基于煤质分析数据预测焦炭热性质

2022-05-11段红霞

山西化工 2022年2期

段红霞

（汾西矿业煤质运销中心，山西介休 032000）

引言

近年来我国喷煤水平逐渐提高，但是随着此类能力的提升，相关工作也对喷煤量提出了更高的要求，尤其是针对焦炭的热性质。根据生产实践工作，焦炭的热性质可以直接决定高炉炉缸的实际情况，一般情况下CRI 数据应该低于原有的26%，而CSR数据需要保持在66%以上。如果站在经济的角度上分析此类问题，则需将CRI 控制在以上两类数据之间。在国外的煤炭数据中，分析出流动度和碱度可以进行相应的预测工作，再结合相应的预测方法，将其指定成为模型，通过对模型的数据分析，确保焦炭的强度，以此判断出焦炭的热性质。

1 试验方法

此次进行试验的单种煤一共有19 种，配合煤一共有64 种，全部进行了SCO 炼焦试验，具体情况如表1 所示。在试验的过程中主要针对以下几个数据作出了分析，首先是黏结指数，其次是胶质层厚度和膨胀度，再次是流动情况和工业情况，最后是煤炭的灰分分析。所有试验的单种煤均是典型煤。单种煤性质较为广泛。惰性物质也包含在内，因此进行CSR试验时，应该选择一定方法对其进行支持，具体内容如表2 所示。其中，SCO 炼焦试验需要焦炉进行，焦炉具体情况如表3 所示。

表1 单种煤配合煤

表2 试验条件

表3 试验条件

2 单种煤数据的分析

2.1 单种煤煤化度对焦炭热性质的影响

通过上述试验发现，影响单种煤煤化度的主要因素是挥发程度和焦碳热之间的关系，其中，煤的挥发程度与CRI 和CSR 之间存在着密不可分的关系，因此需要得到高度重视。在实验中还发现，如果煤化度逐渐提升，那么焦炭热中的CSR 就会持续上升，而CRI 与之相反，会以最快的速度下降，并且煤炭的挥发分的范围在22%～26%，所以焦炭中的CSR 和CRI较为良好，并且组织反射率也被控制在了1%左右，因此此阶段的焦炭热性质处于最为良好的状态下。

2.2 单种煤黏结性指标对焦炭热性质的影响分析

此类实验影响工作结合了4 种煤质作出分析，一般情况下，煤炭的黏结性指标与CSR 和CRI 之间存在着密不可分的关系，还会受到两项数据影响，因此需要对其高度控制，才可确保整体数据的准确性，为其后续工作奠定良好基础。但是规律较为一致，此种规律在一定基础之上存在着可判定规律，并且其中煤的黏结性会直接影响到焦炭热性质的实际情况，所以根据线性数据可以看出二者之间的关系，但一般情况下，相关数据都可达到0.96 左右。此时单种煤黏结性对于焦炭热性质的影响力度较大，并且整体影响力度较大[1]。

2.3 单种煤无机组分与焦炭热性质之间的关系

对于煤炭而言，无机组也就是煤炭内部的矿物质组织，在实际的炼焦工作中起到了转化的作用，以此将其转化成为焦炭中的各类物质，所以此类物质对于煤炭的组成有着较大的影响作用。而此类组织对于焦炭的融合反应具有一定的催化作用，在实际情况下，焦碳热性质也会被影响，因此需要重视无机组变化情况。但是当前我国单种煤中的无机组实际情况来看，其中大部分的矿物质均不能对煤炭的焦碳热性质造成影响，能够起到影响作用的是酸性盐类物质，此类物质在发生催化作用时，会发生明显变化，而碱性盐类的催化作用较大，因此结果较为明显。此次试验，煤炭的矿物质催化指数可以直接定位MCI，在进一步考察的过程中催化指数和焦炭热性质之间有强大的关系，并且在实际数据中看出具体数据也可以控制在0.96 左右[2]。

3 配种煤的性质对焦炭热性质的影响

3.1 配煤灰分的影响

在此次试验中，相关试验人员还发现煤的混合成分也会直接影响到焦碳热的性质，因此在试验的过程中也得到了相应的影响数据。配种煤与单种煤相比较，通过试验配种煤灰分容易被发现，而单种煤额灰分并不能对焦碳热的性质造成较大影响，所以说配种煤灰分影响力度较大。

3.2 配合煤强黏比对焦炭热性质的影响因素分析

配合煤中的强黏比指标主要指的是肥煤和焦煤之间的比例分配情况，在实际的配比工作中，应用了42 个配煤方案，以此对焦碳热性质做出了相应的分析。根据分析结果发现，如果配合煤整体黏度较大，那么CRI 会形成持续下降的状态，而CSR 会出现持续上升的局面；如果黏度不满足一定需求，那么不会发生较大变化。因此对于配合煤而言，自身的强黏比对于焦炭热性质的影响较大，甚至起到了决定性作用，因此需要相关试验人员重视此项内容。

3.3 型煤配比对焦炭热性质的影响

此次试验中配合煤的配比主要应用的有3 种，分别为0、15%、25%，因此分析出来的结果也有3种，具体分析结果显示，型煤配比对于煤质自身的焦炭热性质也能造成较大影响，并且在实际试验过程中，配比直接决定煤炭热性质。主要原因为，在正常的生产工作中加入相应的型煤料后，焦炭的结构发生了变化，尤其是气孔结构发生了较大的变化，因此也导致了焦炭热性质发生了一定变化，并且整体变化力度较强[3]。

4 数据检验模型对焦炭和煤质的影响因素

高炉大喷煤对焦炭热性质的影响极为严重，为了规避影响问题需要相关工作人员不断精确试验结果，确保试验结果能够为后续工作提供良好理论支撑，从而也可以通过此类方式降低焦炭生产的成本，从而控制整体成本开销，以此确保喷煤的质量，并且让其满足实际稳定需求。相关实验人员在应用各类数据模型对此项内容进行分析时，需要对其作出与实际生产值之间的关系，将其误差判定出来，为其后续分析结果提供理论支撑，从而总结出焦炭生产工作中的重要数据价值，因此为后续奠定参考需要。在数据预测分析中，相关工作人员发现配型煤能够直接改变焦炭热的性质以此为后续工作提供相应需求，特别是将其应用在高挥发煤的过程中，此效果较为良好，或者将其应用在黏结性较弱的煤中效果也比较强，因此对于焦炭热的作用均能发挥出相应作用，并且整体效果较为良好。在验证煤质分析与焦炭热性质关系时，可以总结上述数据理论内容，在实际数据对比中实验数据与对比数据之间存在一定差异性，并且整体差异较大，但是科学价值和科学性较为权威。如果将矿物质催化剂的指数应用在数据模型之中，那么则可以对分析焦碳热性质提供借鉴数据，结合数据内容确保多者之间的关系。

5 焦炭热量预测

在大量的数据分析和相关工作人员的工作经验中发现，生产工艺和煤炭的性质也会影响焦炭的质量，因此我国此项工作还需要结合工艺内容进行。当前我国焦炭工艺包括备煤工艺和炼焦工艺。其中，备煤工艺包括了4 种类型：配合、粉碎、预热、添加。炼焦工艺一共有2 种，一是炼焦温度，二是炼焦速度。备煤工艺和炼焦工艺对于焦炭热性质起着重要作用，一般的煤料需要简化分析才可对其各方面性质进行明确，从而得出数据，不断对相关工作提供理论支撑。