍适提出一个普遍适用的配煤理论和焦炭质量预测的方法比较困难用的配煤理论和焦炭质量预测的方法比较困难。又由于各。又由于各种配煤理论都有一定的局限性，都是在一定区域内或煤源种配煤理论都有一定的局限性，都是在一定区域内或煤源条件下得到采用，所以确定的配煤方案，也需经过配煤试条件下得到采用，所以确定的配煤方案，也需经过配煤试验来验证其合理性。目前常用的配煤理论及焦炭质量预测验来验证其合理性。目前常用的配煤理论及焦炭质量预测方法有以下几种：方法有以下几种
20、：1 1黏结组分和纤维质组分的配煤概念黏结组分和纤维质组分的配煤概念 2挥发分、流动度配煤概念及焦炭质量的预测方法挥发分、流动度配煤概念及焦炭质量的预测方法 3煤岩配煤理论及焦炭质量预测方法煤岩配煤理论及焦炭质量预测方法A22炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 四、配合煤的质量指标及其计算方法四、配合煤的质量指标及其计算方法 配煤质量指标配煤质量指标：配合煤的配合煤的水分水分、灰分灰分、挥发分挥发分、硫硫分分、胶质层厚度胶质层厚度、膨胀压力膨胀压力、黏结性黏结性及及细度细度等。等。不同的焦炭使用部门对其质量要求不同，则不同的焦炭使用部门对其质量要求不同，则配合煤指标也有所不同。配合煤指标
21、也有所不同。A23炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 1.1.水分水分 配合煤水分是否稳定，主要取决于单种煤的水配合煤水分是否稳定，主要取决于单种煤的水分。水分分。水分过小过小，会恶化焦炉装煤操作环境；水分，会恶化焦炉装煤操作环境；水分过过大大，会使装煤操作困难。通常水分，会使装煤操作困难。通常水分每增加每增加1%1%，结焦结焦时间约时间约延长延长2020分钟分钟。水分增高，会使结焦时间延长水分增高，会使结焦时间延长，炼焦耗热量增，炼焦耗热量增高高水分水分过高影响焦炭产量，同时过高影响焦炭产量，同时影响焦炉寿命影响焦炉寿命。要力求使配煤的水分稳定，以利于焦炉加热温要力求使配煤的水分稳定，
22、以利于焦炉加热温度稳定。为降低水分，来煤应尽量避免直接进配煤度稳定。为降低水分，来煤应尽量避免直接进配煤槽，应在煤场堆放一定时期，通过沥水稳定水分，槽，应在煤场堆放一定时期，通过沥水稳定水分，也可通过干燥，稳定装炉煤的水分。一般，配合煤也可通过干燥，稳定装炉煤的水分。一般，配合煤水分稳定在水分稳定在8%8%12%12%较为合适较为合适。粉尘粉尘A24炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 2.2.灰分灰分 成焦过程中，煤料中的成焦过程中，煤料中的灰分几乎全部转入灰分几乎全部转入焦炭焦炭中。一般配煤的中。一般配煤的成焦率为成焦率为707080%80%，焦炭，焦炭的灰分即为配煤灰分的的灰分即为配
23、煤灰分的1.31.31.41.4倍倍。灰分是灰分是惰性物质惰性物质，灰分高则，灰分高则黏结性降低黏结性降低。灰分的颗粒较大，硬度比煤大，它与焦炭灰分的颗粒较大，硬度比煤大，它与焦炭物质之间有明显的分界面，而且膨胀系数不同，物质之间有明显的分界面，而且膨胀系数不同，当半焦收缩时，当半焦收缩时，灰分颗粒成为裂纹中心灰分颗粒成为裂纹中心，灰分，灰分颗粒越大则裂纹越宽、越深、越长，所以颗粒越大则裂纹越宽、越深、越长，所以配合配合煤的灰分高，则焦炭强度降低。煤的灰分高，则焦炭强度降低。焦炭的灰分要比煤焦炭的灰分要比煤料灰分高。料灰分高。为什么？为什么？A25炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 3.
24、3.硫分硫分 硫在煤中是一种有害物质硫在煤中是一种有害物质在配煤炼焦中，可通过控制配煤比以调节配在配煤炼焦中，可通过控制配煤比以调节配合煤的硫分含量，使合煤的硫分含量，使硫分控制在硫分控制在1.11.1左右。左右。在确定配煤比时，必须在确定配煤比时，必须同时兼顾对焦炭灰分、同时兼顾对焦炭灰分、硫分、强度的要求。硫分、强度的要求。降低配合煤硫分的根本途径是降低配合煤硫分的根本途径是降低洗精煤的降低洗精煤的硫分硫分，或配用低硫洗精煤。，或配用低硫洗精煤。A26炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 4.4.配合煤的煤化度指标配合煤的煤化度指标 常用的煤化度指标常用的煤化度指标：干燥无灰基挥发分干
25、燥无灰基挥发分V Vdafdaf镜质组平均最大反射率。镜质组平均最大反射率。挥发分挥发分V Vdafdaf的测定方法简单，更能确切的反映煤的煤化度的测定方法简单，更能确切的反映煤的煤化度性质。性质。A27炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 5 5配合煤的黏结性指标配合煤的黏结性指标 配合煤的黏结性指标是影响焦炭强度的重要因素。配合煤的黏结性指标是影响焦炭强度的重要因素。反映黏结能力大小的指标的适宜范围为：反映黏结能力大小的指标的适宜范围为：黏结指数黏结指数 G=5872，胶质层最大厚度胶质层最大厚度 Y=1722mm，最大流动度最大流动度 MF=701000DDPM，奥亚膨胀度指标奥亚膨
26、胀度指标 bt50%。配合煤的黏结性指标一般不能用单种煤的黏结性指配合煤的黏结性指标一般不能用单种煤的黏结性指标按加和性计算。标按加和性计算。A28炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 6 6配合煤的膨胀压力配合煤的膨胀压力煤的膨胀压力由多种因素决定，煤热解时配合煤中各煤的膨胀压力由多种因素决定，煤热解时配合煤中各组分煤之间存在着相互作用，因此其膨胀压力只能通过实组分煤之间存在着相互作用，因此其膨胀压力只能通过实验的方法加以测定。验的方法加以测定。采用采用200200kgkg的实验焦炉，的实验焦炉，将炭化室的一侧炉墙做成可以将炭化室的一侧炉墙做成可以活动的，通过活动炉墙和框架间的测压装置测
27、定膨胀压力活动的，通过活动炉墙和框架间的测压装置测定膨胀压力的大小。的大小。根据我国的生产经验，膨胀压力的极限值应不大于根据我国的生产经验，膨胀压力的极限值应不大于137137196196PaPa。A29炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 7 7煤料细度煤料细度 煤料细度煤料细度是指粉碎后配合煤中的小于是指粉碎后配合煤中的小于3 3mmmm的煤料量占全部的煤料量占全部煤料的质量百分率。煤料的质量百分率。常规炼焦煤料细度要求为常规炼焦煤料细度要求为80%80%左右，左右，捣鼓炼焦细度一般大于捣鼓炼焦细度一般大于85%85%。细度过低，配合煤混合不均匀，焦炭内部结构不均一，细度过低，配合煤混
28、合不均匀，焦炭内部结构不均一，强度降低。强度降低。细度过高，不仅粉碎机动力消耗增大，设备生产能力降细度过高，不仅粉碎机动力消耗增大，设备生产能力降低，而且装炉煤的堆密度下降低，而且装炉煤的堆密度下降要尽量减少粒度小于要尽量减少粒度小于0.50.5mmmm的细粉含量的细粉含量，以减轻装炉时的，以减轻装炉时的烟尘逸散，以免造成集气管内焦油渣增加，焦油质量变坏，烟尘逸散，以免造成集气管内焦油渣增加，焦油质量变坏，甚至加速上升管的堵塞。甚至加速上升管的堵塞。A30炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 五、配煤试验五、配煤试验 前面讲述的配煤理论，可粗略的指导配煤，但要获得前面讲述的配煤理论，可粗略
29、的指导配煤，但要获得优质焦炭，确定配煤方案，还需通过配煤试验。优质焦炭，确定配煤方案，还需通过配煤试验。1 1配煤试验的目的配煤试验的目的 a a 为新建的焦化厂为新建的焦化厂寻求供煤基地寻求供煤基地，在节约优质炼焦煤，在节约优质炼焦煤的前提下，确定合理的配煤方案；的前提下，确定合理的配煤方案；b b 为新建煤矿试验其煤质情况，评定在配煤中的结焦为新建煤矿试验其煤质情况，评定在配煤中的结焦性能，以扩大炼焦煤源；性能，以扩大炼焦煤源；c c 对生产上已使用的炼焦用煤进行工艺试验，扩大炼对生产上已使用的炼焦用煤进行工艺试验，扩大炼焦配煤途径，以提供增加产量和改善质量的措施；焦配煤途径，以提供增加产
30、量和改善质量的措施；d d 此外，变更煤种或较大范围调整配煤比例时，也必此外，变更煤种或较大范围调整配煤比例时，也必须做配煤试验。须做配煤试验。A31炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 2.2.配煤试验的煤源调查和煤样采集配煤试验的煤源调查和煤样采集 （1 1）煤源调查要求准确，要了解煤矿的名称、地理位）煤源调查要求准确，要了解煤矿的名称、地理位置、生产规划、采矿能力和洗选能力；置、生产规划、采矿能力和洗选能力；（2 2）制定采样计划，若采集的为原煤煤样，要首先进）制定采样计划，若采集的为原煤煤样，要首先进行洗选，并作浮沉试验，然后再制样，若采集的是洗精煤行洗选，并作浮沉试验，然后再制样
31、，若采集的是洗精煤可直接制样；可直接制样；（3 3）对煤样进行煤质分析，煤质分析包括煤的工业分）对煤样进行煤质分析，煤质分析包括煤的工业分析、岩相分析、全硫测定、黏结性指标的测定等；析、岩相分析、全硫测定、黏结性指标的测定等；（4 4）根据分析结果，对煤质进行初步鉴定，并拟定出）根据分析结果，对煤质进行初步鉴定，并拟定出配煤方案；配煤方案；（5 5）按照配煤方案对洗精煤进行粉碎，配合后在实验）按照配煤方案对洗精煤进行粉碎，配合后在实验室试验焦炉和半工业试验焦炉中进行炼焦试验。室试验焦炉和半工业试验焦炉中进行炼焦试验。A32 3.炼焦配煤试验炼焦配煤试验（1）小焦炉试验）小焦炉试验（2）在炼焦炉
32、中的试验）在炼焦炉中的试验A33炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 （1 1）小焦炉试验）小焦炉试验 配煤炼焦试验设备有：配煤炼焦试验设备有：2 2kgkg、45kg45kg试验小焦炉及铁箱试验，试验小焦炉及铁箱试验，4.5 4.5kgkg膨胀压力炉膨胀压力炉 200 200kgkg试验炉试验炉 我国最常用的是我国最常用的是200200kgkg试验炉。小焦炉的结构如下：试验炉。小焦炉的结构如下：炭化室有效长炭化室有效长 800 800mmmm 炭化室有效高炭化室有效高 900 900mmmm 炭化室平均宽炭化室平均宽 450 450mmmm 有效容积有效容积 0.32 0.32m m3
33、3 结焦时间结焦时间 16 16h h 装煤量（干煤）装煤量（干煤）0.23 0.23t/t/孔孔 火道平均温度火道平均温度 1050 1050A34炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 试验用的原煤样品，需先经过洗选，洗选后的试验用的原煤样品，需先经过洗选，洗选后的精煤应先粉碎后混合。精煤应先粉碎后混合。要求配煤指标要求配煤指标：一次装干煤量：一次装干煤量230230kgkg，细度细度85855%5%，水分（，水分（M Madad）10101%1%。每个煤样按每个煤样按9 9点取样法缩取出化验室煤样，同点取样法缩取出化验室煤样，同时对煤样进行化验室检验。时对煤样进行化验室检验。用堆锥四分
34、法，将混合后的煤样堆锥后，摊成厚度用堆锥四分法，将混合后的煤样堆锥后，摊成厚度不超过最大粒度不超过最大粒度3倍的圆饼，分别以圆饼中心为圆倍的圆饼，分别以圆饼中心为圆心、圆饼半径心、圆饼半径1/2和和7/8的长度为半径，划两个圆圈，的长度为半径，划两个圆圈，过圆心划过圆心划4条相互角度为条相互角度为45度直线，在两个圆圈和度直线，在两个圆圈和直线的交叉点交替地各取直线的交叉点交替地各取4点及圆心共点及圆心共9个取样点上，个取样点上，采取规定质量的煤样。采取规定质量的煤样。A35炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 配煤计算时，一律采用干基配煤计算时，一律采用干基 配煤时将各种粉碎后的单种煤充
35、分混合均匀，并根据计算配煤时将各种粉碎后的单种煤充分混合均匀，并根据计算量将水均匀喷入煤中（粉碎时精煤含水量量将水均匀喷入煤中（粉碎时精煤含水量46%）。）。装炉前炭化室炉墙表面温度不得低于装炉前炭化室炉墙表面温度不得低于940，焦炉的平均火，焦炉的平均火道温度为道温度为1050要求：试验焦炉的火道温度必须均匀、稳定、上下温差不要求：试验焦炉的火道温度必须均匀、稳定、上下温差不超过超过10，两侧平均温差应不大于，两侧平均温差应不大于10。出焦后立即熄焦。出焦后立即熄焦。焦炭除了测定水分、灰分、硫分和挥发分外，还要测定机焦炭除了测定水分、灰分、硫分和挥发分外，还要测定机械强度和筛分组成。械强度和
36、筛分组成。A36炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 （2 2）在炼焦炉中的试验）在炼焦炉中的试验 通过通过200200kgkg小焦炉试验，选出最佳方案，然后根据此方小焦炉试验，选出最佳方案，然后根据此方案，在生产焦炉上选择一孔或数孔焦炉进行工业试验。案，在生产焦炉上选择一孔或数孔焦炉进行工业试验。目的：目的：用于测定推焦是否顺利，按此配煤方案能否达用于测定推焦是否顺利，按此配煤方案能否达到所规定的焦炭质量，从而决定煤料能否在实际生产中应到所规定的焦炭质量，从而决定煤料能否在实际生产中应用。用。注意：进行生产焦炉的炉孔试验时，必须严格控制配注意：进行生产焦炉的炉孔试验时，必须严格控制配煤比
37、、细度和水分，准确记录结焦时间、焦饼中心温度、煤比、细度和水分，准确记录结焦时间、焦饼中心温度、焦饼收缩情况和推焦电流。通过炉孔试验，最终确定配煤焦饼收缩情况和推焦电流。通过炉孔试验，最终确定配煤方案。方案。A37炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 第二节第二节 扩大炼焦配煤的途径扩大炼焦配煤的途径 扩大炼焦煤源的扩大炼焦煤源的基本途径主要有以下几个方面：基本途径主要有以下几个方面：（1 1）为了利用大量高挥发分弱黏煤，常采用炉外干燥、）为了利用大量高挥发分弱黏煤，常采用炉外干燥、预热、捣固的方法炼焦，对高挥发分弱黏结煤，可采用选预热、捣固的方法炼焦，对高挥发分弱黏结煤，可采用选择粉碎，
38、改善配煤比等方法；择粉碎，改善配煤比等方法；（2 2）为了提高化学产品的产率，改善焦炭质量或制取）为了提高化学产品的产率，改善焦炭质量或制取特殊用焦，可以配入添加物炼焦；特殊用焦，可以配入添加物炼焦；（3 3）为了利用高硫煤炼焦，可采用炼制缚硫焦等。）为了利用高硫煤炼焦，可采用炼制缚硫焦等。A38 扩大炼焦配煤的途径扩大炼焦配煤的途径 一、捣固炼焦一、捣固炼焦 二、配入添加物炼焦二、配入添加物炼焦 三、干煤炼焦三、干煤炼焦 四、预热煤炼焦四、预热煤炼焦 五、配型煤炼焦五、配型煤炼焦 六、缚硫焦六、缚硫焦A39炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 一、捣固炼焦一、捣固炼焦 定义：将配合煤在入
39、炉前在捣固机内捣实成体积略小定义：将配合煤在入炉前在捣固机内捣实成体积略小于炭化室的煤饼后，从焦炉的机侧推入炭化室内的炼焦方于炭化室的煤饼后，从焦炉的机侧推入炭化室内的炼焦方法。法。参数参数：煤饼捣实后堆密度可由散装煤的煤饼捣实后堆密度可由散装煤的0.700.700.750.75t/mt/m3 3提高到提高到1.001.001.151.15t/mt/m3 3。优点：优点：1 1 随着煤料堆密度的增大随着煤料堆密度的增大，煤料颗粒间距缩小，空隙煤料颗粒间距缩小，空隙也减小，从而减小了结焦过程中为填充空隙所需的胶质体也减小，从而减小了结焦过程中为填充空隙所需的胶质体液相产物的数量，即液相产物的数量
40、，即用一定的胶质体液相产物可多配入高用一定的胶质体液相产物可多配入高挥发分弱黏结性煤。挥发分弱黏结性煤。2 2 结焦过程中产生的气相产物由于结焦过程中产生的气相产物由于煤粒间空隙减少而煤粒间空隙减少而不易析出，增大了胶质体的膨胀压力，不易析出，增大了胶质体的膨胀压力，使变形的煤粒受压使变形的煤粒受压挤紧，加强了煤粒间的结合，从而改善了焦炭质量挤紧，加强了煤粒间的结合，从而改善了焦炭质量。A40炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 1 1捣固炼焦的效果捣固炼焦的效果 （1）原料范围加宽原料范围加宽：可可多配入高挥发分煤和弱黏结煤多配入高挥发分煤和弱黏结煤 捣固炼焦时，既可掺入焦粉和石油焦粉生
41、产优质冶金焦，捣固炼焦时，既可掺入焦粉和石油焦粉生产优质冶金焦，还可采用高配比的高挥发分煤生产气化焦等。例如：还可采用高配比的高挥发分煤生产气化焦等。例如：山西太原东盛焦化煤气公司按山西太原东盛焦化煤气公司按40%50%的瘦煤、的瘦煤、10%15%的焦煤、的焦煤、35%45%的的1/3焦煤焦煤的配比，采用捣固的配比，采用捣固炼焦可生产出一级冶金焦；炼焦可生产出一级冶金焦；A41国内外部分厂捣固炼焦配煤情况A42炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术(2(2)提高焦炭强度提高焦炭强度 由于捣固炼焦增大了煤料的堆密度，由于捣固炼焦增大了煤料的堆密度，故可以提高焦炭的冷态强度和反应后强度。在配入故
42、可以提高焦炭的冷态强度和反应后强度。在配入30%30%的高的高挥发分煤时，焦炭的挥发分煤时，焦炭的M M4040可提高可提高2%2%4%4%，M M1010可改善可改善3%3%5%5%。(3)提高焦炭产量提高焦炭产量 捣固炼焦的装炉煤堆密度是常规顶装炉煤料堆密度的捣固炼焦的装炉煤堆密度是常规顶装炉煤料堆密度的1.41.4倍左右，而结焦时间延长仅为常规顶装工艺的倍左右，而结焦时间延长仅为常规顶装工艺的1.11.11.21.2倍，倍，所以焦炭产量增加，即所以焦炭产量增加，即捣固炼焦可以使焦炉的生产能力提捣固炼焦可以使焦炉的生产能力提高高1/31/3以上以上。此外，。此外，捣固炼焦还可以提高焦炭的筛
43、分粒度捣固炼焦还可以提高焦炭的筛分粒度，山东淄博焦化煤气公司山东淄博焦化煤气公司66 66 型焦炉改为捣固炼焦技术以后，型焦炉改为捣固炼焦技术以后，粒度粒度4040mmmm的焦炭增加了的焦炭增加了10.8%10.8%。A43 捣固炼焦工艺的缺点捣固炼焦工艺的缺点：捣固机比较庞大，操作复杂，投资高捣固机比较庞大，操作复杂，投资高 由于煤饼尺寸小于炭化室，因此炭化室的有效率由于煤饼尺寸小于炭化室，因此炭化室的有效率低。低。由于煤饼与炭化室墙面间有空隙，影响传热，使由于煤饼与炭化室墙面间有空隙，影响传热，使结焦时间延长。结焦时间延长。捣固炼焦技术具有区域性，这种工艺捣固炼焦技术具有区域性，这种工艺主
44、要适应在主要适应在高挥发分煤和弱黏结煤贮量多的地区高挥发分煤和弱黏结煤贮量多的地区。总之，捣固炼焦是利用高挥发分弱黏结煤的总之，捣固炼焦是利用高挥发分弱黏结煤的有效措施之一。有效措施之一。A44炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 二、配入添加物炼焦二、配入添加物炼焦 1 1添加改制黏结剂炼焦添加改制黏结剂炼焦 由于优质炼焦煤短缺，造成炼焦煤料中黏结组分的比由于优质炼焦煤短缺，造成炼焦煤料中黏结组分的比例下降，惰性组分相应增加，必然导致焦炭质量下降。若例下降，惰性组分相应增加，必然导致焦炭质量下降。若添加适当的添加适当的黏结剂黏结剂或或人造煤人造煤来来补充低流动度配合煤的黏结补充低流动度配
45、合煤的黏结性性，就可以提高焦炭的质量。，就可以提高焦炭的质量。（1 1）黏结剂的种类黏结剂的种类 配入的黏结剂主要属于沥青类，配入的黏结剂主要属于沥青类，按使用原料的不同可分为石油系、煤系、煤按使用原料的不同可分为石油系、煤系、煤石油混合系。石油混合系。如日本等国家使用的黏结剂类型和性质如表所示。如日本等国家使用的黏结剂类型和性质如表所示。以上各种改质黏结剂作为强黏结煤的代用品，在配煤以上各种改质黏结剂作为强黏结煤的代用品，在配煤炼焦时，都可得到一定的效果。炼焦时，都可得到一定的效果。A45炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术A46炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 （2）黏结剂的要
46、求黏结剂的要求 沥青类黏结剂和煤共炭化研究结果沥青类黏结剂和煤共炭化研究结果表明：要想对煤有较好的改质性能，对改质黏结剂的性质表明：要想对煤有较好的改质性能，对改质黏结剂的性质须达到如下要求：须达到如下要求：黏结剂须有一定的黏结机能黏结剂须有一定的黏结机能。沥青类黏结剂应有沥青类黏结剂应有足足够的芳香度、适宜的分子量够的芳香度、适宜的分子量才能产生大量的液相，才能具才能产生大量的液相，才能具有良好的流动性能，也才能达到改善中间相的生成的目的有良好的流动性能，也才能达到改善中间相的生成的目的。衡量黏结剂性能的指标衡量黏结剂性能的指标:黏结剂中的苯溶物（黏结剂中的苯溶物（BS）含量含量 A47炼焦
47、用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 黏结剂须有溶剂效能黏结剂须有溶剂效能，即黏结剂对煤应有溶剂化作即黏结剂对煤应有溶剂化作用，这样可以促进可溶物的生成，提高煤的流动度，从而用，这样可以促进可溶物的生成，提高煤的流动度，从而有利于分子重排，使中间相得到改善。溶剂效能与黏结剂有利于分子重排，使中间相得到改善。溶剂效能与黏结剂的分子结构有关，的分子结构有关，具有足够芳香度的黏结剂具有足够芳香度的黏结剂，可以提高溶，可以提高溶剂效能。剂效能。黏结剂须有适宜的供氢性能黏结剂须有适宜的供氢性能，C/HC/H原子比衡量原子比衡量,因为具因为具有一定的供氢能力的黏结剂可以去掉煤热解过程中的含氧有一定的供氢能
48、力的黏结剂可以去掉煤热解过程中的含氧官能团，使热解产生的游离基被氢饱和，官能团，使热解产生的游离基被氢饱和，防止炭网间发生防止炭网间发生交联，交联，降低系统的流动性。降低系统的流动性。C/HC/H比要有一定的适度，比要有一定的适度，C/HC/H增增加，加，罗加指数增加罗加指数增加，但超过一定的，但超过一定的C/HC/H原子比原子比，黏结性不再，黏结性不再增加。增加。A48 扩大炼焦配煤的途径扩大炼焦配煤的途径 一、捣固炼焦一、捣固炼焦 二、配入添加物炼焦二、配入添加物炼焦 三、三、干煤炼焦干煤炼焦 四、预热煤炼焦四、预热煤炼焦 五、配型煤炼焦五、配型煤炼焦 六、缚硫焦六、缚硫焦A49炼焦用煤的
49、预处理技术炼焦用煤的预处理技术 三、干煤炼焦三、干煤炼焦 定义定义:干煤炼焦是将装炉煤预先干燥，使其水分干煤炼焦是将装炉煤预先干燥，使其水分降到降到6%6%以下，然后再装炉炼焦。以下，然后再装炉炼焦。1 1干煤炼焦的优点干煤炼焦的优点（1 1）干燥后的煤流动性提高干燥后的煤流动性提高，使装炉煤的堆密度，使装炉煤的堆密度增大，增大，有利于黏结有利于黏结。水分降低，还使炭化室内各部。水分降低，还使炭化室内各部位的堆密度均匀化，有利于提高焦炭的机械强度。位的堆密度均匀化，有利于提高焦炭的机械强度。（2）降低炼焦耗热量降低炼焦耗热量 一般情况下，装炉煤水分降一般情况下，装炉煤水分降低低1%（绝对值），
50、炼焦耗热量减少（绝对值），炼焦耗热量减少60100kJ/kg。A50炼焦用煤的预处理技术炼焦用煤的预处理技术 2 2工艺过程工艺过程 煤干燥工艺是煤干燥工艺是炼焦煤准备炼焦煤准备工艺的一个组成部分，工艺的一个组成部分，主要设备包括：主要设备包括：煤干燥器、煤干燥器、除尘装置除尘装置 输送装置。输送装置。干燥工序设置干燥工序设置:配合煤进行干燥处理配合煤进行干燥处理:干燥过程设在炼焦配合煤粉干燥过程设在炼焦配合煤粉碎之后，单种煤进行干燥处理碎之后，单种煤进行干燥处理:对单种煤进行干燥后对单种煤进行干燥后再配合、粉碎再配合、粉碎,易有大量粉尘逸出，所以一般不采用易有大量粉尘逸出，所以一般不采用单种
