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炼焦配煤优化-2011-08-19

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配煤炼焦原理
互换性原理
日本城博提出用粘结 组分和纤维质组分来 指导配煤, 指导配煤,按照他的 观点,一是粘结组分, 观点,一是粘结组分, 其数量标志煤粘结能 力的大小; 力的大小;另一是纤 维质组分, 维质组分,它决定焦 炭的强度。 炭的强度。要制得强 度好的焦炭, 度好的焦炭,配合煤 的粘结组分和纤维质 组分应有适宜的比例, 组分应有适宜的比例, 而且纤维质组分应有 足够的强度。 足够的强度。
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炼焦煤的相关指标
配煤炼焦的意义
我国发展炼焦配煤的必要性 1、炼焦煤储量不容乐观 我国炼焦煤占世界查明储量的13%,占我国煤炭总量的 26.63%,主焦煤和肥煤分别占炼焦煤的21%和13%。 2、煤炭资源分布不均匀 我国煤炭资源的地理分布极不平衡,大体上是北多南少, 西多东少,具有天然的区域分异性。 3、炼焦用煤质量较差 我国炼焦煤一般属于较难洗选的煤,洗精煤的灰分和硫分 都很高,导致用量受到一定限制
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炼焦配煤的概念及相关指标
炼焦煤的相关指标
水分:将煤加热到105~110℃并保持恒温,直至煤样处 水分: 于恒重时,煤样的失重即为煤样水分的质量,该质量占煤样 质量的百分比即为水分。配合煤的水分一般在4~12%。 细度: 细度:炼焦用煤使用小于3mm粒级所占的含量(细度) 作为入炉煤的细度。常规炼焦(顶装煤)时为75%~80%,配 型煤炼焦时约85%,捣固炼焦时为90%以上。 灰分: 灰分:将煤在815℃的条件下完全燃烧后所得的残渣作为 煤的灰分,残渣占煤样质量的百分数,称为煤的灰分产率。 硫分: 硫分:在炼焦过程中,煤中的部分硫酸盐和硫化铁转化 为FeS、CaS、FenSn+1而残留在焦炭中,另一部分如有机硫 则转化为气态硫化物,在流经高温焦炭层缝隙时,部分与焦 炭反应生成复杂的硫碳复合物而装入焦炭。
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配煤炼焦原理
目前各国发展的配煤技术几乎都与煤岩学发生联系, 目前各国发展的配煤技术几乎都与煤岩学发生联系,主要 是基于以下几个基本原理: 是基于以下几个基本原理: 煤是不均匀的有机物混合体,这些有机物的性质不同, (1)煤是不均匀的有机物混合体,这些有机物的性质不同,在 配煤中的作用不同,因此可以说每一种煤都是天然的配煤。 配煤中的作用不同,因此可以说每一种煤都是天然的配煤。 活性成分的反射率分布图解是炼焦煤性质的首要指标, (2)活性成分的反射率分布图解是炼焦煤性质的首要指标,各 种煤的活性成分质量不均一,质量差别很大, 种煤的活性成分质量不均一,质量差别很大,所含的活性成分 的组成也不同,因此每一种煤的活性成分反射率图解呈正态分 的组成也不同, 布。 另一个重要的指标是惰性成分含量, (3)另一个重要的指标是惰性成分含量,惰性成分和活性成分 都是配煤中不可或缺的成分, 都是配煤中不可或缺的成分,配煤中主要视不同活性成分与适 量惰性成分的组合。 量惰性成分的组合。 成焦过程中,煤粒间并不是互熔成均一的焦块, (4)成焦过程中,煤粒间并不是互熔成均一的焦块,而是通过 煤粒间的界面反应,键合而联结起来的, 煤粒间的界面反应,键合而联结起来的,当然也还有物理结合 的过程。 的过程。
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配煤炼焦原理
上述方法都是按照“以焦、肥煤为主, 上述方法都是按照“以焦、肥煤为主,气、肥、焦按一 定比例配合”的模式配煤, 定比例配合”的模式配煤,现代焦炉几乎都沿用这种由多种 炼焦煤配合炼焦的模式。 炼焦煤配合炼焦的模式。 现行配煤技术不足之处在于很少吸取近代焦化基础理论 方面所获得的成果,始终停留在定性的、经验的配煤阶段, 方面所获得的成果,始终停留在定性的、经验的配煤阶段, 这样难免使煤料调配不精或不准。 这样难免使煤料调配不精或不准。 造成这一结果的主要原因是现行的配煤技术是以现行炼 焦煤分类为基础,这样的分类方法有诸多问题, 焦煤分类为基础,这样的分类方法有诸多问题,它对配煤技 术的作用是有一定限度的。 术的作用是有一定限度的。
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谢谢! 谢谢!
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配煤炼焦原理
传氢共炭化原理
煤料的共炭化: 煤料的共炭化:炼焦煤和非炼焦煤如沥青类有机物共炭 化得到结合较好的焦炭。 化得到结合较好的焦炭。 由于主焦煤量愈来愈少,因此不用或少用主焦煤的配煤方 法得以发展。大量采用非粘结煤与弱粘结煤,通过添加剂从化 学、物理性能上对这些煤进行改质,在共碳化过程中达到类似 优质炼焦煤的水平,以改善焦炭的质量。
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配煤炼焦原理
镜质组平均最大反射率是代表煤变质程度的最佳参数
配合煤镜质组的反射率分布应尽可能均匀;没有太大的凹口; 配合煤镜质组的反射率分布应尽可能均匀;没有太大的凹口; 曲线连续;最高峰在1.2~1.3%之间。 曲线连续;最高峰在1.2~1.3%之间。 1.2~1.3%之间 煤岩学配煤的主要优点是为定量配煤提供了理论依据。 煤岩学配煤的主要优点是为定量配煤提供了理论依据。
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配煤炼焦原理
煤岩学配煤理论
煤岩学是用研究岩石的方法来研究煤的学科。 煤岩学是用研究岩石的方法来研究煤的学科。它以显微镜 为主要工具,兼用肉眼和其他技术手段, 为主要工具,兼用肉眼和其他技术手段,研究自然状态下煤的 岩相组成、成因、性质、变质程度及加工利用性质。 岩相组成、成因、性质、变质程度及加工利用性质。 煤岩学起始于1830年,英国的Hutton为煤岩学奠定了基础。 他发明了光片技术,1919年,英国M.Stopes提出了将宏观煤岩 成分划分为4中类型:镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。促使了煤岩学 的系统发展。1928年E.Stach发明了粉煤光片,从而促进了应用 煤岩学的发展。反射率测定方法的应用对煤岩学的发展起了重 大作用,自20世纪70年代以来,由于计算机技术和图像分析设 备的应用,煤岩学得到更加迅速的发展和广泛的应用。
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炼焦配煤的概念及相关指标
煤化度: 煤化度:通常可以用可燃基挥发分和镜质组平均最大反 射率表示。挥发分 挥发分是指在高温(900℃)条件下,将煤隔绝 挥发分 空气加热一定时间,煤的有机质发生热解反应,呈气态析出 的小分子化合物。煤的镜质组反射率 煤的镜质组反射率是指镜质组在绿光中的 煤的镜质组反射率 反射光强相对于垂直入射光强的百分比。在粉煤光片上测得 的大量随机反射率的平均值即为平均随机反射率 平均随机反射率。 平均随机反射率 粘结性: 粘结性:煤的粘结性是指烟煤在干馏时产生的胶质体粘 结自身和惰性物料的能力。通常用粘结指数(G)或胶质层 指数(Y)表示。粘结指数G的测量通过将煤样与标准煤在坩 粘结指数G 粘结指数 埚内混匀后,在马弗炉中灼烧一定时间,冷却后称量焦渣的 重量,根据计算公式得到该种煤的粘结指数,其值一般在 58~72。胶质层最大厚度Y(mm)是煤在胶质层测定仪中所 胶质层最大厚度Y mm) 胶质层最大厚度 测得的指标,它代表煤的粘接性、胶质体流动性、热稳定性 及透气性等,一般在17~22mm范围内。
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配煤炼焦原理
胶质层重叠原理
y/mm /
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肥煤 肥煤 气肥煤 焦肥煤 焦煤 焦瘦煤
320 360 400 440
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焦瘦煤 瘦煤
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该理论认为: 该理论认为: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, 能较好地搭接,使得配 合煤在炼焦过程中, 合煤在炼焦过程中,能 在较大的温度范围内处 于塑性状态, 于塑性状态,从而改善 粘结过程, 粘结过程,并保证焦炭 结构的均匀性。 结构的均匀性。
13配Leabharlann 炼焦的优化配煤炼焦优化目标 一是在给定煤源、焦炭质量满足某一条件下, 一是在给定煤源、焦炭质量满足某一条件下,使得配合煤的 成本达到最低的配煤方案; 成本达到最低的配煤方案; 二是在可能条件下使焦炭质量达到最优的配煤方案 约束条件 焦炭的质量指标约束(灰分,硫分,强度等) 焦炭的质量指标约束(灰分,硫分,强度等)、 配比最低限度约束、炼焦煤源约束、 配比最低限度约束、炼焦煤源约束、某些特殊质量要求等 该类方程为单目标或者多目标线性规划方程组, 该类方程为单目标或者多目标线性规划方程组,可以采用 单纯形方法求解
炼焦配煤优化
吴小兵 2011年08月19日
报告内容
炼焦配煤的概念及相关指标 炼焦配煤的意义 炼焦配煤理论 炼焦配煤方案的优化
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炼焦配煤的概念及相关指标
基本概念
炼焦用煤是指在焦炉炼焦条件下,用于生产一定质量焦 炼焦用煤 炭的原料煤。 炼焦煤是指单种煤炼焦时,可以生成具有一定块度和机 炼焦煤 械强度的焦炭的煤。这类煤具有一定粘结性(能够在高温条 件下融化、粘接其他物质)。炼焦煤按变质程度可以划分为 气煤、肥煤、气肥煤、1/3焦煤、焦煤和瘦煤。 炼焦是将炼焦煤在密闭的焦炉内隔绝空气高温加热放出 炼焦 水分和吸附气体,随后分解产生煤气和焦油等,剩下以碳为 主体的焦炭。 炼焦配煤是指将几种不同类别的炼焦用煤,按一定比例 炼焦配煤 配合作为加入炼焦炉炼焦的过程。
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