“炼焦配煤质量与成本控制技术”专题

2024-07-10 05:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

添加贫煤对配合煤成焦过程及焦炭性能的影响机制

作者(Author)：周瑞, 刘丹丹, 郭江, 崔贝贝, 申岩峰, 王美君, 常丽萍

摘要：在配煤炼焦过程中增加高硫肥煤及弱黏结性煤的配比，可有效保护稀缺优质炼焦煤以及作为扩展炼焦煤资源范围的有效手段。为探究不同高硫肥煤与高煤阶弱黏煤的配煤成焦能力，通过不同比例肥煤与贫煤的配合，采用坩埚焦进行焦炭质量评价，分析不同配比所得焦炭的粒焦反应性和反应后强度，并对焦样进行化学结构及孔结构分析，深度探究高硫肥煤与贫煤炭化后所得焦样的质量及其性能影响机制，以期为工业配煤方案中尽可能地利用高硫肥煤与贫煤提供理论基础。首先对2种高硫肥煤(FM1、FM2)与1种贫煤(PM)进行化学结构及热解特性分析，根据黏结指数确定肥煤与贫煤的配比程度；再针对不同配比煤样分别进行实验室坩埚焦炭化实验，并对所得焦样进行冷、热态性能及化学结构和孔结构分析。结果表明:随着高硫肥煤中配入贫煤比例的增加，其焦产率呈现上升趋势；FM1∶PM的质量比为6∶4时，粒焦反应性相对于单种肥煤焦改善较多，粒焦反应性、反应后强度分别相应提高了10.49%、8.98%；对于FM2肥煤，随着贫煤的配比增加，反应性变化不明显，但FM2焦样本身的反应性较低，在4∶6时粒焦反应性及反应后强度也相对较好。FM1、FM2与PM的质量比分别在6∶4、4∶6时的2个配煤焦样，其大芳香环结构比例相对较高、孔隙率低、焦炭质量较高。免费下载煤质技术 2022年第06期 213 143 基于炼焦煤特性的高反应性焦炭制备研究

作者(Author)：刘洋, 王明登, 李超, 封一飞, 何旭辉, 徐国忠, 钟祥云, 白滨, 刘洋, 白金锋

摘要：高反应性焦炭制备是目前高炉减碳的重要基础，但因焦炭反应性(CRI)与反应后强度(CSR)属于异向指标，其相互反向作用机制制约对焦炭CRI的调控。将聚类分析应用于高反应性焦炭的原料煤优选过程，从炼焦煤或焦炭的质量指标标准化、炼焦煤相似性度量、炼焦煤聚类数的确定以及聚类分析辅助软件等方面阐述炼焦煤应用性细化分类方法。基于现代数学聚类分析方法在对炼焦煤焦炭特性指标细化分组基础上，通过优化配比并强化焦炭CSR/CRI比值提升，对焦炭质量指标进行差异性分析，以期深化CSR/CRI热性能参数比对焦炭CSR的影响规律。结果表明:针对不同煤质特性的29种炼焦煤，采用炼焦煤与焦炭的质量聚类分析优化分组方法，可优化出主选炼焦煤的5号配煤方案和8号配煤方案，在焦炭CSR稳定基础上，其所得焦炭的反应性CRI较原生产方案分别提高4.6个百分点3.9个百分点；将炼焦煤焦炭的CSR和CRI比值作为炼焦煤选择的重要参数，在焦炭反应性接近的情况下，CSR/CRI比值高的炼焦煤可同时提高焦炭反应性和焦炭反应后强度；结合焦炭机械强度、热性质指标分组结果、CSR和CRI比值可得到炼焦煤选择和配用的等级，焦炭CRI较高、CSR较低的炼焦煤可作为提高焦炭反应性的主要炼焦煤，焦炭CRI较低、CSR较高的炼焦煤可将其用以改善焦炭反应后强度的辅助炼焦煤。免费下载煤质技术 2022年第06期 300 169 聚丙烯废塑料与配合煤共炭化的焦炭微观结构及热态性能研究

作者(Author)：黄峰, 王明登, 刘洋, 师德谦, 郑亚杰, 李超, 钟祥云, 田娟娟, 徐国忠, 白金锋

摘要：针对聚丙烯基个人防护装备需求量剧增而导致的聚丙烯基废塑料增多，在炼焦煤中配入废塑料是实现产城融合及固体有机废弃物绿色资源化利用的有效途径之一。在炼焦配合煤中配入聚丙烯塑料，分别用坩埚和2 kg焦炉进行共炭化试验以研究聚丙烯塑料对炼焦煤热解及成焦性能的影响。结果表明，聚丙烯塑料的热解失重温度区间完全重叠于配合煤的热解失重温度区间之内。配入聚丙烯塑料后，配合煤的固软温度区间由70.4 ℃最大变宽至106.3 ℃，黏结指数由78减小至71，最大膨胀度由21.9%减小至-4.7%，能提高共炭化过程中胶质体状态的连续性，促进成焦。聚丙烯塑料配入量为4%时，坩埚焦的结构强度和显微强度均有所提高，且坩埚焦的各向异性程度得以提高，坩埚焦的粒焦反应性降低，而粒焦反应后强度提高。采用成型煤工艺并添加4%的聚丙烯塑料进行炼焦，相较于单独用散煤炼焦所得的焦炭，其结构强度由84.71%提高到89.02%，显微强度由45.22%提高到47.12%，粒焦反应性由43.03%降至41.94%，粒焦反应后强度由58.31%增至64.60%，即聚丙烯废塑料与配合煤共炭化的焦炭质量有所提高。免费下载煤质技术 2022年第06期 301 149 大中型高炉高效低耗冶炼用焦炭质量评价研究进展

作者(Author)：徐秀丽, 姜雨, 张世东, 孟庆波

摘要：高炉大型化有利于提高焦炭生产率及降低能耗，而焦炭质量满足高炉炼铁需求是大中型高炉高效低耗冶炼的关键环节。结合焦炭在高炉中的作用,综述现有评价指标体系对焦炭质量的认知以及大中型高炉高效低耗冶炼用焦炭的本质需求，并阐述高炉用焦评价方法的研究进展。针对焦炭现有指标体系和评价方法尚有不足之处，指出基于高炉高效低耗冶炼需求须研究焦炭在高炉内不同部位的劣化行为及其高温特性和显微结构的变化，并对焦炭的反应性、反应后强度、平均粒度和粒度保持能力、高效的燃烧特性以及显微结构等各个因素进行分析，定量地给出高炉内焦炭质量的劣化程度，确定适合大中型高炉高效低耗冶炼的焦炭质量标准十分必要。焦炭质量应以能满足大中型高炉高效低耗冶炼为评价依据，同时需加强焦炭反应后粒度变化的研究工作，建议建立焦炭质量评价新体系以便能开发便捷评价焦炭质量的方法，以期为炼铁和炼焦生产提供技术支撑。免费下载煤质技术 2022年第06期 242 86 吉氏流动度应用于炼焦煤评价方法的研究进展

作者(Author)：张飏, 王岩, 白效言, 鲁励, 王春晶, 张昀朋, 裴贤丰

摘要：我国高炉、焦炉大型化发展迅速，优质炼焦煤资源十分稀缺，煤源掺混严重，现行以煤的工艺性能指标为基础的炼焦煤评价方法不适应性日渐凸显。随着吉氏流动度测定仪的国产化，对吉氏流动度指标的研究日益深入且逐渐被企业所认可。通过对现行炼焦煤评价方法的梳理及目前吉氏流动度指标研究进展的总结，分析表明:现行的炼焦煤评价方法由于采用的各个指标均存在着一定的局限性，且表征胶质体数量和质量的吉氏流动度指标输出的信息并未完全应用于炼焦煤的质量评价，因此现行的炼焦煤评价方法无法完全满足企业实际采购及生产需求，应深度挖掘吉氏流动度指标输出的胶质体特性信息，完善、优化现有炼焦煤评价体系及配煤炼焦方法；吉氏流动度指标与其他流变特性表征指标、焦炭质量之间存在一定的相关关系，焦化领域利用其研发出适用于企业自身的炼焦煤细分方法；吉氏流动度指标可灵敏反映炼焦煤的氧化程度，可以此确定炼焦煤的最佳使用周期，确保其发挥最优黏结性和结焦性；建议应用吉氏流动度指标时应综合考虑最大流动度、塑性区间及高流动度的停留时间等因素，充分解读吉氏流动度的曲线特征及相关数学信息，科学评价煤种质量优劣。免费下载煤质技术 2022年第06期 242 126 煤灰成分对焦炭反应后强度的影响研究

作者(Author)：李东涛, 刘洋, 代鑫, 徐荣广, 马超, 郭德英, 赵鹏

摘要：研究煤灰成分对焦炭反应后强度的影响,不仅可为焦炭质量的提升以及保证高炉冶炼的顺稳运行提供有力支撑，且对于合理开发及应用炼焦煤资源意义重大。基于对111种炼焦用单种煤及其对应焦炭灰成分的测试，研究炼焦煤中各灰成分含量的分布区间及其对焦炭反应后强度(CSR)和碱度指数(MBI)的影响顺序，以期发现其中起主要作用的关键组分并确定其含量的控制范围，并基于各煤中各灰成分的含量波动范围及频率分布的分析从而提出各种成分的含量控制上限。结果表明:灰成分中的Fe2O3、CaO、MgO和MnO与焦炭反应后强度的相关性较高；Fe2O3、CaO、MgO三者总含量与焦炭灰分碱度指数的相关性较强，因此可通过重点控制Fe2O3、CaO、MgO该3种组分的总含量来控制MBI和CSR。基于实验数据的进一步分析，发现炼焦煤中Fe2O3、CaO、MgO 的总含量高于9%时，焦炭反应后强度出现负偏差的概率急剧增大，且负偏差的绝对值将大于12%，因此建议控制Fe2O3、CaO、MgO组分的总含量不高于9%以避免灰成分对焦炭CSR造成明显的影响。免费下载煤质技术 2022年第06期 210 109 非煤系添加物在配煤中的应用研究

作者(Author)：甘秀石, 王旭, 程学科, 高薇, 赵振兴

摘要：将添加物配入炼焦煤中，与一定量优质炼焦煤替换，可扩大炼焦配煤资源。阐述炼焦配煤中非煤系添加物的功能分类、共炭化原理及其相关应用，概括出炼焦配煤中非煤添加物黏结剂、瘦化剂的选取原则，并重点介绍非煤添加物黏结剂、瘦化剂代表性焦化固废焦油渣和干熄焦除尘焦粉作为炼焦配煤非煤添加物的基本特性试验及实际应用情况，得出其最佳添加比例参数。研究表明，炼焦配煤中非煤系添加物黏结剂、瘦化剂均有自身选取添加的原则，并应根据其所起作用添加到符合其应用条件的配合煤中。干熄焦除尘焦粉含有对焦炭质量起到劣化作用的物质，但可按一定比例替代性质相近的瘦煤，在满足大型高炉需求的常规顶装大型炼焦配煤条件下其替代比例一般不超过5%。炼焦配煤中非煤系添加物与焦化固废高效利用相叠加，对焦化行业资源利用、节能减排具有较大的借鉴意义。免费下载煤质技术 2022年第06期 158 124 典型炼焦混煤特性对焦炭性质的影响研究

作者(Author)：王飞, 徐维利, 段福彬, 左远锋, 赵奇, 周琦, 王岩

摘要：针对优质炼焦煤资源紧缺及炼焦产品质量波动，有必要深入认识和科学表征典型炼焦混煤特性对焦炭质量的影响。通过研究以构建基于镜质体反射率标准差、反射率分布直方图、显微组分图像特征等因素的混煤判定方法，并判定所选典型炼焦煤均为炼焦混煤；7号、8号和9号煤样的G值达到96以上，所选焦煤、肥煤、气煤和1/3焦煤的G值比较高且差别不大，从黏结指数和胶质层可知典型炼焦混煤的黏结性较强；各煤样的最大流动度较小且胶质体流动性均较差，利用吉氏流动度可精细化反映出相同变质程度炼焦煤在黏结特性方面的差异；黑龙江地区典型炼焦混煤的显微组分中镜质组的含量非常高(86.4%~95.0%)，造成活惰比较高(平均值＞6)；通过炼焦试验可知，在预测焦炭质量时需深入分析煤样的吉氏流动度特征指标、煤岩显微组成、煤源质量等对黏结性和结焦性所产生的影响。免费下载煤质技术 2022年第06期 197 142

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