山西炼焦煤与俄罗斯炼焦煤配煤炼焦应用探索

介绍了山西炼焦煤和俄罗斯炼焦煤的资源分布情况,并选取了几种炼焦煤进行煤质分析,发现山西炼焦煤具有黏结性强、单种煤炼焦反应后强度高等优势,而俄罗斯炼焦煤硫分极低,因此在探索山西炼焦煤配煤应用时可配入一定量的俄罗斯炼焦煤,调节入炉煤硫分,并代替稀缺的炼焦煤资源。选用8种山西炼焦煤与2种俄罗斯炼焦煤进行配煤炼焦试验,结果表明：俄罗斯炼焦煤的配入质量分数在20%～25%时,会对焦炭强度造成较大影响;当配入质量分数下降到10%时,所炼焦炭质量比较理想,因此俄罗斯炼焦煤的配入质量分数最好不超过10%。     

不同配煤比和堆密度对焦炭界面结合强度影响的实验研究

采用4种常规炼焦煤,在不同配比及堆密度下进行配煤炼焦实验,利用不同测试手段,对所得焦炭界面结合强度进行研究。实验结果表明:配煤炼焦过程中,当堆密度不变时,随着配煤中黏结性组分含量的提高,焦炭界面结合强度有增加的趋势;当肥煤和焦煤分别与瘦煤和气煤配合炼焦配比不变时,随着堆密度的提高,焦炭界面结合强度有增加的趋势;当堆密度为0.95 g/cm3、焦煤与气煤按4:6配煤炼焦时,所得焦炭界面结合强度BSSI达到最高值76.36%。     

煤粉活化剂在邯钢焦化厂配煤炼焦过程中的试验研究

煤粉活化剂是一种新型炼焦助剂产品,外观呈乳白状液体,可以通过简单设备从焦化厂配煤车间添加到炼焦配合煤中。理论上,煤粉活化剂可以催化煤粉裂解,使煤的热分解特征发生变化,热解产物增加,热解温度区间增宽,胶质体生长时间延长,从而有利于改善配合煤的结焦性能,使焦炭的冷态强度和热态强度提高。邯钢焦化厂通过试验研究,在保证焦炭质量的前提下,添加极少量的煤粉活化剂,达到了降低优质炼焦煤、增加弱黏结性煤的配入量的目的,从而降低配煤炼焦成本的目标。     

中高硫瘦煤配煤炼焦试验及应用研究

为扩大炼焦煤资源,降低配煤成本,采用鄂尔多斯盆地南部渭北煤田西部矿区10号煤层的中高硫瘦煤为试验煤样,分析了煤样基本性质,说明其具有高硫、低灰的特点,黏结指数和胶质层厚度较一般瘦煤高,活惰比接近2,黏结性和结焦性较好。通过中高硫瘦煤单独成焦试验、煤岩学模拟配煤、工业焦炉炼焦试验,验证中高硫瘦煤配煤炼焦的可行性,确定中高硫瘦煤配煤炼焦优化方案。结果表明:中高硫瘦煤配煤炼焦可行,应尽量控制中高硫瘦煤配入量在10%以下,多配入强黏结性煤,以提高焦炭的热态强度。中高硫瘦煤配煤炼焦工业应用表明:配入中高硫瘦煤3%~7%可生产出质量合格的焦炭,扩大了炼焦用煤范围,降低了配煤成本。     

除尘灰配煤炼焦40kg焦炉试验研究

为有效利用焦化生产中产生的大量除尘灰,进行了除尘灰配煤炼焦的试验研究。以不同工位收集的除尘灰为对象,在除尘灰配入比例分别为0%、0.5%、1.0%、1.5%下,进行了40 kg焦炉的配除尘灰炼焦试验及减小误差的二次配除尘灰炼焦试验。40 kg焦炉炼焦试验结果显示:在现有配煤条件下,除尘灰的配入比例为0.5%时,所得焦炭的机械强度提高,热强度变化不大;二次配除尘灰炼焦试验结果显示:除尘灰配比在某一数值前,焦炭质量有所改善,此数值与配煤黏结性有关。     

不同煤配比对胶质层指数的影响研究

为提高焦炭质量,降低生产成本,采用陕北地区常见的气煤、肥煤、东风煤进行单独炼焦,分析3种煤单独炼焦时生成的焦炭质量。在此基础上将3种煤按不同比例配煤炼焦,分析不同配比下焦炭质量的变化,研究最佳配煤方案。结果表明：气煤单独炼焦所得焦炭质量差,但配入气煤可增加产气率和焦饼收缩度;肥煤是优质炼焦煤,但单独炼焦所得焦炭气孔率高,需配煤以改善焦炭质量;东风煤无法单独炼焦,但少量配入可增加焦炭强度,减少优质炼焦煤用量。气煤、肥煤、东风煤质量比为1∶6∶3时,焦炭质量最好,孔隙小,无缝隙和绽边,色泽为银灰色,无海绵体,部分熔合;配煤胶质层最大厚度Y=20.4 mm,最终收缩度X=7.2 mm。     

焦化固体废弃物在配煤炼焦中的试验与应用

为利用焦化厂固体废弃物,结合迁安中化煤化工有限责任公司实际情况,在40 kg小焦炉上进行了配煤炼焦试验。焦化固体废弃物与三给瘦煤按1:6比例配成型煤,然后在加入型煤比例3%~9%时,进行焦炭冷热强度检测试验,试验结果表明,加入型煤比例在不高于7%时,可改善焦炭冷强度,并对焦炭热强度影响不大,配煤炼焦是可行的,并在工业生产中得到验证。焦化固体废弃物代替部分配合煤使用,可有效地解决该废弃物造成的环境污染问题,具有一定的经济效益和社会效益。     

热改质低阶烟煤对配煤及型煤炼焦影响研究

为了提高低阶煤在配煤炼焦中的配入比例,以低灰低硫低阶烟煤为原料,通过热改性预处理工艺得到提质改性煤。将低阶煤与改性煤按照不同比例混合成炼焦用煤,通过5 kg焦炉试验,研究了改质低阶煤对配煤及炼焦的影响。结果表明,在保证焦炭质量的前提下,低阶烟煤配入比例由小于3%提高到5%,5%以后焦炭质量明显劣化;改性煤添加比例为6%时,混煤黏结性最好,反应后强度增加约4%,而冷态强度变化不大。采用型煤技术可使改性煤配入量达到7%~10%,由于提高了混煤的密度,使炭化过程中半焦化阶段的收缩降低而使焦炭裂纹减少,煤中黏结组分和惰性组分的胶结作用得到改善,提高了煤的结焦性能。     

基氏流动度在配煤炼焦中的应用

针对迁安中化炼焦煤采用常规煤质指标分析出现的单种煤常规指标较好,配煤炼焦后焦炭强度下降的问题,采用基氏流动度分析了常用两种中强黏结性炼焦煤A煤和B煤的煤质,探讨了其与常规煤质指标的关系,介绍了基氏流动度在配煤炼焦中的应用情况及存在问题。结果发现,A煤和B煤的常规煤质指标接近,最大基氏流动度分别为7209 ddpm和829 ddpm,可以较好区分两种煤;基氏流动度特征指标中的软化温度、塑性温度区间及最大流动度可反映炼焦煤的基本性质;炼焦煤的最大流动度的对数值在2.2~3.0、挥发分在23%~27%时,焦炭M40>87%、M10<7%。     

无烟煤在配煤炼焦中的性质研究

通过对无烟煤的热稳定性、可磨性的研究,选择适用于配煤炼焦的无烟煤,并在5kg试验焦炉进行了配煤炼焦试验。同时还比较了涟钢生产配煤方案与配无烟煤方案的焦炭冷强度,结果表明:当无烟煤配入量为3%～5%、无烟煤粒度≤1mm时,焦炭冷强度约提高2%。这对扩大炼焦煤源,降低生产成本具有现实与长远意义。     

不黏煤小焦炉炼焦试验研究

为研究预处理不黏煤对配煤炼焦特性的影响,利用小焦炉进行配煤炼焦试验,研究了预处理不黏煤与未处理不黏煤配煤对配煤变质程度、黏结性能、小焦炉炼焦焦炭冷热强度及光学组织的影响。结果表明,预处理后不黏煤的镜质组最大反射率由0.46%上升到1.20%,其根本原因是处理后含氧官能团含量降低;预处理后不黏煤仍没有黏结性,但配煤黏结性的下降幅度减小。小焦炉炼焦试验表明,添加不黏煤的焦炭冷热强度降低,在相同配比下添加预处理煤的焦炭强度降低幅度更小,在配比3%时,预处理不黏煤的焦炭转鼓强度上升了0.5%,反应后强度降低1%;而未处理不黏煤的转鼓强度和反应后强度分别降低了1%和4%,其主要原因是焦炭光学组织中中粒镶嵌结构增加,焦炭各项异性指数提高7.7%~15.8%。     

石油焦配煤炼焦试验研究

通过对石油焦的特性研究及配煤炼焦试验,考察其对配煤黏结性能及焦炭质量的影响,研究结果表明,添加石油焦会引起煤的黏结指数下降,加入石油焦配煤炼焦会降低焦炭灰分,提高焦炭硫分,降低焦炭冷强度,提高焦炭热强度。     

炼焦过程协同处置聚乙烯塑料的实验研究

为了从源头实现固废资源化利用，采用炼焦过程协同处置废塑料是重要途径。文章探究了聚乙烯废塑料（PE）分别与炼焦煤、配合煤（PHM）、密实化的配型煤（PXM）协同炼焦的焦炭性能，并分析PE与炼焦煤共炭化过程的化学反应机制。结果表明：在PHM中添加质量分数4%的PE得到聚乙烯塑料配合煤（PHM-PE4）,PHM-PE4炼焦所得焦炭质量整体看低于PHM单独炼焦。将一定比例的PHM用PE和PXM替代，制得聚乙烯塑料配型煤（PXM30-PE4）,PXM30-PE4炼焦所得焦炭质量优于PHM单独炼焦，此种方法在保证焦炭质量的前提下降低了炼焦配煤成本。PXM30-PE4炼焦所得焦炭相对于PHM炼焦所得焦炭的结构强度提高了2.84%，显微强度提高了1.43%，粒焦反应性降低了2.67%，反应强度增加了9.41%，平均孔壁厚度增加9μm。     

不黏煤的煤质分析与配煤实验

对陕西的一种不黏煤进行了分析,开展了捣固配煤实验。结果显示,该煤低灰、低硫、变质程度低、无黏结性,直接替代原来的弱黏煤会降低焦炭强度。通过调整配煤结构,增加配合煤胶质体数量,在捣固炼焦中配用比例达到8%,可以保证焦炭质量稳定,不仅降低了成本,还拓展了煤源。     

窑街矿区侏罗纪中变质低黏结煤的煤质特性研究

以窑街矿区侏罗纪中变质烟煤为研究对象,采用基于煤岩配煤原理的炼焦配煤方法,对西部侏罗纪炼焦煤的煤质特征进行了研究。结果表明,窑街炼焦煤因煤岩组分存在差异,黏结指数波动较大,按照中国煤炭分类被归入不黏煤、1/2中黏煤和气煤;与中国典型弱黏煤、1/2中黏煤和侏罗纪气煤相比,窑街炼焦煤灰分、全硫、挥发分产率处于较低水平,胶质层最大厚度与平均水平相当,黏结指数与中国典型弱黏煤和1/2中黏煤平均水平相当;窑街炼焦煤低灰、低硫、中变质程度,但其黏结性不足,必须加入强黏结性的煤来弥补其成焦性能的不足。     

炼焦强黏煤对焦炭热强度影响研究

为研究炼焦强黏煤对焦炭热性质的影响,利用试验焦炉(SCO)对梅山常用11种单种强黏煤进行了炼焦实验及焦炭反应性实验.结果表明,炼焦强黏结煤的黏结性、变质程度和碱度指数是对焦炭热强度的关键影响因素,使用黏结性适中、变质程度适中或碱度指数较低的强黏煤都可以得到热性质较好的焦炭,控制焦炭热强度的关键在于单种煤质量.     

煤沥青对不同变质程度煤成焦性能的影响

为了考察煤沥青与不同变质程度煤的共炭化特性,利用40kg小焦炉模拟炼焦试验,进行了单种煤5%与10%的煤沥青添加的各煤种的炭化研究.研究结果表明,沥青对不同变质程度煤生成焦炭的显微结构影响不同.对低变质程度的中低黏结性煤,增加了焦炭光学组织指数OTI;对黏结组分充足的中等变质程度煤的OTI影响较小;对高变质程度煤OTI影响显著.沥青对不同变质程度煤生成焦炭的机械性能影响不同.对低变质程度的中低黏结性煤,溶解作用较明显,对机械强度有较大改善;对黏结组分充足的中等变质程度煤的成焦性能影响较小;对高变质程度煤成焦性能影响最为明显,可显著改善焦炭机械性能和热性质.     

用增密法从低炼焦煤的配煤生产焦炭

世界各地冶金用焦炭的需求日益增长,近十年来,越来越多的精力用来探索扩大炼焦煤范围的新方法。探索过程中,要考虑到现代高炉技术对焦炭的高质量要求。不论原料好坏,用型焦法生产适合高炉用焦炭的努力没有成功。迄今获得的结果表明:这种炼焦法要在技术上和经济上得到突破,还要解决许多问题。另一方面,传统的炭化室炼焦法却显然大有发展的余地。所谓发展,是指增加辅助工序(如(1)连同利用辅助原料,改进配煤和粉碎技术;(2)预热;(3)炉料增密),可使卧式炭化室中能成焦的煤的范围显著扩大(图1),并且,还可以相当地降低生产成本。图1 卧式炭化室炼焦炉扩大炼焦煤范围的可能性     

配用加拿大煤炼焦的研究和实践

为优化焦炭质量,扩大炼焦煤资源,对加拿大煤进行了单种煤炼焦试验和配煤炼焦试验,通过不同级别的试验,优选出最佳配煤方案并运用于生产中。研究发现:该加拿大煤稳定性好,配加10%可在保持焦炭强度不变的前提下,部分替代优质主焦煤,并有效降低焦炭灰分、硫分。     

不同粒度气煤和瘦煤参与配煤炼焦比较

通过对气煤瘦煤煤质特征、胶质层测试后焦块形貌和焦炭光学组织进行比较,表明气煤与瘦煤成焦惰性结构高,配煤炼焦中起瘦化作用,但气煤瘦煤的结焦特性完全不同,气煤的反应活性较瘦煤高.通过对不同粒度气煤瘦煤自黏结强度和成焦显微结构特征进一步比较,表明气煤参与配煤炼焦粒度不宜过大,也不宜过小,应控制合理范围,利于焦炭质量提高;瘦煤参与配煤炼焦,应通过适度地细粉碎,利于焦炭质量提高.