瀝青配煤試驗研究及中溫瀝青配用實踐

燕 慧， 岳偉明， 李亮亮

(山西焦化股份有限公司，山西 洪洞 041606)

引 言

瀝青是高溫煤焦油深加工后的產物，在配煤煉焦過程中，瀝青不僅作為黏結劑有助于煤的黏結性，而且可使煤的炭化性能發生變化。因此，在瀝青市場低位的情況下，為了尋求瀝青的出路，將瀝青進行配煤煉焦，不僅提高焦炭質量，而且降低生產成本，提高經濟效益。

根據瀝青的理化性質，選擇我公司生產的改質瀝青、中溫瀝青及內蒙古瀝青，制定了一系列配煤方案，進行瀝青配煤煉焦的小焦爐試驗。根據試驗結果，選用我公司中溫瀝青進行了生產實踐，取得了較好的效果，經濟效益明顯。

1 瀝青性質分析

根據試驗要求，對我公司生產的改質瀝青、中溫瀝青及內蒙古瀝青進行了工業分析及黏結指數測定，分析結果如表1。

表1 瀝青性質分析結果

2 中溫瀝青與改質瀝青的配用

為了更好地了解不同瀝青對配煤的影響，將我公司生產的改質瀝青、中溫瀝青各配入2%，制定兩套配煤方案進行40 kg焦爐結焦性試驗。

2.1 配煤方案(見表2)

表2 配煤方案

2.2 配合煤質量情況

根據第53頁表3可知：

1) 與基準配比比較，配入改質瀝青與中溫瀝青后，配合煤的塑性區間增大，其中，軟化溫度平均降低15.3 ℃，固化溫度平均升高6.1 ℃，固軟區間較未配入瀝青時增加21.5 ℃，使得配合煤熔融性更好，結焦性有所改善。

2) 與改質瀝青比較，中溫瀝青配入后配合煤的固軟區間增加16.2 ℃，奧阿總膨脹度有所增加，結焦性較優。

2.3 焦炭質量情況(見第53頁表4)

與基準配比比較，配入改質瀝青與中溫瀝青后焦炭的機械強度、熱強度均得到改善；同時，中溫瀝青的配用結果優于改質瀝青，焦炭抗碎強度升高4.4%，耐磨強度降低4.2%，反應性降低1.1%，反應后強度升高3.8%。

2.4 小結

通過小焦爐試驗得出，與改質瀝青比較，配用中溫瀝青后，焦炭質量較好，可滿足生產需求，因此后期試驗及工業生產以中溫瀝青為主。

表3 配合煤奧阿膨脹度分析

表4 焦炭質量分析

3 山焦中溫瀝青與內蒙古瀝青的配用試驗情況

以公司生產準一級1#焦炭配比為基準，將山焦中溫瀝青和內蒙古瀝青分別代替7%的汾河中硫1/3焦煤和12%的辛置肥煤，進行40 kg小焦爐結焦性試驗。

3.1 配煤試驗方案(見表5)

表5 配煤試驗方案 %

3.2 小焦爐試驗結果

1) 配合煤奧阿膨脹度情況

由表6可知：

1) 瀝青配用后，配合煤的奧阿膨脹度軟化溫度明顯下降，固軟區間增大，其中，山焦中溫瀝青代替肥煤后，固軟區間為147.9 ℃，奧阿總膨脹度達到38.7%；內蒙古瀝青代替肥煤后，固軟區間為133.8 ℃，奧阿總膨脹度達到20.2%。

表6 配合煤奧阿膨脹度情況

2) 山焦中溫瀝青與內蒙古瀝青比較，山焦中溫瀝青對于配煤煉焦效果更為明顯。

配合煤膠質層曲線變化情況

山焦中溫瀝青與內蒙古瀝青代替汾河1/3焦煤和辛置肥煤后，其膠質層曲線類型，由原來的平滑下降型逐漸變為微波及波型，具體見第54頁圖1。

3) 焦炭質量情況

由第54頁表7可知:

1) 較基準配比，瀝青代替1/3焦煤和肥煤后，焦炭質量明顯提高。

2) 與內蒙古瀝青比較，山焦中溫瀝青代替1/3焦煤后，焦炭的抗碎強度降低1.1%，耐磨強度提高1.1%，反應性降低3.9%，反應后強度升高5%；代替肥煤后，焦炭的抗碎強度降低0.4%，耐磨強度降低0.6%，反應性降低3.1%，反應后強度升高9.7%。

3) 綜合上述分析可知,配用內蒙古瀝青對焦炭冷態強度較好，配用山焦中溫瀝青對提高焦炭熱態強度有較大作用，兩者各有優勢。

4 山焦中溫瀝青工業生產應用

2016年12月份將2%的中溫瀝青配入小煤種預配煤后，分別配入3個系統，焦炭質量穩定。

4.1 配煤方案(見第54頁表8)

4.2 裝爐煤平均質量(見第54頁表9)

中溫瀝青配入生產系統后，裝爐煤的膠質層最大厚度及黏結指數均略有提高，裝爐煤質量穩定。

4.3 涼焦臺焦炭平均質量(見第54頁表10)

配入中溫瀝青后，焦炭抗碎強度平均提高了0.70%，耐磨強度平均降低了0.22%。

4.4 出廠焦炭平均質量(見第55頁表11)

配入中溫瀝青后，焦炭抗碎強度平均提高了0.14%，耐磨強度平均降低了0.04%，反應性平均降低了0.33%，反應后強度平均提高了0.42%。

4.5 出廠焦炭大塊率變化情況(見第55頁表12)

配入瀝青后，焦炭質量穩定，焦炭的大塊率有所提高，2016年12月份焦炭大塊率為86.68%，較11月份(85.35%)提高1.33%，以12月份焦炭產量30.27萬t測算，大塊焦提高產量4 025.91 t。

圖1 配合煤膠質層曲線變化對比

表7 焦炭質量分析

表8 配煤方案

表9 裝爐煤質量分析

表10 涼焦臺焦炭質量

5 配用瀝青效益測算

5.1 配煤成本效益測算(見第55頁表13)

以2017年1月12日市場價測算配煤成本變化情況，配入后的配煤方案為1月12日3個系統生產配比。

中溫瀝青配用后，3個系統的配煤成本分別降低了18.98、0.18、48.47元/t，根據12月份用煤消耗量測算,3個系統經濟效益為813.01萬元。

5.2 焦炭質量提高效益測算

以2016年12月焦炭平均售價測算，大塊焦炭售價2 014.43元/t，粉、粒焦平均售價1 149.12元/t，測算因焦炭大塊率提高的經濟效益為：

表11 出廠焦炭質量

表12 焦炭大塊率

表13 配煤成本對比

(2 014.43-1 149.12)×4 025.91=348.37萬元。

5.3 2016年12月份產生總經濟效益

中溫瀝青配用后，提高了弱黏結煤的配用比例，降低了配煤成本，同時保證了焦炭質量，提高了焦炭大塊率，綜合效益為：

813.01+348.37=1 161.38萬元。

6 結論

山焦中溫瀝青和內蒙古瀝青具有灰分、硫分較低，黏結指數較高的優勢，在市場價格低位的情況下，適當配入進行配煤煉焦，可改善配合煤熔融性，節約優質煉焦煤，穩定、提高焦炭質量及焦炭大塊率。