鄂尔多斯地区煤样气化配煤的可磨性指数研究

2019-07-15贾风军荣令坤赵俊梅

山东煤炭科技 2019年6期

贾风军荣令坤赵俊梅

(内蒙古科技大学矿业与煤炭学院，内蒙古包头 014010)

1 概述

据统计，我国煤炭大多数都是被直接用于燃烧，但是因为我国燃煤设备与燃烧技术都相对落后，因此直接导致燃煤利用率低以及环境污染严重等问题，使得能源浪费严重[1]。为解决这一问题，国家政策越来越倾向于煤的清洁高效利用，而煤的气化是煤化工和煤清洁高效利用的基础，因此研发煤气化的工艺技术将是煤清洁高效利用的发展方向[2]。煤的气化对煤种性质要求较高，但是由于我国煤炭资源分布和经济发展在区域上的严重不均衡[3]，无法确保单一原料煤的供应，因此配煤被广泛的推广应用。由于气化配煤的性能具有不确定性，会导致配煤的性质无法满足气化炉正常运转的参数要求以及配煤气化的不完全[4，5]，因此确定配煤的性质对于配煤的气化具有重要的意义。而根据前人的研究来看，煤的可磨性指数能够较好反映配煤的性能[6，7]，因此确定配煤可磨性指数与气化配煤之间的关系对于煤的气化具有指导性的作用。虽然很多学者研究了配煤的可磨性指数与配煤气化之间的关系，但是未指出其普适性，因此研究鄂尔多斯地区气化配煤与可磨性指数之间的关系对于指导鄂尔多斯地区配煤的气化具有深远意义。

2 试验

2.1 试验煤样的制备

试验针对的是气化配煤的可磨性，因此煤样选取鄂尔多斯地区适合气化配煤的煤样，包括尔林兔煤矿、王家塔煤矿、大柳塔煤矿的三个煤样。其中尔林兔、大柳塔煤质性能较为接近，王家塔煤样煤化程度相对较高。首先使用直径200mm和6mm的筛子筛分三组煤样，将筛选出粒度大于6mm的煤样破碎至6mm以下，分别选取1kg的三组煤样干燥称量（精确到1g）。然后运用振筛机筛选煤样，并将煤样利用齿辊破碎机进行逐级破碎，利用振筛机筛选0.63mm与1.25mm之间的煤样。最后使用天平称量三组筛选后的煤样，计算筛选后煤样质量与筛选前煤样总质量之比即为出样率，若煤样的出样率小于45%，则重复上述步骤，直至煤样出样率大于等于45%。

2.2 试验方法

煤的可磨性指数运用哈氏可磨性测定仪测得。首先调节测定仪后打开开关，运转至60±0.25r后关闭测定仪停止。然后在确保总的作用力能够比较均匀地施加在8个钢球上的前提下，将出样率合格的煤样放入哈氏可磨性测定仪内，并启动哈氏可磨性测定仪。测定仪运转至60±0.25r后，读取煤样可磨性指数，关闭哈氏可磨性测定仪。煤样的可磨性指数如表1。煤的工业分析依据 GB/T212-2008 《煤的工业分析方法》测得，其工业分析各项数据如表2。

由哈氏可磨性测定仪测得三组煤样可磨性指数可知，尔林兔与大柳塔煤样的可磨性指数较接近，而王家塔煤样的可磨性指数相对较高，因此以王家塔煤样与尔林兔、大柳塔煤样两两按照9:1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7、2:8、1:9的比例进行气化配煤，测得各配煤的可磨性指数（HGI）数值如表2。

表1 煤的工业分析与可磨性指数

表2 气化配煤的可磨性指数

3 分析及讨论试验结果

分析表2中气化配煤在不同比例下与可磨性指数之间数据的关联性，并运用曲线拟合进行线性回归分析，得出气化配煤与可磨性指数之间的线性关系如图1、图2。

由运用曲线拟合进行线性回归分析所得图1、图2可知，配煤比例随着大柳塔、尔兔林煤样不断下降与王家塔煤样不断增加，配煤的可磨性指数都呈现出良好的递增趋势，同时表明气化配煤的可磨性指数随着配煤的比例呈现出良好的线性关系，且气化配煤的可磨性指数与两种煤样的可磨性指数相差值关系不大。同时由于这三种煤样的煤化程度较为接近，因此煤样之间能够较好地遵循线性叠加性原则。