炼焦配煤的应用分析

引言

配煤是炼焦煤的准备工序之一，即把不同类型的炼焦用煤按适当比例混合起来，生产出符合质量要求的焦炭。最初炼焦只使用一种焦煤，由于炼焦工业的发展，尤其是现代机械化焦炉的应用，单种焦煤炼焦存在焦饼收缩小、推焦困难、焦煤膨胀压力大容易胀坏炉体等缺点。为了克服这些缺点，采用了多种煤的配煤炼焦，可以充分利用各单种煤的结焦特性，使各种煤之间取长补短，扩大了炼焦煤资源，又可生产出优质焦炭，同时对延长焦炉的炉龄，对焦炉的操作也有一定的好处。

炼焦煤一般分为气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、m焦煤。这5种是常用炼焦煤的种类，充分了解它们的特点和作用后炼焦配煤，对降低炼焦配煤成本有积极的指导作用。

1炼焦配合煤的质量指标要求

a)水分。配合煤的水分对焦炭产量、质量和焦炉的使用寿命影响很大。水分的汽化影响热量在煤料中的传递。因此，入炉煤料的水分一般控制在7%一10%范围为好;b)细度。细度应保证小于3 mm的比例达到全部配合煤料的90%以上。为减少入炉时的灰尘扩散，应加强控制细煤粉(0.5 m m)的含量。捣固焦炉一般控制在90%~93%，顶装煤炼焦一般控制在85%~90%;c)灰分。配合煤的灰分全部转入焦炭，因此焦炭的灰分为配合煤灰分的1.3倍一1.4倍。按要求配煤的灰分应该控制在9.25%以内;d)硫分。配合煤中的S一般以黄铁矿、硫酸盐及S的有机化合物三种形态存在，而且80%都残留在焦炭中，为保证焦炭的质量，一般要求配合煤的硫分不高于1.0%;e)挥发分。配合煤的挥发分高低决定煤气和化学产品的收率，如果挥发分过高会降低焦炭强度。生产过程中一般控制在24%一30%;D粘结性。是指炼焦时能形成塑性物的能力，只有保证足够的粘结性，才能获得质量较高的煤炭。中国采用Y值和G值作为粘结性指标，生产配煤的Y值一般为16 mm一20 m m，G值为58一72 .配合煤的Y值和G值在生产中一般通过实际测定后才应用。

2配煤原理

2.1胶质层重叠原理

配煤时除了将配合煤的灰分、硫分控制在一定范围内，还要将配合煤中各单种煤胶质体的软化区间和温度间隔能较好地搭接，这样就可以使配合煤在炼焦过程中，在较大的温度范围内处于塑性状态，从而改善其的粘结过程，并保证焦炭的结构均匀性。不同煤种的塑性温度区间不同，见表1，气煤、1启焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤介于肥煤和瘦煤之间，所以适当配合就可扩大配合煤的塑性温度范围。这种以多种煤搭配，胶质层彼此重叠的配煤方法，曾长期指导中国的酉己煤技术。

2.2互换性配煤原理

炼焦煤中的活性组分、惰性组分含量及炼焦操作条件决定了焦炭质量。单种煤活性组分的质量又由其变质程度来决定，镜质组平均组最大反射率是反映单种煤变质程度的最佳指标。现在很多焦化厂都在应用煤岩学指导配煤，并且都有相应的配煤方案，但一般都是以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配煤参数。根据互换性配煤方法，如果配煤有较强粘结性时，可加入一定量无烟煤或焦粉来提高焦炭的质量，将瘦煤用回配3%a ^ 5%a的焦粉来代替炼焦，这在技术上是可行的。但是在同样煤质情况下(不考虑粘结剂作肋，焦粉的细度对焦炭质量有很大影响。

2.3共炭化原理

共炭化是指在煤中加入非煤粘结剂进行炭化。研究共炭化为采用低变质程度弱粘结的煤在炼焦时选用合适的粘结剂提供了理论上的可行性，也为加入有机渣油、橡胶类、塑料类、沥青等与煤进行共炭化提供了可能性，并且在一定程度上可以缓解当前环境污染加剧的问题。

3配煤的原则

配煤从业者应当结合实际条件，通过调查研究，摸清计划采用配合煤的煤源和煤质，确定经济合理的配煤方案。确定方案应遵循以下原则:

a)焦炭质量应达到行业使用规定的指标，并且要满足使用部门的要求;b)为实现经济效益最大化、合理化，对符合区域配煤的，应充分利用本区域的粘结煤和弱粘结煤;c)防止在结焦过程中炭化室的煤料对炉墙产生有危险的膨胀压力，避免推焦困难;d)在满足产品质量的前提下，尽可能提高炼焦化学产品的产量和质量;e)缩短煤源平均运距，便于调配煤车，尽量防止对流;D来煤数量均衡，质量均匀;g)降低生产成本，提高经济效益。

这些原则是相互联系相互影响的，要通过综合考虑后确定切实可行的配煤炼焦方案。

4配煤的工艺流程

各单种煤的配合工作是在焦化厂的备煤车间进行，工艺流程有以下几种:

a)先配后粉流程。将准备好的单种煤按配煤比进行配合，然后进行粉碎作业。这种工艺较为简单、布置紧凑、使用设备少、操作方便，适用于粘结性较好、煤质较均匀的煤料。中国的大部分焦化厂均采用这种流程。但其不足之处是不能按不同煤种的要求控制不同的粉碎度;

b)先粉后配流程汾组粉碑。对各性质不同的单种煤先进行不同细度的粉碎作业，然后再按确定的配煤比进行混合均匀。这种工艺比较复杂，需多台粉碎机，并且要配备相应的混合装置，前期投资大。该流程在混合煤料前保证各单种煤的粒度在最合理的范围内，对提高焦炭的质量有一定积极的作用;

c)选择性粉碎流程。按炼焦所需的各单种煤和岩相组成的硬度的不同，及所需要的粒度不同，将粉碎和筛分相结合。当煤料经过筛分后，筛上物进入粉碎机再粉碎。这样既消除了大颗粒，也可防止粘结性好的煤种粉碎过细，从而改善结焦过程。

5结语

从煤岩学的角度看，煤的显微组分可分为活性组分(镜质组和稳定细和惰性组分(丝质组和矿物质，它们在炼焦过程中具有不同的性质:前两者均能熔融成胶质体，具有粘结性，有利于结焦;后两者则不能形成胶质体，不具粘结性。在炼焦过程中惰性组分作为骨架，增强焦炭的强度，活性组分则可湿润、分散、粘结惰性组分，二者适当结合，可提高焦炭强度与块度。因此配煤过程中要掌握两种组分的合理配比。资料表明，惰性组分含量以300/a为宜。另外，一般情况下，气煤、瘦煤硬度大难粉碎，故在粉碎时粒度小一些，以改善其结焦性，并适当增大其配比;焦煤、肥煤则容易破碎，其破碎粒度应大一些，以充分利用其粘结性。因此分析煤岩定量，可以使各种变质程度的煤的各种显微组分做最合理的搭配，获得低成本、高质量的焦炭.