炼焦配煤比的计算及基础知识2022版.docx

炼焦配煤比的计算及基础知识目录前言21 .炼焦配煤技术的开展历程3.配煤炼焦技术原理31. 1.互换性配煤原理32. 2.共炭化原理43. 3. 焦炭质量预测42. 3. 1.焦炭灰分、硫分预测42. 3. 2.焦炭冷态强度预测42 . 4.热态性质预测法53 . 5.人工智能和专家系统的应用5.配煤炼焦技术的阐述64 .煤岩配煤技术的阐述64.1 .煤岩配煤技术的概念64 . 2.煤岩配煤技术的基本原理6.煤气回收技术的分析75.L煤气回收技术的概念75. 2.煤气回收技术的特点76. 3.改进优化除尘设备87. 4.转炉煤气的回收利用8捣固焦炉炼焦配煤比的计算88. 煤的基础知识98.1 .煤的形成97. 2.煤的分类107. 2. 1,腐植煤108. 2.2,腐植煤的分类109. 2. 3.煤的元素组成11炭的基础知识128. 1.焦炭的基本概念128. 2.焦炭的定义12第1页共21页 会不断地变厚；如果地壳垂直下沉的速度比泥炭堆积的速度大，随着时间的推移。泥炭层的上面就 会被沙土覆盖而形成顶板，顶板越厚，泥炭受压力和地热的作用就越大。由于地热和压力的作用， 使得泥炭中大分子缩合和构化程度提高，C/H原子比增大氢和氧含量减少，泥炭就变成了褐煤。褐 煤如果继续不断地受到增高的温度和压力的作用，就会引起内局部子结构、物理性质和化学性质的 进一步变化，褐煤就逐渐变成了烟煤或无烟煤了。7. 2.煤的分类7. 2. 1.腐植煤根据成煤的原始物质条件不同，自然界的煤可分为三大类，即腐植煤、残植煤和腐泥煤。腐植 煤是由高等植物形成的，在自然界中分布最广，蕴藏量最大，用途最广；残植煤是由高等植物中稳 定组份（树皮、抱子、角质、树脂）富集而形成的；腐泥煤是由低等植物和少量浮游生物形成的（藻 类、菌类、地衣等），分布范围小，煤层厚度不大。由于腐植煤分布范围广，且煤层厚度厚，是我 国煤炭开采的主要对象，而且在煤炭利用和化学加工方面占有主要的位置，因此，这里主要介绍腐 植煤的相关知识！7. 2. 2.腐植煤的分类腐植煤的成煤过程主要分四个阶段：泥炭一褐煤一烟煤一无烟煤。煤的最初形态就是泥炭，这在前面已经介绍，下面主要介绍一下后面煤的三种形态。7.2. 2. 1.褐煤褐煤含炭在4570%,分低级和高级两种。低级褐煤呈现肉眼可见的木材纤维结构，这是有植 物残骸变成煤的具体证明，其组织疏密不等，颜色灰褐。高级褐煤没有明显的植物残骸式木质残骸 的痕迹，颜色由褐而黑。褐煤的主要特征是水份高（2530%）,热量小，放置空气中易变成粉末， 无焦粘性，不能做炼焦用煤。7. 2. 2. 2.烟煤烟煤的颜色由暗黑而亮黑，固定碳高（82%左右），发热量大，它的挥发份含量一般在1145% 之间，具有一定的焦粘性，但烟煤种类较多，性质差异也较大，后面将会做详细介绍。无烟煤硬度较大，颜色黑亮有光泽，断口锐利，所含热量（约9009200大卡）和碳（95%左右） 很高，主要做动力燃料。上述煤种中烟煤最适于焦化生产炼焦，是本教材研究的重点，有时可根据具体情况使用少量的 无烟煤混配炼焦。第10页共21页7. 2. 2. 3.烟煤的分类按照我国目前的分类标准，主要是以煤的挥发份和粘结指数来划分种类。对于粘结性较强的煤 种，以挥发份和胶质层厚度、奥亚膨胀度来分类。烟煤主要分为气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、1/3焦 煤、弱粘煤等。从实际使用效果等方面来分析，上述分类方法是比拟简单的，所分种类存在一些问 题。国际煤炭分类有三个指标，即挥发份、粘结性(自由膨胀序数和罗加指数卜结焦性(膨胀性试 验、葛金试验)，所分煤种较多也比拟细。国际标准及企业标准2. 2. 4.烟煤的工艺性质烟煤的工艺性质是指煤炭在i ,定的加工工艺条件下或某些转化过程中所呈现的特性。如煤的粘 结性、结焦性、可选性、低温干储性、反响性、机械强度、热稳定性、结渣性、灰熔点、灰粘度和 煤的发热量等。炼焦通常研究它的粘结性和结焦性。煤的粘结性是指烟煤在干储时粘结其本身或加入惰性物的能力，即粉碎后的煤在隔绝空气下加 热，有机物的热解形成胶质体，经气液固三相互相作用，变形粒之间或变形粒子与惰性颗粒间结合 的特性能力。这种特性表征为煤加热生成胶质体中液体局部多少，流动性大小，表达粘结性的好 坏，不能生成胶质体时，那么没有粘结性。煤的结焦性是指煤在工业焦炉或模拟工业焦炉的炼焦条件下结成焦炭的能力。即具有一定粘结 性的煤，当热解到一定程度后，逐步硬化，形成半焦，继续加热从半焦到焦炭，经热分解和热缩 聚，进一步析出气体，焦质逐渐致密，同时产生收缩裂纹，以上说明煤的结焦性包括形成半焦前的 粘结性和形成半焦后的收缩性。煤的粘结性和结焦性是两个概念，它们互相联系，但又有不同粘结性好的煤在形成焦块时，可 能裂纹较多，变碎，其结焦性不一定好，但结焦性好的煤必须有良好的粘结性；一般情况下肥煤粘 结性最好，而焦煤的结焦性最好。7. 2. 3.煤的元素组成煤中含有多种元素，其主要元素有：1、碳(C)是煤的主要组成局部，以氢、氧、氮、硫构成化合物的形态存在。2、氢(H)是煤的第二重要组成，位于炭环原子网周围，煤中氢含量随变质程度的加深而减少。3、氧(0)是煤中的重要元素之一，是反映能力最强的元素，再煤中存在的总量和形态直接影响 着煤的性质。煤在变质过程中不断放出二氧化碳和水，故煤中含氧量随变质程度的加深而迅速降 低。从泥炭到无烟煤，含氧量由3040%逐渐降至I125%。4、氮(N)是构成煤有机物的次要元素，主要由成煤植物的蛋白质转化而来其含量通常在第11页共21页0.8 1.8%。5、硫(S)是煤中的杂质，通常分为有机硫和无机硫，总称全硫，煤含硫量一般在1.5%以下，但 rWj的也可达78%。8.焦炭的基础知识8. 1.焦炭的基本概念2.焦炭的定义焦炭是一种质地坚硬、多孔、呈银灰色，并有不同粗细裂纹的碳质固体块状材料，其真密度约 1.80-1.95,堆积密度约400520kg/m3,由C、H、0、N、S、P等元素组成，在高炉炼铁中起还 原剂、发热剂和料柱骨架的作用。8. 2. 1.硫份(St, d)硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。由高炉炉料带入炉内的硫有11%来自矿 石，3.5%来自石灰石，82.5%来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源。焦炭硫份的高低直接 影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫份大于1.6%,硫份每增加0.1%,焦炭使用量增加1.8%,石灰石 加入量增加3.7%,矿石加入量增加0.3%高炉产量降低1.52.0%.冶金焦的含硫量规定不大于 1%,大中型高炉使用的冶金焦含硫量规定不大于0.65%.8. 2. 2.磷份(P)焦炭中的磷份在炼铁中大局部转入铁中，生铁含磷使其冷脆性变大，用于转炉炼钢时，因采用 酸性熔渣，磷难以除掉，生铁含磷应低于0.010.015%,用于平炉炼钢时，因系碱性熔渣，磷可做 燃料烧掉，煤炼焦时磷全部转入焦炭，假设要求低磷焦炭，必须控制焦炭含磷，我厂对磷不做要求。 8. 2. 3.灰份(Ad)焦炭燃烧后的剩余物为灰份，主要成分是二氧化硅、三氧化二铝等酸性氧化物，在炼焦过程中 全部转入焦炭。灰份含量增高，在高炉冶炼过程中，为造渣所消耗的石灰石和热量将增加，高炉利 用系数降低，焦比增加。焦炭灰份增加1%,焦炭用量增加22.5%因此，焦炭灰份的降低是十分 必要的。8. 2. 4.挥发份(Vdaf)将焦炭加热到850C以上，即从焦炭中析出挥发物，剩余局部为固定碳和灰份。根据焦炭的挥 发份含量可判断焦炭成熟度。如挥发份大于1.9%,那么表示焦炭成熟不好，焦炭耐磨性差，使高炉 透气性差，可能引起挂料，增加吹损，破坏高炉操作制度等恶果，；挥发份小于0.50.7%,那么表第12页共21页示过火，过火焦易碎，容易落入熔渣中，造成排渣困难、风口烧坏等现象，一般成熟的冶金焦挥发份为1%左右。8.2. 5.水份(Mt)焦炭在102105C烘箱中干燥到横重后损失量即为水份。水份波动会使焦炭计量不准，从而引 起炉况波动。此外，焦炭水份提高会使M25偏低，M10偏高，给转鼓指标带来误差。8. 3.焦炭的物理机械性质8. 3. 1.筛分组成为使高炉透气性好，焦炭块度要求均匀。焦炉生产的焦炭通常分为40mm焦炭，2540mm 的冶金焦，1025mm的小块焦和10mm的粉焦四级，全焦中冶金然产率通常为93%左右，小块 焦为23%,粉焦为45%。为鉴定焦炭块度的均匀性，可用筛孔为110x110、80x80、60x60、 40x40、25x25和10x10mm的一套筛子进行筛分试验，冶金焦块度的均匀性可用下式表示：(40 80).(40-80)"(80) + (25-40)式中(4080)、(80)、(2540)为该等级焦炭占冶金焦的重量百分比，K值越大，焦炭块度均 匀性越好。高炉最适宜的焦炭粒级，应视高炉溶剂、原料情况而定。我国过去对焦炭粒度要求为： 对大型高炉(13002000立方米)焦炭粒度大于40mm；中、小高炉焦炭粒度大于25mm。但目前 一些钢厂的试验说明，焦炭粒度在4025mm为好。焦炭块度均匀，空隙大，阻力小，高炉炉况 运行良好。8. 3. 2.转鼓试验为了试验焦炭的抗碎性和耐磨性，通常采用转鼓试验来测定。我国目前采用的的转鼓由两种， 一种是大转鼓(松格林转鼓)，另一种是小转鼓(米库姆转鼓)O大转鼓立径为2m,鼓的四周上装有直径25mm、长800mm的钢棍，棍间被隙为25mm,装 入25mm熊炭试样410公斤，以每分钟10转速度转动15分钟。旋转过程中，因磨擦、撞击使部 分焦炭磨损或破碎，25mm的由棍间缝隙从鼓内落出，以鼓内残留量的公斤数表示焦炭的抗碎指 标，以鼓外10mm的公斤数表示耐磨损标。大高护用冶金然要求教内为320公斤左右，鼓外 10mm的40公斤，中小型高炉鼓内值可适当降低些。大转鼓试验焦炭试样用量多，有时缺乏以说明焦炭的抗碎性变化，且设备庞大，故近年来不少 焦化厂已采用小转鼓试验。小转鼓是直径和宽度均为1000mm的密闭转鼓，鼓内焊接四根 100x50x10mm规格的角钢，互成90° ,角钢100mm的一侧指向圆心，鼓内无通心轴，取经圆孔第13页共21页 筛筛分后大于25mm的焦块50公斤，装入鼓内以每分钟25转速度转动4分钟，然后取出焦炭于 孔径25mm和10mm的圆孔筛上过筛，以25mm和10mm的重量各占试样总重量的百分数为指 标。前者以M25表示抗碎指标，后者以M10表示耐磨指标，我厂使用的就属于小转鼓。8.4.焦炭生产工艺流程：在上一章我们已经了解，原煤经过洗选后即可以作为洗精煤炼焦，但仍需要做一定的工艺处 理，才能到达炼焦要求，通常把原料煤在炼焦前进行的工艺处理过程称为备煤工艺过程。这个过程 是在备煤作业区(原称备煤车间)来进行完成的。原料煤主要经过配合、粉碎、调湿、除杂等一系列 过程使之到达炼焦要求之后，通过皮带被输送到煤塔供炼焦作业区使用。到达要求的配合煤被送到炼焦工段。炼焦工段将配合好的煤通过摇动给料机从煤塔放出，装入 推焦车装煤箱，并将煤捣固成煤饼，装入炭化室中进行炼焦。8. 5.煤的热解过程：配合好的洗精煤进入焦炉，就开始了所谓的炼焦过程。炼焦过程简单的说：就是配合煤的高温 干储。即把炼焦配煤在常温下装入炭化室后，煤在隔绝空气的条件下受到来自炉墙和炉底(1000C 1100 )的热流加热。煤料即从炭化室墙到炭化室中心方向，一层一层地经过于燥、预热、分 解、产生胶质体、胶质体固化、半焦收缩和半焦转变为焦炭的过程。煤的热解过程大体可分力以下 几个阶段：1、干燥和预热：200以前是煤的干操和预热阶段，同时析出吸附在煤上的二氧化碳、甲烷等 气体。2、开始分解：200350煤开始分解。由于侧链的断裂和分解，产生气体和液体，350前主 要分解出化合水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等气体，焦油蒸出量很少。3、生成胶质体：350450时由于侧链的断裂生成大且的液体、高沸点焦油蒸汽和固体微 粒，并形成一个多分散相的胶体系统：即胶质体，但凡能生成胶质体的煤都有粘结性。4、胶质体固化：450550胶质体中的液体进一步分解，一局部以气态析出，一局部固化并 与碳原子平面网格结合在一起，生成半焦。5、半焦收缩：550650,半焦进一步析出气体而收缩，同时产生裂纹。6、生成焦炭；650950C,半焦继续析出气体，主要是碳原子平面网格周围的氢析出，因而 半焦继续收缩，平面网格间缩合、变紧，最后生成焦炭。在此阶段析出的焦油蒸汽与炽热的焦炭相 遇，局部进一步热分解，析出的游离碳沉积在焦炭上，逸出的蒸汽成分与低温状态下的不同，这个 再分解过程叫做二次热分解。煤的开始分解、胶质体生成及固化温度，随煤种不同而异，一般来说，随变质程度加深，开始第14页共21页分解温度、胶质体固化温度变高。8. 6.煤的结焦机理上面对煤的热解过程的概述只能说明煤煤热解的基本情况，并不反响真正的热解状态，事实上 热解过程中既存在侧链的断裂，同时也发生还原性的聚合、缩合作用，既存在键的断裂、聚合等化 学反响，同时也发生热解产物（固体、液体、气体）所组成的分散体系中，不溶解颗粒的再分散及吸 附分散介质的外表作用；既有化学键间的作用又由于被分解出气体不易透过胶质体而产生的压力作 用等。因此热解过程是由许多同时进行的过程所进行，热解过成的每一阶段也并非绝然分开，而是 相互交叉的。再加上配合煤是由各种牌号的煤按照不同的比例组成的，因此加热时配合煤相互间更 发生根复杂的交叉的物理化学作用。对于这样一个复杂的矛盾过程，我们必需抓住主要矛盾和主要 矛盾方面去研究煤的结焦机理。下面我们从煤热解过程中，侧链的断裂和同时发生的聚合这一基本矛盾出发，来讨论煤结焦过 程的粘结和裂纹形成机理。低变质程度的煤（长焰煤、弱粘煤、气煤）或煤中稳定组、侧链长且含氧多，热稳定性差，在较 低温度下大局部胶质体被分解，半焦形成前剩下的胶质体数量少，不能填满残留的固体颗粒间空 隙，粘结性差。高变质程度的煤（瘦煤），侧链短而少，生成的液体量少，胶质体粘度大，不能填满残留固体颗 粒间的空隙，粘结性也差。中变质程度的煤（肥煤、焦煤），侧链适当且含氧少，生成的液体多，热稳定性好，粘度适中， 有一定流动性，有一定膨胀压力，能形成均一的胶质体，粘结性好。胶质体固化过程中，由于气体 不易穿过胶质体，故在胶质体内聚集膨胀，当其压力大于胶质体的阻力时便逸出。此时，因胶质体 逐渐固化，原来聚集气体的空间就形成了气孔，固化的胶质体与未分解的固体残留物结合在一起， 形成了多孔的半焦。9.配煤炼焦基础知识1. 1.配煤炼焦的定义所谓配煤炼焦是把几种牌号不同的单种煤按i，定的比例配合起来炼焦。采用配煤炼焦有很大意 义，已被我国焦化厂普遍使用。9. 2.配煤炼焦的优点1、节约优质炼焦煤，扩大炼焦煤源。2、充分利用各种煤的结焦特性取长补短，改善冶金焦炭质量。第15页共21页3、合理利用煤炭资源，在保证焦炭质量的前提下，增加炼焦化学产品的产率和炼焦煤气的发 生量。4、充分利用本地资源，因地制宜开展焦化企业。9. 3.配煤的基本原那么：1、焦炭质量到达规定指标，满足使用部门的要求。2、不会产生对炉墙有危害的膨胀压力和引起推焦困难。3、在满足焦炭质量的前提下，尽量多配气煤，增加化产品产率，尽量少配优质煤，多配劣质 煤。4、尽可能降低配煤中的灰份和硫份。5、充分利用本地资源，作到运输合理，降低本钱，最大限度实行区域配煤。6、力求到达配煤质量稳定，有利于生产和操作。9. 4.配合煤的质量要求配合煤指标范围根据焦指标而定，一般焦化厂主要生产二级焦炭，推算配合煤指标为：水份911%；灰份W9.5%；硫份W0.85%；挥发2832%； G值268； Y值1315。粉碎细度（煤料被 粉碎后，3mm以下粒度级的煤的重量占全部煤料重量的百分数称之为配煤的细度）在90%左右；不同牌号的煤各有特点，它们在配煤中起的作用也不相同，如果配煤方案合理，就能充分发挥 各种煤的特点，提高焦炭质量。例如：气煤的结焦性比焦煤、肥煤差，但其膨胀压力小，收缩大， 挥发份高，在单独炼焦时，因收缩大，使焦炭裂纹增多，降低焦炭块度。但在配煤中，可以起到减 小膨胀压力，增加收缩使推焦顺利及增加化学产品和煤气的作用。又如瘦煤粘结性较差，单独炼焦 时焦炭的耐磨性差，但其收缩裂纹少，在配煤中配入瘦煤，可以提高焦炭的块度。焦煤结焦性最 好，但大局部焦煤灰份硫份较高，假设在配煤中配入一些低灰低硫煤，就可以克服这一缺点。从上述 几例中可以看出，配煤炼焦可以发挥各种煤之长处，克服各种煤之短处，从而炼出优质焦炭来。9. 5.各单种煤的结焦性质要做到这一点，首先要了解各单种煤的结焦性质。9. 5. 1.气煤气煤是煤化程度较低的一种烟煤，不粘结或微具粘结性。在层状炼焦炉中不结焦。燃烧时火焰 短，耐烧。隔绝空气加热，可产生大量煤气。有的气煤还可以用来炼油和提取化工原料。作为炼焦煤中储量最大的气煤，大多具有低灰、低硫的特点，配煤炼焦可以显著降低焦炭的 灰、硫等有害成分，同时减少焦化污染物排放，缓解冶金生产对大气环境的影响，是最具开发潜力 的炼焦煤种。第16页共21页在配煤炼焦中，肥煤对气煤的包容能力最强，气煤配比应以肥煤为基数加以控制。随着气煤配 比的增加，焦炭各项气孔参数发生明显变化，焦炭热性质逐步劣化且存在急剧劣化点，气煤参与成 焦对焦炭热性质的影响主要是通过改变气孔结构实现的。气煤由两局部组成：第一类是干燥无灰基挥发分Vdaf>37%,黏结指数G>35,胶质层最大厚度y<25mm的煤。这 类煤的特点是，挥发分特别高、黏结性强弱不等。第二类是Vdaf>28%37%, G>5065的煤。其特点是：挥发分高、黏结性中等。气煤是一种变质程度较低的炼焦煤。加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳 定性较差，易于分解，粘度小流动性强，在生成半焦时胶质体可分解出大量挥发物质，成焦的局部 较少，生成的焦炭因收缩大而产生较多纵裂纹，焦炭细而长，易碎。在配煤中配入气煤可增加焦饼 的收缩，便于推焦，又可得到较多的化学产品，但多配气煤使焦炭块度降低。由于我国气煤储量 大，为了合理利用炼焦煤资源，在炼焦中应尽量多配气煤。气煤是炼焦配合煤中的组分之一，还可以作为动力用煤、气化用煤和化工用煤等。也可用作气 化和低温干储等工业的原料。气煤也可以用作机车，发电，工业锅炉，制造水泥的回转窑的燃料和制造城市煤气。其特征与一些气煤和弱粘煤类似。指标：干基灰分Ad7.01-10.00%、干燥无灰基挥发分Vdaf>37.00%、干基全硫St, d： =0.6%、粘结指数G>35、胶质层厚度Y： =25mm。由于其黏结性较弱，加热时能产生较多的煤气和焦油，胶质体的热稳定性差，单独炼焦时有可 能结成强度很差的小块焦，所成焦炭的抗碎强度和耐磨强度均较弱，焦炭光学组织以各向同性结构 和惰性结构为主。因此，气煤参与配煤炼焦会造成焦炭强度下降，影响焦炭质量，从而限制了气 煤的配入量。9. 5.2,肥煤肥煤是中等变质程度的煤，挥发份较气煤低，粘结性好，在加热过程中产生大量的胶质体，其 热稳定性好，存留时间长，粘度不大，但结焦过程收缩度大，产生大量横裂纹。在我国配煤方案 中，采用肥煤或气肥煤为基础煤来使用，主要是因为其粘结性好，可以较多配入假设粘结性煤，从而 炼出质量合格的焦炭。9. 5. 3.焦煤焦煤是中等变质程度的煤，变质程度高于肥煤，生成年代较长，单独炼焦时，可生成热稳定性 较好的胶质体，焦炭强度高、块度大，耐磨性好，最适于炼制优质焦炭。但是贮存量小、价格高，第17页共21页难以大量使用，在配煤中配入焦煤，主要是用于提高焦炭强度。9. 5. 4.瘦煤瘦煤变质程度较高，挥发份较低，在加热过程中产生的胶质体量少且粘度大，收缩度小，单独 炼焦时焦炭块度大，裂纹少，但焦炭的熔融性差，从外观上看，有粒状物质存在，焦炭的耐磨性较 差，配煤中配入瘦煤可提高焦炭块度和结焦率。9. 5. 5.1/3焦煤1/3焦煤处于焦煤、肥煤、气煤中间地带，是一个指标变化幅度较小的煤种。故此兼有相近煤 种的性质。其特点是挥发份较高，其粘结性和质量较好的焦煤、气煤相当，次于肥煤。9. 5. 6.弱粘煤弱黏煤挥发份和气煤、1/3焦煤、焦煤、肥煤相近，粘结性较以上几个煤种都很低，在加热过 程中产生的胶质体质量差、易挥发，对焦炭的强度产生不利影响。9. 6.配煤方案的制作了解的各单种煤的特点，就可以试着做配煤方案了。按照上面介绍的配合煤指标，根据各单种 煤的实际指标，做加和运算就可以了。例如：将以下四种煤配成炼成合格的二级焦炭1/3焦煤：水份12%,灰份8%,硫份0.7%,挥发份33%, G值70, Y值10肥煤：水份14%,灰份14%,硫份1.1%,挥发份30%, G值90, Y值25焦煤：水份9%,灰份10%,硫份0.9%,挥发份23%, G值75, Y值15瘦煤：水份10%,灰份8%,硫份0.9%,挥发份16%, G值20, Y值0方案制作过程：1、二级焦炭指标：灰份W13.50%,硫份W0.80%, M25288.0%2、确定配合煤的指标范围：煤的结焦率一般为7378%,设为75%,由于煤的灰份全部转入焦炭，那么配合煤的灰份为13.5%x75%=10.12%,酉己合煤灰份应小于10.13%煤的硫份一般6070%转入焦炭，设为65%,那么配合煤的硫份为0.8%+65x75%=0.92%,配合煤硫份应小于0.92%那么可根据公式计算得出下表不同要求的焦炭质量，各单种煤的配入比例相差较大，就焦炭强度而言，焦煤的配入比例至关 重要，同时也要控制弱粘结性煤或非炼焦煤的配入比例。为防止由于煤质波动造成焦炭指标超标，配煤方案的灰份硫份要尽量低于理论值，如上述配合第18页共21页 煤灰份理论计算只要小于10.13%就可以了，实际操作时要尽量配到9.8%以下，另外制作配煤方案 还应注意配合煤水份的控制，以免影响上煤及捣固操作。10.常见问题及处理方法在实际生产中，焦炭质量经常会出现种种问题，比拟常见的有如下几种：10.1.焦炭强度下降焦炭强度下降的原因分析应从以下几个方面来考虑：1、配合煤的粘结性和结焦性是否较低。可检查化验指标，如发现G值、Y值偏低，那么考虑增 加焦煤或肥煤的比例。2、配煤比执行是否正确。可根据电脑趋势查找，如有错误立即校正。3、配比中的单种煤煤质是否有变化。可查找进厂煤化验单及配煤仓化验单，对煤指标波动较 大的单种煤进行调整。4、焦炉炉温是否合适。更改周转时间时必定有个别炭化室焦炭过生或过火，属于正常现象， 但不会有较大影响。如炉温确实偏低，那么从推焦过程中是否冒烟判断，通过增加地下室煤气量使炉 温恢复正常。5、捣固密度是否到达要求。一般来说配合煤水份超过13%,会造成捣固困难，配合煤难以成 饼，这时捣固机操作会采取多下煤、少捣固的方法，以保证煤饼能够进入炭化室，但煤饼堆密度会 降低，这时要恢复焦炭强度，只能通过增加焦煤、肥煤比例来改善。6、焦炭是否偏碎。现场验证焦炭，一方面可能是焦炭过火造成的，另一方面也可能是配煤原 因，改善方法如上所述。7、焦炭水份是否过大。焦炭水份过大造成焦炭外表粘焦面，可引起检测误差，转鼓M10偏 高，M25偏低。10.2.焦炭偏碎、块度小焦炭偏碎、晾焦台上焦粉较多，主要是两方面原因。1、焦炭过火，如果绝大多数焦炭颜色灰白，即可判断为炉温问题，通过调整加热制度恢复炉 温。2、如果焦炭颜色灰黑色，那么是配煤原因。一般来说弱粘煤和1/3焦煤配入比例偏高，容易使 焦炭块度变小。另外一种情况涉及到煤的微观组分，需要岩相分析，检测起来比拟繁琐，可以根据 经验判断是哪个煤种使焦炭变碎，进行调整。10. 3.焦炭灰份、硫份升高第19页共21页8.2. 1,硫份(St, d)128.2.2.磷份(P)128.2.3.灰份(Ad)128. 2. 4.挥发份(Vdaf)128.2.5.水份(Mt)138. 3.焦炭的物理机械性质138. 3. 1.筛分组成138. 3.2.转鼓试验138. 4.焦炭生产工艺流程：141. 5.煤的热解过程： 148. 6.煤的结焦机理159.配煤炼焦基础知识159. 1.配煤炼焦的定义159. 2.配煤炼焦的优点159. 3.配煤的基本原那么： 169. 4.配合煤的质量要求169. 5.各单种煤的结焦性质169. 5. 1.气煤169. 5. 2.肥煤179. 5. 3.焦煤179. 5. 4.瘦煤189. 5. 5.1/3 焦煤189. 5. 6.弱粘煤189. 6.配煤方案的制作18.常见问题及处理方法191. .1.焦炭强度下降1910. 2.焦炭偏碎、块度小1911. 3.焦炭灰份、硫份升高19.总结20参考文献：20*刖百工业化的开展进程不但决定着世界能源的挖掘与流动，也决定了我国对资源能量的大量需求。煤焦生产作为工业开展的基础性环节无疑也为开展进程贡献着力量。第2页共21页焦炭的灰份、硫份突然升高，可参照焦炭强度下降的方法进行判断和处理。对洗煤来说灰分分内灰在和外在灰分。在成煤时期形成并与煤致密地结合在一起的灰分叫内在 灰分；在采煤过程中混入的顶、底板及夹杆层的砰石称外在灰分。洗煤只能处理掉外灰硫分分有机硫和无机硫两种。无机硫又分为硫酸盐硫和硫铁矿硫。黄铁矿硫由于存在的形式不 同，可分为细粒浸染状、结核状和浸染、结核混合状三种。水分分内在水分和外在水分两种。内在水分是吸附在煤炭孔隙中的水分，需要加温到105才 能蒸发掉；外在水分是附着在煤炭外表上的水分。上述有害杂质对用户都是不利的。例如炼焦用煤的灰分将全部转入焦炭，而焦炭的灰分每升高 1%(或硫分升高0.1%),炼铁时焦炭消耗量将增加23%、溶剂辅料消耗量将增加22.5%、高炉炼 铁的生产率将降低23%；炼焦用煤的水分增加，将会延长结焦时间、降低焦炉的生产率。动力煤 的灰分和水分增加，会降低热效率，污染环境；燃料煤中的硫分高，会严重地腐蚀锅炉、管道，并 污染大气，形成雾霾危害严重。因此，不同用途的煤炭产品，其有害杂质含量都有一定限制。在采 煤机械化程度愈来愈高的条件下，原煤质量愈来愈差，必须经过洗选加工，才能满足不同用户的要 求，获得更好的工艺指标和经济效益。选煤一般只能清除原煤中的外在灰分、结核状及浸染、结核混合状的黄铁矿硫分和外在水分 中。这就是洗煤的目的。目前洗煤工业的开展，也在开始研究如何清除内水和细粒浸染状硫铁矿硫分和有机硫分。在工 业生产中尚未大量使用。大多处在实验阶段。我公司也在从事这方面的研究。采用超声波处理煤泥 系统到目前已经取得阶段性成果。为煤炭的洗选加工工业付出一份力量。n.总结在备煤炼焦技术开展过程中，要将煤岩学理论以及实践作为基础，还要将煤炭资源充分利用起 来，推动我国炼焦行业的健康开展，最终也推动着我国钢铁行业的长远开展，实现了节约资源的目 标。参考文献：口李东，李慧蓉，母全祎，等.用模糊集合度量方法rn介炼焦配煤的可行性探讨川.山西 科技，2014(1).2赵新华，周大峰煤岩学在炼焦用煤质量评价中的应用川.煤炭科技，2011.3任晓明.煤的镜质组反射率及活惰比对焦炭质量影响的研究D.徐州：中国矿业大学，2012.第20页共21页4关B辉.我国焦化工艺技术的开展川.商品与质量学术观察，2013(6).5纪同森，齐姬，白朝亮等.干熄焦除尘焦粉配煤炼焦技术的研究与应用JL山东冶金, 2011(3).6刘建迅.焦粉配煤炼焦技术的试验研究J.中国资源综合利用，2013(6).第21页共21页近几年来，国民经济的不断开展增加了钢铁的需求量，从而推动了炼焦生产的高速开展。在焦 炭产能开展过程中会出现炼焦煤供应紧张的情况，除此之外，大型化的高炉对焦炭的质量以及稳定 性都比拟高，然而在炼焦煤资源中，强粘接性煤却是很少的。当前我国所面临的重要任务那就是将 煤资源充分利用起来从而可以满足焦化生产的实际需求。1 .炼焦配煤技术的开展历程由于人类生活对光与热的需求，煤炭资源的应用历史久远。最初，煤炭的发现为人们提供了比 木材更为长久的热源，而随着技术的开展进步，工业生产供热冶铁制钢都无法离开煤焦的运用。通 过技术与实践的应用总结，一些复杂、产出率低的炼焦技术已被摒弃。现在，世界各国家地区主要 采取以下几种配煤炼焦技术：捣固炼焦技术、配型煤炼焦技术和煤调湿工艺。其中由实践经验总结 出的煤调湿工艺有提高焦炭质量一一包括冷态强度和热态强度，提升焦炉生产能力，降低炼焦所消 耗的能量，减少操作焦炉中的不定因素干扰，减少炼焦污水排放，延长焦炉使用年限等优点。其原 理并不复杂，但仍有运煤过程扬尘多，炭化室易结石墨，焦油渣通过量增大等缺点。在原料煤配比选择和焦炭控制上大局部焦化企业主要是延用多年来传统的技术方式，根据生产 经验以挥发分，胶质层厚度，及粘结指数，为主要控制指标开展配煤工作，假设原料煤中有混合煤， 就使焦炭质量控制更加困难，只能用增加优质炼焦煤来保证焦炭各项质量指标不低于目标值，这样 不但增加了配煤本钱，同时也过度的消耗了优质炼焦煤。通过对这种情况的研究发现采用煤岩学配 煤是解决这一问题的有效方法。通过增加优质炼焦煤的配用量，可以明显的提高焦炭质量，焦炭的 冷、热强度提高，灰分、硫分得到了较好的控制。当然，世界开展进化的脚步从未停止，这也意味 着炼焦与配煤技术的工艺开展仍会不断优化。虽然随着新能源的开展炼焦工业可能终有一天会淡出 我们的视线，但其对世界工业文明进程起到的推进作用将永远不会被我们遗忘。2 .配煤炼焦技术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 最正确（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”字形配煤图及其原那么进行操作，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。2.1. 互换性配煤原理第3页共21页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正确指标。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。2. 2.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400c下将废塑料 与煤焦油沥青共热解，收集热解油和气体产物，反响所得的剩余物与弱粘结煤共焦化能提高其结焦 性；乌克兰的研究工作那么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固定床反响器研究废塑料与煤共焦化特性。试验结果说明，当废塑料添加量 不超过5%时，煤气产率增加，焦油收率提高，焦油中脂肪煌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，研究说明，减压渣油和丙烷脱沥青饱和燃含量较高，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煌与沥青，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。2. 3.焦炭质量预测2. 3.1.焦炭灰分、硫分预测在生产状况稳定的条件下，焦炭的灰分、硫分与配合煤的灰分、硫分存在较好的线性关系。一 般预测模型为：Y=aX+b应用数理统计中最小一乘法确定方程中的回归系数a, b,并以此控制配合煤的灰分、硫分，以 及调整单种煤使用的比例和为选择煤源提供参考2. 3. 2.焦炭冷态强度预测焦炭冷态强度（指M40、M10）预测所采用的指标一般为煤化度指标和粘结性指标。预测方法基 本可以分为三类：第一类以煤的工艺指标为参数，如Vdaf与C.L、MF、G、y的组合，一般常用Vdaf第4页共21页 与G的组合，因为这两个因素对焦炭质量起决定性作用。一般Vdaf为28%32%, G为88%72% 或y为1418mm。配煤的挥发分升高，焦炭裂纹增多，强度下降，特别是M40,配煤挥发分每变 化±1%, M40变化±2.0%, M10变化±0.2%；第二类是以煤岩指标为参数进行预测；第三类在考 虑配合煤指标的同时，也考虑炼焦煤准备和炼焦工艺条件。2. 4.热态性质预测法焦炭的热态性质通常采用焦炭的反响性指数(CRI)和反响后强度(CSR)来表示。预测方法有三 种：(1)焦炭冷态指标预测法：这类方法主要基于焦炭冷态性质指标，如焦炭强度(M40、M10)、气 孔率与气孔分布、光学组织等来预测。(2)配合煤指标预测法：该方法依据配合煤反射率、粘结性、惰性物含量以及配合煤其他性质， 如灰分、挥发分、灰组成等进行预测。多数预测模型仅限于生产实践数据或实验数据的统计分析， 适用范围也局限于各自炼焦煤种。(3)单种煤性质预测法：冯安祖等从单种煤性质入手，研究了不同单种煤的煤化度指标(挥发 分、镜质组最大反射率卜粘结性指标、灰组成与其焦炭热性质的关系。认为煤的挥发分与焦炭的 反响性和反响后强度有非常密切的关系。挥发分位于22%26%以及Rmax为1.11.2左右，单种焦 的热性质最正确。单种煤的粘结指数(G)、胶质层厚度(y)、全膨胀(a+b)、基氏流动度(IgMF)与焦炭热 反响性和反响后强度之间存在基本一致的规律性。2. 5.人工智能和专家系统的应用配煤专家系统，该系统由煤资源信息系统、单种煤信息系统、配合煤信息系统、焦炭质量预测 系统及生产控制系统构成。包括了单种煤到配合煤、由配合煤到焦炭的正向推理过程和对应的反向 推理过程，每一个过程都包含确定性的关系和领域专家的经验。该研究的专家配煤系统主要由优化 控制子系统、信息管理子系统和故障诊断子系统组成。优化控制子系统主要完成焦炭质量预测、配 煤比计算和专家自学习三大功能。因为混合煤的煤质特性与各组成单煤之间不是简单的线性关系， 而是复杂的非线性关系，所以采用了神经网络建立焦炭质量模型。计算配煤比需要应用规那么模型。 自学习是根据检测到的实际值与计算出来的