淺析優(yōu)化配煤技術(shù)的合理運用

牛洹濤 郭雪松 孔令媚 李建明 路太立

摘 要：面對煤炭資源供應(yīng)緊張和經(jīng)濟效益低下的雙重壓力，如何合理利用煤炭資源，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，滿足社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展是擺在企業(yè)面前的緊迫任務(wù)，也是長期任務(wù)。為此，本文主要對我國煤炭資源的現(xiàn)狀及優(yōu)化配煤技術(shù)的措施進行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：優(yōu)化配煤；技術(shù)應(yīng)用；措施；現(xiàn)狀；煤巖配煤技術(shù)；焦炭質(zhì)量

一、我國煤炭資源的現(xiàn)狀

我國煤炭資源豐富，但煉焦用煤種只占已查明煤炭資源儲量的2 6%（2 6 7 5 億噸），至200 1年底，中國煉焦煤種探明可采儲量為660億噸。在煉焦煤種資源 中，由于煤的性質(zhì)和質(zhì)量等原因，并非所有的煤均可用于煉焦。Et前實際生產(chǎn)的 煉焦煤中約有50%用于生產(chǎn)煉焦精煤，其它均作為動力煤使用，使煉焦用煤更趨緊張。2010年我國焦炭產(chǎn)能接近5億噸、比2006年增加1.4億噸、2010年我國產(chǎn)焦炭3.87億噸、比2009年增長9.13%，比十一五初年的2006年增長了30.19%；我國獨立焦化2010年焦炭產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的66.45%、鋼鐵企業(yè)占33.55%，同比獨立焦化提高了1.61個百分點、鋼鐵業(yè)則下降了1.61個百分點，與2006年相比，獨立焦化下降了1.08個百分點、鋼鐵業(yè)則提高了1.08個百分點。總體看，十一五期間，獨立焦化與鋼鐵業(yè)各占總產(chǎn)量65%：35%格局無根本性變化。

二、優(yōu)化配煤技術(shù)的措施

1、焦炭質(zhì)量的控制與預(yù)測

為合理地使用煉焦煤，煉焦生產(chǎn)企業(yè)對其進行分類及分組組和評價，據(jù)此，指 導(dǎo)煉焦生產(chǎn)出質(zhì)量滿足用戶要求的焦炭。通常，煉焦生產(chǎn)企業(yè)依據(jù)國家煙煤分類標準對煉焦用煤的分類和分組方法進行采購、使用。但由于國標煙煤分類技術(shù)指標的局限性和煤結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使得屬于同一牌號的煉焦煤單獨煉焦時，得到的焦炭質(zhì)量相差懸殊，在煉焦配煤中的作用有很大差異。因此如何對煉焦用煤進行評價、分類、分組，從而，合理采購和使用，對煉焦生產(chǎn)企業(yè)就是一項十分重要的研究課題。目前，評價焦炭質(zhì)量的主要指標有：灰、硫和反應(yīng)后強度（CSR）。

第一，焦炭灰分的控制與預(yù)測。煤中的灰分在煉焦時全部轉(zhuǎn)入焦炭中。因此，算出或測出配合煤的灰分，根 據(jù)成焦率就可以較準確的預(yù)測出焦炭的灰分，從而控制焦炭的灰分。也有企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)得出的統(tǒng)計公式或預(yù)測模型預(yù)測和控制焦炭灰分。

第二，焦炭硫分的控制與預(yù)測。煤中的硫分在煉焦時一部分轉(zhuǎn)入焦炭中，其余部分轉(zhuǎn)入荒煤氣中。因此，算 出或測出配合煤的硫分，根據(jù)成焦率和煤中硫在焦炭和荒煤氣中的分配系數(shù)也可 以較準確的預(yù)測出焦炭的硫分，從而控制焦炭的硫分。也有企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)得 出的統(tǒng)計公式或預(yù)測模型預(yù)測和控制焦炭硫分。

第三，焦炭熱強度cRl、csR的控制與預(yù)測。焦炭熱強度CRI、CSR主要與配合煤的反射率分布、粘結(jié)性和結(jié)焦性、惰性組分含量、灰成分（灰催化指數(shù)）等指標相關(guān)。在氣煤、l/3焦煤、肥煤、焦煤、 瘦煤在配煤中煤種齊全且配比范圍合理的條件下，焦炭的熱強度也能實現(xiàn)一定程 度的控制與預(yù)測。焦化企業(yè)大多是根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗預(yù)測和控制焦炭熱強度， 也有企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗得出的統(tǒng)計公式或預(yù)測模型預(yù)測和控制焦炭熱強 度。但焦炭熱強度的控制和預(yù)測遠比其他指標難。實際情況是：大部分企業(yè)其他 指標控制較好，而熱強度指標波動大且較難控制，規(guī)律難尋。目前，許多研究單位、大專院校和生產(chǎn)企業(yè)均在開展焦炭熱強度的研究工作。

根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗：焦化廠生產(chǎn)配煤的工藝指標一般可以控制在：Vad 25～28%， Y 1 5～1 8mm，粘結(jié)指數(shù)G 72～82，奧亞膨脹度b 30～50%，基氏流動度100～ 2000，反射率Rrdm 1.00～1.08，惰性組分28～32%。配煤比合理，控制好這些指標，正常情況下，就能生產(chǎn)出較好的焦炭。尤其是冷態(tài)強度能達到一，二級冶 金焦炭質(zhì)量標準。熱態(tài)強度多數(shù)情況可以達到較好水平，但可能波動較大。

隨著高爐冶煉技術(shù)的提高，要求焦炭質(zhì)量灰、硫、冷強度和熱強度穩(wěn)定和提高。傳統(tǒng)的經(jīng)驗配煤由于不能很好地實現(xiàn)從定性到定量的轉(zhuǎn)化，尤其是對熱強度的控制難以奏效，若原料煤中有混合煤，就使得焦炭質(zhì)量控制更加困難，企業(yè)只好多配用優(yōu)質(zhì)煉焦煤來保證焦炭各項質(zhì)量指標不低于目標值，使企業(yè)的配煤成本增加且浪費了寶貴的優(yōu)質(zhì)煉焦煤。采用煤巖學(xué)配煤是解決這一問題的有效方法。

2、煤巖配煤技術(shù)開展科學(xué)配煤

煤巖配煤技術(shù)是根據(jù)煤巖學(xué)的原理，利用煤巖學(xué)的檢測方法和煤巖參數(shù)，指 導(dǎo)煉焦原料煤管理、配合及其它煤焦工藝參數(shù)的調(diào)整，預(yù)測、控制焦炭質(zhì)量，以達到穩(wěn)定、提高焦炭質(zhì)量、合理利用煤炭資源、降低生產(chǎn)成本的技術(shù)理論和技術(shù)方法。其特點如下：

（1）煤是不均一的物質(zhì)，煤是一種復(fù)雜的有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的混合體。煤中有機物質(zhì)的性質(zhì)不同，在配煤中的作用不同。因此，可以說每種煤都是天然的配煤。根據(jù)煤在加熱過程中的變化，把煤的有機物質(zhì)按其在加熱過程中能熔融并產(chǎn)生活性鍵的成分，視作有粘結(jié)性的活性成分；加熱不能熔融的、不產(chǎn)生活性鍵的為沒有粘結(jié)性的惰性成分。

（2）一種煤的活性成分的質(zhì)量不是均一的，這可用反射率分布圖來說明?；钚猿煞值馁|(zhì)量差別可以很大，不但不同變質(zhì)程度煤差別大，而且即使是同一種煤，所含的活性成分的質(zhì)量也可有相當?shù)牟顒e。如果以反射率表示一種單種煤中所含不同性質(zhì)的活性成分（指鏡質(zhì)組）的組成，則每一種煤的活性成分反射率圖都大體成正態(tài)分布。這使得煤鏡質(zhì)組反射率分布成為鑒別混煤的唯一有效方法。

（3）惰性組分與活性成分一樣，同是配煤中不可缺少的成分，其含量的多少是決定配煤性質(zhì)的又一重要指標。任何一種合理的煉焦配煤方案，都是不同質(zhì)量。

（4）成焦過程中，不是煤粒相互熔融成均一焦炭的過程，而是通過煤粒間的 界面反應(yīng)、鍵合而連接成為焦塊。

三、結(jié)束語

綜上所述，通過優(yōu)化配煤，開發(fā)與擴大煉焦煤種，從而可降低煉焦成本，改善焦炭質(zhì)量，延長焦爐的使用壽命；同時可以合理利用煤炭資源，節(jié)約優(yōu)質(zhì)焦煤，實現(xiàn)煉焦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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