煤炭的用途从行业来看: 煤炭下游行业有电力行业、冶金行业、化工行业、建材行业四大主要行业;从煤炭加工方法分类有:煤炭焦化、煤炭气化、煤炭液化、煤炭燃烧四大加工模式。图1 煤炭四大加工模式煤炭四大加工模式决定了煤质指标的应用,具体如下:焦化加工原理:利用炼焦煤加热过程中产生的熔融性和粘结性,破碎混合后装入焦炉,密闭干馏,从而形成以固定碳为基础的各种性能的块状炭。表1 焦化用煤指标说明
1、单种炼焦煤的结焦特性及其在配煤中的作用(1)气煤:气煤在加热时能产生较多的胶质体。但这种胶质体的热稳定性差,容易分解。气煤由半焦转变为焦炭时,产生大量挥发物,因此收缩度大,形成焦炭纵裂纹多,块度小,机械强度较低。但在配煤中配入气煤,可以增加化工产品的回收率,降低煤的膨胀压力。(2)肥煤:肥煤在加热时能产生大量胶质体,热稳定性较好,所以成焦时熔融性良好;但是由于肥煤成焦时,其内部应力未及松弛,会产生较多的横裂纹。肥煤在配煤中的作用很重要,被认为是基础煤,因为它具有很强的粘结力,可以粘结一部分弱粘煤炼成强度较好的冶金焦炭。(3)焦煤(通常称主焦煤):炼焦煤具有中等挥发分与中等胶质层,单独炼焦时形成热稳定性很好的胶质体,能炼制成块大,裂纹少,耐磨性好的焦炭。在工业不发达时常用它单独炼焦。但在现代室式焦炉中用焦煤单独炼焦时,由于收缩小,膨胀压力大,造成推···
根据煤炭的煤化程度由低到高,可以将煤炭分为褐煤、烟煤到无烟煤。习惯上,将具有一定的粘结性,在室式焦炉炼焦条件下可以结焦,用于生产一定质量焦炭的原料煤统称为炼焦煤。根据我国的煤炭分类标准,烟煤中的气煤、肥煤、气肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤和贫瘦煤都属于炼焦煤,而褐煤、无烟煤以及烟煤中的长焰煤、不黏煤和贫煤都属于非炼焦煤。我国炼焦煤各煤种的储量不均匀,以气煤(包括1/3焦煤)最多,其次为焦煤。此外,尚有未分类的占1.96%。炼焦煤各煤种介绍焦煤用途:基础炼、焦配煤特点:是一种结焦性最好的炼焦用煤,它的碳化程度高、粘结性好,加热时能产生热稳定性很高的胶质体。如用焦煤单独炼焦,能获得块度大、裂纹少、强度高、耐磨性好的优质焦炭。单独炼焦时,由于膨胀压力大,易造成推焦困难。肥煤用途:基础炼、焦配煤特点:是粘结性最强、中等煤化程度的煤,加热时能产生大量胶质体。用肥···
一、煤粉质量对高炉煤气流分布的影响合理的煤气流分布是高炉操作的主导思想,煤粉的质量对高炉煤气流分布的影响主要表现在以下方面:1、喷煤不均匀造成的煤气流分布不均匀煤粉质量较差如含灰份高、粒度粗、杂质多、水份大时,容易堵塞喷煤管路和喷枪,使喷煤时断时续或部分煤枪被迫停喷,各风口喷煤量不匀,喷煤量不匀使各风口对应的燃烧带及回旋区大小不一,喷煤的风口侧煤气流相对旺盛,停煤侧煤气流较弱,严重的导致偏料偏尺现象。长期下去甚至导致炉衬偏蚀,炉型不规则。2、影响透气性使中心气流减弱喷煤质量较差如灰分高粒度大等,而又未能及时减小喷吹量时,使煤粉在风口前的燃烧率降低,大量未燃煤粉充塞于料柱之间,实践表明,未燃煤粉多集中在死料柱外层,恶化料柱的透气性,减弱鼓风向中心穿透的能力,使中心气流减弱,一些高炉在大喷煤时,表现为边缘气流较发展,也是由于大喷煤产生了过多的未燃煤粉堵塞···
黑龙江省煤炭资源总量比较丰富。在已发现的各类矿产中,煤炭资源的开发利用程度最高,以炼焦用煤为主,煤质多为低硫、低磷煤,煤矿瓦斯含量较高,是重要的伴生矿产资源。黑龙江省煤炭资源主要分布在东部和西北部,东部主要集中在鸡西、双鸭山、鹤岗和七台河一带,是一个较大的含煤盆地,保有储量占全省的90%,产量占全省的90%。西北部煤田主要集中在爱辉、嫩江、呼玛境内,孙吴、嘉荫等县也有少量分布。黑龙江煤炭资源基本特点(1)可采煤层主要产在侏罗系统、白垩系下统、第三系煤系地层中;(2)煤种齐全、质量好。在全省全部保有储量中炼焦煤占六成以上。炼焦煤有贫煤、无烟煤、其中炼焦用煤有气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、弱粘接煤、不粘接煤。国家统配煤保有储量最多的煤种是气煤,占总保有储量的58.4%,其次是焦煤15.9%,省管地方煤矿中保有储量最多的煤种也是气煤和焦煤,分别占41.8%和15···
美国和俄罗斯焦煤方面,研究学者指出,从煤质检测数据来看,依据我国GB/T 15224.1—2018《煤炭质量分级 第1部分:灰分》,实验中使用的美国焦煤和俄罗斯K10煤属于低灰分的煤,美国焦煤因灰分中含有较高的CaO(7.30%)和Fe2O3(30.95%),其试验焦具有较高的催化指数。俄罗斯煤硫分仅为0.29%,属特低硫的炼焦精煤。通过借助于先进的分析检测手段,对美国和俄罗斯焦煤的煤质特性和结焦特性进行了系统全面的分析评价,2种煤均属于低灰、低硫的高变质程度焦煤,黏结性差,结焦性一般,热性质较差。且俄罗斯煤硫分极低,是相对较好的瘦焦煤。基于生产实践,2种煤在配煤中可以作为瘦焦煤使用,调节焦炭的粒度,通过控制其配入量,保证配合煤黏结性的前提下,可以获得冷热强度较好的焦炭,降低配煤成本。另外,近期有研究人士通过以三种进口焦煤为对象,研究了不同结焦性进口···
随着高炉大型化的发展,对焦炭质量的要求不断提高。焦炭冷、热强度的改善,往往伴随着灰、硫等指标的提高,对高炉利用系数与高炉燃料比不利。进口炼焦煤相对于国内炼焦煤而言,具有低灰、低硫的优势,可作为国内炼焦煤资源的有效补充。不过由于各地的炼焦煤成煤条件不同,虽然挥发分及黏结性能指标符合国内炼焦煤的分类标准,但其成焦特性及地质特性等均有自身的特点,这给进口煤种的应用带来了困难。关于进口主焦煤的合理使用,国内炼焦配煤工作者进行了大量的研究,低灰、低硫、质量稳定基本在行业内形成了共识,但是由于进口焦煤的结焦性存在差异,其对焦炭强度的影响各方观点不尽相同。有研究学者指出,进口煤灰、硫成分较国内煤有较大优势。其中,进口煤新西兰1/3焦属于超低灰、高硫的品种,俄罗斯焦煤属超低硫品种,印尼气煤属低灰品种。各煤单种煤小焦炉试验表明,进口焦煤的冷强度整体较好,热性能指标方面···
根据GB/T 15224.2—2010《煤炭质量分级》,硫质量分数1.76%~2.50%的煤为高硫煤,1.26%~1.75%的为中高硫煤,0.76%~1.25%的为中硫煤,0.31%~0.75%的为低硫煤,而≤0.30%的为超低硫煤。合理利用高硫炼焦煤对于扩大炼焦煤资源,降低配煤成本具有重要的现实意义。当前,为降低生产成本、扩大炼焦煤的资源,行业内许多焦化企业增加了中高硫焦煤的使用量。然而,增加中高硫煤的配入比例,会出现焦炭中硫含量超标问题,进而降低生铁质量、增加炉渣碱度。因此,在稳定焦炭质量的前提下进一步提高中高硫炼焦煤的配入比例,实现降本增效以及扩大炼焦煤资源是炼焦行业面临的重要问题。研究煤中不同形态硫的迁移规律可为研究热解过程中硫的变化规律提供基础。有研究人士通过选取具有代表性的高硫、中高硫、中硫和低硫炼焦煤为研究对象,实验研究煤热解硫转化迁移···
当前在优质炼焦煤资源紧缺的情况下,如何生产出满足炼铁质量需要的焦炭和扩大炼焦煤资源显得至关重要。煤在焦炉炭化室中进行热解时发生复杂的物理变化和化学反应,即煤经过干燥脱吸、软化、熔融、流动、膨胀、固化和收缩而炼制成焦炭。炼制焦炭的过程也就是煤高温热分解或称煤高温干馏过程,其热解机理对于合理利用和扩大炼焦煤资源具有重要的理论和实践指导意义。热重分析(Thermal gravimetric analysis,TGA)是在程序控制温度下测量物质质量与温度关系的TG曲线,快速、准确地测量了不同加热温度的失重率,对生产具有一定的指导作用。因此,研究不同变质程度炼焦煤的热失重行为是实现优化配煤炼焦和扩大炼焦煤源的理论基础。国内研究人士以不同变质程度的炼焦煤为研究对象,采用热重分析法研究不同变质程度炼焦煤的热解特性,从而为深入研究煤的热解过程及配合煤炼焦提供理论参考···