毕业设计（论文）-配煤炼焦技术的研究进展.doc

山东省理工职业学院 毕业设计（论文） 题 目：配煤炼焦技术的研究进展 系 部： 化工新材料系 专 业：煤炭深加工与利用 学 号： 1101100131 学生姓名： 褚宏丽 指导教师： 王路 二O一三年 月 日 目录 摘要1 引言2 1 配煤炼焦理论其发展3 2 配煤炼焦原理4 2.1 胶质体皿原理4 2.2 互补性原理4 3 配煤炼焦技术研究现状5 4 我国配煤炼焦技术的研究重点6 4.1进一步研究配合煤之间相互作用的重点6 4.2据我国的优质炼焦煤炭资源短缺的实际情况,开发或引进国 外先进的炼焦工艺技术6 4.3 寻找经济的、可以提高配合煤粘结性的添加剂7 4.4 加强基础实验的研究工作75 结语76 参考文献8 配煤炼焦技术研究进展 摘要：本文综述了炼焦配煤产生的技术背景、理论以及国内外在炼 焦配煤方面的研究现状,并根据目前的一些新技术的情况,提出了认为 究的重点,认为加强炼焦配煤方面的研究对我国可持续发展有重要意义。 关键词： 配煤 炼焦 研究进展 意义 Study Advance of Technology of Coal Blends Adstract: In this paper,the background and the theory of coal blends for coking were summarized according to the new techdogy at present.Also the importance and the significance of the study for metallurgy were given. Key words:blending coal,coking,study advance,significance - 7 - 引言 焦炭作为我国炼铁的原料在最近的几十年中不会发生变化。我国的煤炭资源丰富,但是地区分布很不均匀,煤种的地区性差别也很大,单种煤炼焦时存在着众多的不足之处,加之随着钢铁工业的发展煤炭使用量呈现逐年增大的趋势,目前世界的煤炭资源已经出现缺乏现象,优质炼焦煤消减速度更是惊人,为了有效和合理的利用煤炭资源,解决单种煤炼焦存在的问题,保证各种用途的焦炭的质量,人们开发了配煤炼焦工艺,以期充分的利用现有的各种煤炭资源,取长补短缓解我国乃至世界性的煤炭资源短缺现状,实现其可持续发展。 发展配煤技术涉及多方面技术和需要一定的条件。当前我国各焦化厂和科研、设计院所，都不具备独立研究开发配煤技术的能力，因此必须统一规划、协调，联合科研、设计、生产多方面的力量，集中一批优秀科技人员，并得到足够的资助，经过数年努力攻关才有希望取得成功。 一 配煤炼焦理论及其发展 当前世界各国炼焦煤资源稀缺，高炉的大型化对焦炭质量及其稳定性的要求越来越高，而炼焦煤资源中强粘结性煤却越来越少，这一矛盾在我国尤为突出1。考虑到经济效益及现实情况，国内外各焦化厂都在致力于配煤方案的研究。 自从炼焦行业采用配煤炼焦工艺以来,配煤理论就变成了指导焦化厂备煤车间的工艺设计和生产操作的理论基础,在当前国内外普遍存在优质炼焦煤日益枯竭的情况下,炼焦工作者更加重视配煤理论的研究,因此近年来配煤理论有了新的发展。（一） 煤化学理论 煤化学理论曾长期的指导我国的配煤,它采用煤的挥发分（Vdaf)来控制煤质,用粘结指数(X,Y),及胶质层厚度(G)来评价煤的结焦性,依此来确立配煤方案。在这种方法的指导下,如果采用固定煤源作为人料煤,煤质波动不大,则配煤对焦炭质量没有大的影响但是如果煤源比较广、煤质波动比较大、变化没有规律可循,再加上有些供煤单位的煤有用混煤代替焦煤现象,这样就会对配煤带来极大不利,进而影响焦炭质量,因此越来越多的焦化厂开始感觉到这种方法的缺陷和不足,并试图寻找新的方法和标准。 (二） 煤岩学理论 随着现代科学的发展和技术的进步,用煤岩学理论研究配煤方法在我国焦化工业中得到了进一步的重视,用这种方法能够直观地测定煤中各种组分的显徽特征,进而更准确地了解由于煤岩组分和R值变（变质程度）的变化，而引起的炼焦煤性质的变化，二按照这种理论,选用煤岩学参数检测煤质,便可以克服传统方法带来的缺陷用镜质组平均随机反射率(Rt)表征煤的变质程度,即(Rt)值越大煤化程度愈高,且镜质组反射率的大小不受显微组成的影响,可见用镜质组平均随机反射率和煤的显微组成比用煤的挥发分更能准确地表征炼焦用煤的煤质状况这种理论利用镜质组平均随机反射率（Rt)、反射率直方图及镜惰比三个参数作为煤岩配煤参数建立的配煤方案更为准确,因此受到广泛的关注,由许多的国内外学者对此作过研究,并一致认为用这种方法配煤,实际得到的焦炭的性质会更接近理论值,从而能够更准确的估计焦炭的质量,因此这种方法已经被越来越多的焦化厂采用作为配煤的方法。 二 配煤炼焦原理 （一） 胶质体皿原理 配煤炼焦时除了按照加和的方法根据单种煤的灰分、硫分和挥发分来控制配合煤的灰分、硫分和挥发分以外,也要求配合煤中之间胶质体的软化区间和温度间隔能较好的搭接,这样可以使配合煤在热解过程中在较大的温度区间内处于塑性状态,以有益于改善枯结过程和焦炭的质量,各种煤有着不同的塑性温度区间。 (二） 互补性原理 根据煤岩学观点,煤有活性组分和非活性组分两大类有机质组成。活性组分的数量决定着煤的粘结能力,惰性组分的质量决定着焦炭的质量和强度。炼焦配合煤都具有合适的活性组分和惰性组分的比例,这个比例达不到要求时可以同过添加粘结剂或惰性物质来实现通常情况下焦炭光学组织 可大致推断煤中惰性组分含量,根据增涡焦光学组织、煤样成焦率和活性组分活性权函数值按下列计算公式计算加权活性组分含量。 煤中惰性组分含量Ibase=Itesl(100-V)/100 =(1-Ibase)活性权函数值 式中：Ibase 以焦炭为基准的惰性组分含量，即坩埚焦光学组织中丝炭与破片、基础各向异性含量之和/100，V 煤样成焦率/100 活性权函数值是利用武汉科技大学戴中蜀的镜质组活性权函数方程，按煤 样中镜质组反射率分布区间与比例所计算出的值，镜质组活性权函数方程 为:VRoV=0.8116eA,A=-4.8826(RoV-1.17)2 式中：VRoV 镜质组的活性权函数值 Ro 镜质组的反射率 三 配煤炼焦技术研究现状 用配合煤来炼制焦炭,已经成为炼焦行业的一种常规的做法,随着配煤理论的发展,炼焦配煤已经不再仅局限于气煤、肥煤和焦煤。各种煤混合后炼制的焦炭质量的好坏,主要决定于它们之间的相互作用。Richard Sakurovs对煤的热塑性的研究结果表明在400-520时,配合煤之间的相互作用最强烈,严重影响煤的热塑性的挥发分在配合煤之间的传递,可以促使配合煤之间产生协同效应。 在炼焦配煤中配入煤焦油沥青和焦油渣废料,研究结果表明在共炭化过程中,这两种添加剂的热行为和氢转移性质对煤的流动相转变起着重要的作用,煤焦油沥青可以代替优质的炼焦煤配煤,可以明显的改善劣质煤配合产生的焦炭的质量等利用废旧塑料粉碎后再与煤料混配后共焦化,结果表明在塑料的添加量不超过5%时,焦炭的质量没有影响,并且提高了焦油和煤气的产率有资料田表明日本新日铁公司已经成功开发了用普通废塑料作焦炉炼焦配煤原料的技术,也已投产运行,年总处理能力为万,废塑料配人后可以代替1%原煤。 四 我国配煤炼焦技术的研究重点 1992年前后,国内许多钢铁企业便开始了配煤炼焦试验研究,并取得了一定的成果,焦炭质量都不同程度的提高随着钢铁企业的发展和焦炭的使用量的加大,我国的优质炼焦煤资源已经提前进人短缺状态,但是随着配煤理论的发展,许多的通常认为不适合炼焦的煤种日益显现出优势,我国炼焦配煤的潜力也日益的显现出来,因此笔者认为目前炼焦配煤应在以下几个方面做好工作： （一）进一步研究配合煤之间相互作用的重点 配合煤之间的相互作用是影响焦炭质量的主要因素,加强这方面的研究可以更好地了解各种煤在共热解时对焦炭质量的贡献,更好的指导炼焦配煤工业生产。 （二）根据我国的优质炼焦煤炭资源短缺的实际情况,开发或引进国外先进的炼焦工艺技术 先进的配煤炼焦工艺不仅可以提高焦炭的质量,而且还可以拓展炼焦煤资源,应用非炼焦煤种,例如弱猫煤、贫煤等,进一步降低生产成本,实现炼焦行业和钢铁行业的可持续发展,缓解我国乃至世界上的煤炭资源紧张局面。 （三） 寻找经济的、可以提高配合煤粘结性的添加剂 废塑料与煤共焦化工艺技术的开发,不仅为解决“白色污染”提供了一条新途径,而且可以增加焦油附加值和焦炉煤气的热值,但由于废塑料有较高的挥发份,添加量过大势必对焦炭的质量产生影响,因此根据互补原则寻找一种添加剂与废塑料配合使用,不仅可以将其最为型煤粘结剂,加大废塑料的添加量,实现钢铁企业的城市化功能,还可以提高焦炭的质量,增加弱乳煤的配比降低成本,可谓是有利于炼焦行业可持续发展的好途径。 （四）加强基础实验的研究工作选择适当的炼焦煤确定其配合比是最直接有效的方法 五 结语 随着社会的发展和国民经济的增长,我国的钢铁业得到了快速的发展,产量逐年增加,焦炭作为炼铁的热源和还原剂其使用量必然会随着钢铁产量的增加而增长,使得不可再生的煤炭资源的使用量也相继增长。 因此在优质配煤炼焦急剧短缺、煤炭资源供应紧张的情况下，合理的配置和使用我国的煤炭资源开发新的工艺技术来降低炼焦的生产成本从而实现我国钢铁企业的可持续发展，是现在焦炭行业急需并且必须要解决的问题，因此开展配煤炼焦理论的研究对我国的煤炭资源合理利用和响应国 家的可持续发展战略都有极其重要意义。 参考文献 1艾天杰， 候惠敏， 郑美荣 ，煤岩学在配煤炼焦的应用J 。煤田地质与勘探，2001,10（4）： 46 2线葵娟