煤种适应性及配煤炼焦技术的研究

2014-12-24董强

山东工业技术 2014年21期

董强

（辽宁省本溪市北营钢铁集团有限公司焦化厂,辽宁本溪 117017）

煤炭资源一直是我国重要的发展资源，在我国经济建设和民生改善过程中发挥着重要的基础性作用。我国是一个煤炭资源大国，同时也是煤炭消耗大国。煤炭资源的利用，一方面为我国经济发展提供了重要的能源支撑，另一方面也造成了严重的环境污染问题。为此，针对我国煤炭资源的分布、储存和利用情况，进行煤炭资源的开发利用技术的革新，将具有重要的意义。不仅能够提高煤炭资源的利用效率，同时能够有效的应对环境问题。为此，在基于现代煤炭炼焦技术的基础上，本文针对煤种适应性和配煤炼焦技术的应用进行探究，分析影响煤的成焦过程因素以及添加剂在配煤炼焦中的应用，为工业开发利用提供一定的参考价值。

1 影响煤成焦过程的因素

1.1 原料煤的影响

原料煤的种类较多，涵盖肥煤、瘦煤、焦煤、气煤等其他多种煤中，不同煤种在煤的成焦过程中呈现出不同的特性，这为改善煤种适应性和配煤炼焦技术提供了一个参考方向。其中原料煤的结焦性对于焦炭的强度具有重要的影响作用，而煤化程度以及黏结性对于原料煤的结焦性具有重要的制约性。不同的配煤具有不同的结焦特性。

肥煤和瘦煤是重要的原料煤。其中在单独炼焦过程中，肥煤作为一种炼焦配煤的基础之一，能够生成熔融性好、强度高的焦炭。而瘦煤则会由于其焦炭体积较大、裂缝较少，而导致其耐磨强度差。虽然瘦煤的抗碎强度较强，但是在作为配煤使用时，相较于肥煤而言，具有提高焦炭强度、扩大半焦扩张，降低裂纹产生率等特点。而肥煤则可以有效的提高化学产品的产出率以及煤气的生产率。

气煤和焦煤同样是重要的原料煤。在单独炼焦过程中，气煤所产生的焦炭的抗碎强度和耐磨性相对较低，是一种加热易挥发的原料煤，且能够产生较多的焦油，所有有助于推焦，提高化学产品的产出率以及煤气的生成率。而焦煤在单独炼焦过程中，其抗碎强度、耐磨强度相对较高，但受制于较大的体积和较小裂纹，焦煤能够显著提高焦炭的抗碎强度。

1.2 煤种显微成分的影响

煤种的显微成分重要涵盖镜质组、壳质组以及惰质组三种。三种显微成分构成了煤种的最基本结构单元，对煤种的物理和化学性能起到重要的影响。一镜质组和壳质组为例，两种显微成分的热能熔融性能较好，在结焦过程中，能够产生活性键成分，提高炼焦的黏结性活性组分。而相比于壳质组和镜质组而言，惰质组以及其他矿物杂质其热能熔融性能较差，不宜产生黏结性的惰性组分。惰性组分在炼焦过程中，具有重要的作用，一方面可以提高焦炭结构孔隙和裂纹的生成，从而降低焦炭结构的强度；一方面可以有效吸收焦化过程中产生的气体和液体。总而言之，惰性组分的含量是衡量炼焦配煤技术的一个非常重要的参考依据。

2 配煤炼焦添加剂

添加剂能够有效的改进配煤炼焦过程中煤的化学和物理性能，从而有效的提高配煤炼焦技术的效率。在工业生成进程中，添加剂能够替代强黏结煤，从而节约中炼焦煤资源的使用。同时可以增加炼焦煤中不黏结煤的使用。在配煤炼焦过程中，最佳的活性组分和惰性组分的配比，将能够平衡配煤炼焦进程中的结焦过程。而添加剂能够凭借其优异的物理和化学性能，提高焦炭的光学各向异性结构的比例，提高焦炭的显微强度，降低结焦过程的活性和气孔率。

2.1 中温沥青

煤沥青是由高分子量的焦化馏分、低分子量的塑化剂和不溶固体物三种成分组成，是在煤焦油蒸馏过程中，馏分被提取分离后的残余物。随着温度的不同，煤沥青可以呈现出液体状或者玻璃状，起到黏结的作用。其中在煤沥青碳化过程中，高分子量的焦化馏分是结焦成碳的重要组成成分；而低分子量的塑化剂是一种能够控制煤沥青的高温黏度的焦化共溶体。但不溶固体物质的碳化过程，几乎没有发生任何变化。为此，中温沥青在配煤炼焦中的添加，能够有效的提高煤黏结性的不足，提高煤炭的质量，并降低焦煤、肥煤等原料煤的使用量，即有利于降低成本，有有助于提高生产质量。

2.2 废塑料

废塑料是一种传统的白色垃圾，其利用程度被人们忽视。而基于传统炼焦工艺的基础上，借助对煤焦化理论的创新挖掘，经过对废塑料去杂质和造粒等技术的处理，借助热解工艺的利用，能够将废塑料的功能发挥到最大化。在配煤炼焦过程中，经过处理的废塑料与煤混合在以期，可以提高炼焦工艺的焦油产出率和高热值煤气的生产，一方面解决了白色污染的环境问题，一方面提高了焦炭质量和节约了焦煤资源。

2.3 无烟煤

无烟煤是一种常见的惰性添加剂。在现代配煤炼焦技术中，惰性添加剂被越来越多的利用。无烟煤配煤炼焦能够利用煤的黏结性富余时，改善焦炭的出产质量，提高煤炭资源的利用效率。此外，在配煤炼焦进程中，作为惰性添加剂，无烟煤能够降低焦炭的耐磨性，降低焦炭的抗碎强度，从而导致焦炭质量的降低。但，无烟煤的添加，是提高半焦阶段的气孔结构和强度的重要影响因素，也是降低装炉煤的半焦收缩系数的影响因素。