炼焦配煤

毕业设计（论文）（说明书）题目：炼焦配煤姓名：李旭锋编号：平顶山工业职业技术学院年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书姓名专业任务下达日期年月日设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目：A·编制设计B·设计专题（毕业论文）指导教师系（部）主任年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录系专业，学生于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目：专题（论文）题目：指导老师：答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员：，，，，，，平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页共页学生姓名：专业年级毕业设计（论文）题目：评阅人：指导教师：（签字）年月日成绩：系（科）主任：（签字）年月日毕业设计（论文）及答辩评语：平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）第1页目录摘要·····················································································11配煤的必要········································································22我国捣固炼焦发展历程·························································22.1各单种煤的结焦性························································22.2配煤理论····································································32.3配合煤质量指标···························································42.4配合煤的选择······························································52.5配煤的原则3焦炭质量的预测··································································63.1焦炭灰分硫分的预测·····················································63.2焦炭冷态强度的预测·····················································74配煤工艺···········································································94.1工艺4.2基础工程4.3配煤机械5结论···············································································12致谢···············································································13摘要平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）第2页1配煤的必要配煤作为炼焦煤准备的工序之一。炼焦或碳化前煤料的一个重要准备过程。即为了生产符合质量要求的焦炭，把不同煤牌号的炼焦用煤按适当的比例配合起来。炼焦用煤品种较多，应用配煤技术，不仅能保证焦炭质量，还能合理地利用煤炭资源，节约优质炼焦煤，扩大炼焦煤资源。配煤技术涉及煤的多项工艺性质、结焦特性和灰分、硫分、挥发分的配合性质和煤的成焦机理等。长期以来，配煤试验一直是选定配煤方案、验证焦炭质量的不可缺少的配煤技术程序早期炼焦只用单种煤，随着焦化行业的发展，炼焦煤储量的明显不足，高炉用焦要求的提高，单种煤已不可能用来炼焦，走配煤之路已势在必行。如济源金马焦化配煤比：35%ZJM，35%JM,15%FM,15%SM,可练出供济钢用的一级冶金焦，同时加入了肥煤，增加了化产回收，成本在1000元/t，而只用主焦煤炼焦成本在1200元/t，同时降低了化产回收，配煤效益可见一斑。2配煤的选择及方法2.1各单种煤的结焦性（1）褐煤褐煤的变质程度高于泥煤而低于分类方案中的其它所有煤种。在分类方案中，它的可燃基挥发分大于40%，煤中含有多量水分，加热时它不能产生胶质体，因此没有粘结性，在现代炼焦炉中不结焦，我们不将它划分在炼焦煤范围内。在某些炼焦煤非常缺乏的国家，他们是通过复杂的工艺，利用褐煤制造型块炼成型焦，这已不属配煤炼焦的范畴，故不多述。（2）长焰煤长焰煤的变质程度比褐煤高，在分类中其可燃基挥发分大于37%，胶质层厚度小于5毫米，这种煤粘结性极弱，在现代炼焦炉中不能单独结成焦炭。在某些长焰煤多的地区，可以少量配用，但配入量稍多时，常会使焦炭强度和耐磨变坏，尤其是配煤中肥煤不够多时更为明显。所以长焰煤也不列入炼焦煤范围内。(3)气煤平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）第3页气煤的变质程度较长焰煤高。在分类图中气煤是一大类，它包括可燃基挥发分在30%~37%、胶质层厚度大于9~25毫米以及可燃基挥发分大于37%、胶质层厚度大于5~25毫米两区域。前者属肥气煤，有一定的结焦性，其中二号肥气煤在现代焦炉中能单独炼焦，但质量较差，只能供中、小高炉使用。后者属气煤，它们的性质差别较大，3号具有中等粘结性，有些甚至可以单独炼成中等强度的焦炭；2号则粘结性较差，在配煤中如果多用，必须有一定数量的焦煤和肥煤，否则不能炼成具有一定强度和耐磨的冶金焦炭；1号则粘结性极弱，单独炼焦的焦炭非常疏松，甚至不能成块，性质近似长焰煤，一般是不做为炼焦用煤的。气煤由于挥发分高，因此在结焦过程中收缩大、焦炭裂纹多，但是正由于这个特点，在配煤中常常用它减缓炼焦过程中的膨胀压力和增大焦饼的收缩，同时气煤挥发分高，还可以增加化学产品的回收率，有利于综合利用，这都是配用气煤的原因。（4）肥煤肥煤的变质程度较气煤高，挥发分范围较广，胶质层厚度大于25毫米。受热时产生大量的胶质体，其流动性大，热稳定性较气煤胶质体好，所成的焦炭特点是熔融良好，横裂纹多，焦炭气孔率高，焦根部（靠焦饼中心）有蜂窝焦。因为它具有很强的粘结能力，所以肥煤是配煤中的重要成分，并可以多配弱粘结性煤而炼成机械强度较好的冶金焦炭。但挥发分高的肥煤，结焦性较差，炼焦配煤中使用此种煤时，配合煤中气煤用量就要减少。（5）焦煤焦煤具有中等挥发分与中等胶质层厚度。大多数焦煤单独炼焦时形成热稳定性很好的胶质体，能得到块大、裂纹少、耐磨好的焦炭。过去在工业不发达时，常用它单独炼焦。但是在现代炼焦炉中采用它单独炼焦有如下困难：（1）收缩度小，膨胀压力大，因此可能发生推焦困难现象，引起焦炉的损坏。（2）这种煤就其储量来说是不多的，故在配煤中亦不宜多用，更不宜用它单独炼焦。在配煤中它可以起到提高焦炭机械强度的作用。（6）瘦煤瘦煤的变质程度较高，挥发分低，在加热时产生的胶质体量少。不同瘦煤单独炼焦时，焦炭的强度和耐磨可以有很大的差别。大多数瘦煤焦炭块度大，裂纹少，熔融性较差，有颗粒物存在，焦炭不大耐磨。这种煤加入到配煤中可以提高焦炭的块度。有些粘结性好的瘦煤具有很大的膨胀压力。（7）贫煤平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）第4页贫煤的变质程度比瘦煤深，可燃基挥发分为10~20%，在加热时不产生或只产生极微量的胶质体，因此它不能结成焦炭，但可以少量配入作为瘦化剂，配入贫煤时最好经过精细的粉碎。这类煤也不划入炼焦用煤范围。(8)无烟煤无烟煤是变质程度最深的煤，它所含的挥发分最低，加热时不产生胶质体，加热至高温也不结成焦炭，有时在瘦煤缺乏的地区，当配煤中煤料较肥时，可以加入少量的无烟煤，但无烟煤须经过细粉碎。无烟块煤也可以用来炼铁，它适合于小型高炉使用，但在使用无烟煤炼铁时，必须注意到无烟煤一定是块状，并在高温下不爆裂成粉状，如遇有热稳定性不好的块煤，可以采用预热处理的办法，然后使用。2.2配煤理论（1）胶质层重叠原理要求配合煤中各单种煤的胶质体的软化区间和温度间隔能较好地搭接，这样可使配合煤在炼焦过程中，能在较大的温度范围内处于塑性状态，从而改善粘结过程，并保证焦炭的结构均匀性。不同牌号的炼焦煤塑性温度区间见下表，各煤种的塑性温度区间不同，其中肥煤的开始软化温度最早，塑性温度区间最宽，瘦煤固化温度最晚，塑性温度区间最窄。气煤，1/3焦煤，肥煤，焦煤，瘦煤适当配合可扩大配合煤的塑性温度范围。这种以多种煤户型搭配，胶质层彼此重叠的配煤原理，曾长期住到我国的配煤技术。煤种挥发分范围(Vdaf)/%塑性温度范围/℃气煤37290~420肥煤290~450气肥煤310~4001/3焦煤330~430焦煤370~430瘦煤420~480（2）互换性配煤原理炭质量取决于炼焦煤中的活性组分、惰性组分含量及炼焦操作条件。单种煤的变质程度决定其活性组分的质量，镜质组平均组最大反射率是反映单种煤的变质程度的最佳指标。目前应用煤岩学指导配煤，很多焦化厂都有自己的配煤方案，但一般都是镜质组平均随机反射率、反射率直方图及镜惰比三个参数作为煤岩学配煤参数。根据互换性配煤原理，当配煤有较强粘结性时，加入一定量焦粉或无烟煤有利于焦炭质量提高，回配3%～平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）第5页5%的焦粉代替瘦煤炼焦，技术上是可行的，但在同样煤质情况下不添加粘结剂，要保证焦炭质量，焦粉的细度至关重要。（3）共炭化原理中加入非煤粘结剂进行炭化，称为共炭化。共炭化研究为采用低变质程度弱粘结煤炼焦时选用合适的粘结剂提供了理论依据，也为加入有机渣油﹑塑料类﹑橡胶类﹑沥青等与煤共炭化提供了可能性，并且为解决当前世界的环境污染问题做出了很大的贡献。国外Collin在400℃下将废塑料与煤焦油沥青共热解，收集热解油和气体产物，反应所得的残余物与弱粘结煤共焦化能提高其结焦性；乌克兰的研究工作则是利用配煤同塑脂废料共焦化，由于芳香结构的有机物对配煤的结焦性具有良好的影响，所得焦炭强度得以提高，并获得贵重的化学产品。国内中国科学院山西煤炭化学研究所李保庆等利用10g固定床反应器研究废塑料与煤共焦化特性。试验结果表明，当废塑料添加量不超过5%时，煤气产率增加，焦油收率提高，焦油中脂肪烃和甲基化芳香化合物明显增加，而半焦性质基本不受影响。研究认为，废塑料与煤共焦化技术可行。该所曾对几种沥青与重庆焦化渣用Corbett法进行了组成分析，研究表明，减压渣油和丙烷脱沥青饱和烃含量较高，沥青质很少，作为改质剂性能较差。热裂化渣油和乙烯焦油含有相当高的芳烃与沥青，QI少，因此作为改质剂性能较好。煤焦油沥青具有较高的芳香性能，因此溶剂性能较好，但QI含量高，对焦油过程中间相发展不利。2.3配合煤质量指标（1）水分Mt配合煤水分应力求稳定，以利于焦炉加热制度稳定，因此来没煤应避免直接进配煤槽，应在煤场堆放一定时间，也可通过干燥方法。捣固焦则需考虑煤饼的坚固性，以利于装炉时不塌煤，一般捣固用煤控制在11%~13%。（2）细度细度应在90±2%，尽量减少0.5mm的细煤粉的含量，以减少装炉时的烟尘逸散。（3）灰分Ad焦炭灰分对高炉炼钢影响很大，焦炭灰分增加1%，焦比提高2%，生铁产量降低2.2%~3.0%，由于炼焦时，煤的灰分全部转入焦炭，配合煤灰分控制可根据焦炭灰分要求推算。（4）硫分S硫在煤中以黄铁矿、硫酸盐及硫的有机化合物三种形态存在。有机硫与煤中的平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）第6页有机物成化合状态存在，因此用洗选的办法不能把它除去。如果原煤中主要含有机硫，则洗选后精煤的含硫量往往会高于原煤的含硫量，在煤中黄铁矿的存在如果不是细分散的，用一般的洗煤法可以部分除去，降低配