由镜质组反射率分布预测配合煤的指标

白云起，周 扬，周国江

（1.黑龙江科技大学环境与化工学院，哈尔滨 150022；2.黑龙江省能源环境研究院，哈尔滨 150090）

由镜质组反射率分布预测配合煤的指标

白云起1，周 扬2，周国江1

（1.黑龙江科技大学环境与化工学院，哈尔滨 150022；2.黑龙江省能源环境研究院，哈尔滨 150090）

通过对25个煤的镜质组反射率分布、Vdaf、G值、Y值的分析研究，建立了煤的镜质组反射率分布与煤的挥发分Vdaf、黏结指数G值、胶质层指数Y值之间的数学模型，预测煤的挥发分、G值、Y值，并进行了验证实验，具有很好的可靠性。目前很多企业都用煤的挥发分、G值、Y值来配煤，上述实验进一步证明可用煤的镜质组反射率分布可指导配煤炼焦工业生产。

镜质组反射率分布；挥发分；G值；Y值

焦炭质量预测模型研究，国内外研究者已提出多种模型，由于研究方法不同，模型结构差异很大，其原因在于煤质的复杂性以结焦过程的复杂性。现有的预测模型可以分为线性和非线性预测模型，非线性模型虽然比线性模型精确，但模型的复杂性使求解成为新的问题。

目前很多企业在配煤炼焦过程中，主要控制配合煤的Vdaf、G值、Y值。为了追塑配煤的根本，探索了煤的镜质组反射率分布与Vdaf、G值、Y值之间关系，建立了数学模型。

1　实验部分

1.1实验原料

实验原料为双鸭山建龙有限公司焦化厂常用的龙煤主焦，地方主焦，七选1/3焦，龙煤1/3焦，地方1/3焦，气煤，瘦煤，肥煤，贫煤以及混合的配合煤等。九种原料煤的煤质分析见表1。

表1　各牌号煤镜质组最大反射率平均值Tab.1　Average values of vitrinite maximum reflection on various grades of coal

1.2各种煤的R、Vad、G值、Y值的检测

2　实验数据

把各种煤的镜质组反射率分布用国标GB/T6948-2008《煤的镜质体反射率显微测定方法》来检测结果如表2：

表2　各种煤的镜质组反射率分布表Tab.2 Vitrinite reflection distribution of coals

各种煤用国家标准方法来检测挥发分Vdaf、黏结指数G值、胶质层指数Y值，其检测结果如表3：

表3　各种煤的Vdaf、G值、Y值表Tab.3 The Vdaf、G and Y of coals

3　实验数据处理

3.1建立焦炭质量预测模型

用SPSS软件处理挥发分Vdaf与镜质组反射率分布相关的25组实验数据，得到如表4结果。

表4　挥发分Vdaf与表2的数据处理结果Tab.4　The processing results of Vdafand tab.2模型汇总

由此得到数学模型：

此模型R值=0.598>R临界（ɑ=0.01）值=0.555,Sig值=0.008<0.01，所以该方程相关性是特别显著的。该数学模型表示煤的挥发分Vdaf与1/3焦煤含量成正比，与贫煤的含量成反比。这个结论与煤化学理论是相符合的。

用SPSS软件处理胶脂层指数Y值与镜质组反射率分布相关的25组实验数据，得到如表5结果。

表5　胶脂层指数Y值与表2的数据处理结果Tab.5 The processing results of Y and tab.2模型汇总

由此得到数学模型：

此模型R值=0.629>R临界（ɑ=0.01）值=0.555，Sig值=0.004<0.01，所以该方程相关性是特别显著的。该数学模型表示煤的胶脂层指数Y值与瘦煤含量成正比，与贫煤的含量成反比。这个结论与煤化学理论是基本相符合的。

用SPSS软件处理黏结指数G值与镜质组反射率分布相关的25组实验数据，得到如表6结果。

表6　黏结指数G值与表2的数据处理结果Tab.6 The processing results of G and tab.2模型汇总

由此得到数学模型：

此模型R值=0.579>R临界（ɑ=0.01）值=0.555，Sig值=0.033<0.05，所以该方程相关性是显著的。该数学模型表示煤的黏结指数G值与瘦煤和无烟煤的含量成正比，与贫煤的含量成反比。这个结论与煤化学理论是不相符合的。

3.2焦炭质量预测模型的验证

为此进行了验证实验，其实验数据与处理结果如下：

验证实验结果表明：用煤的镜质组反射率分布来预测挥发分Vdaf含量是可信和可行的；预测G值也是可以的，但相对误差较高一些；预测Y值相对误差超过了5%，所以只能作为参考值。

表7　验证实验煤的镜质组反射率分布表Tab.7　Data of verification test on vitrinite reflection distribution of coal

表8　验证实验煤的挥发分Vdaf、G值、Y值表Tab.8　Data of verification test on the Vdaf、G and Y of coal

4　结论

第一，通过对25种煤的挥发分Vdaf与镜质组反射率分布的研究，得到V=26.541+0.196*X3-0.361*X8数学模型，表示煤的挥发分Vdaf与1/3焦煤含量成正比，与贫煤的含量成反比，该方程的R值=0.598 >R临界（ɑ=0.01）值=0.555,Sig值=0.008<0.01，所以相关性是特别显著的。

第二，通过对25种煤的胶脂层指数Y值与镜质组反射率分布的研究，得到Y=8.991+1.04*X7-0.561*X8数学模型，表示煤的胶脂层指数Y值与与瘦煤含量成正比，与贫煤的含量成反比。该方程的R值=0.629 >R临界（ɑ=0.01）值=0.555，Sig值=0.004<0.01，所以相关性是特别显著的。

第三，通过对25种煤的黏结指数G值与镜质组反射率分布的研究，得到G=69.002+2.469*X7-2.112*X8+4.865*X9数学模型，表示煤的黏结指数G值与瘦煤和无烟煤的含量成正比，与贫煤的含量成反比。该方程的R值=0.579>R临界（ɑ=0.01）值=0.555，Sig值=0.033<0.05，所以该方程相关性是显著的。

第四，上述三个模型通过验证实验，用煤的镜质组反射率分布来预测挥发分Vdaf含量是可信和可行的；预测G值也是可以的，但相对误差较高一些；预测Y值相对误差超过了5%，所以只能作为参考值。

［1］ 魏江红.应用线性回归法预测焦炭强度［J］.中国煤炭，2011，37（6）：90-93.

［2］ 方开泰.均匀设计与均匀设计表［M］.北京：科学出版社，1994.

Prediction of the Blending Coal Indexes by the Vitrinite Reflection Distribution

BAI Yun-qi1,ZHOUYang2,ZHOUGuo-jiang1
（1.College ofEnvironmental and Chemical Engineering,HeilongjiangUniversityofScience and Technology,Harbin 150022,China；2.Energyand Environmental Research Institute ofHeilongjiangProvince,Harbin 150090,China）

Based on the analysis of the vitrinite reflection distribution、Vdaf、G and Y of 25 kinds of coals,the mathematical model of vitrinite reflection distribution and Vdaf、G、Y of coals is established.This model is passed the verification experiment,and is reliability.At present,many enterprises use the Vdaf、G and Y to complete the blending of coal.The experimental results show that the vitrinite reflection distribution of coal instead ofthe Vdaf、Gand Ycan guide the industrial production ofcoal blendingand coking.

The vitrinite reflection distribution；Volatile；Gvalue；Yvalue

TQ531.2

B

1674-8646（2015）12-0018-04

2015-09-27

黑龙江省应用技术研究与开发计划项目（GC13A112）；黑龙江省科技攻关计划项目（GZ11A402）

白云起（1964-），男，黑龙江鸡西人，硕士，副教授，从事煤化工研究。