弱黏结性煤料粒度对其结焦性的影响.doc

《弱黏结性煤料粒度对其结焦性的影响.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、冶金之家网站弱黏结性煤料粒度对其结焦性的影响陈君安，谷峪，闫立强，崔文权，谢全安，梁英华(河北联合大学化学工程学院，河北唐山063009)摘要：将2种高变质程度的煤料(瘦煤、贫瘦煤)分别与肥煤按质量比3∶7配合，通过坩埚炼焦调整其粒度，考察焦炭的质量指标和微观结构随高变质程度煤料粒度的变化规律。研究表明，焦炭结构强度随高变质程度煤料粒度的减小而增大，焦炭的反应性和反应后强度也随煤料粒度的减小而提高。当高变质程度煤料粒度减小时，焦炭的光学组织构成未出现明显变化，但是焦炭的气孔结构变化显著。关键词：煤；弱黏

2、结性；粒度；焦炭结构随着高炉大型化对焦炭质量尤其是热性能要求的提高，炼焦配煤中对强黏结性煤料过度依赖和优质炼焦煤资源储量紧缺的矛盾日益突出，在保证高炉焦炭质量的前提下，开拓新的煤料预处理技术，合理利用弱黏结性煤料炼焦，成为焦化行业优化配煤结构、节约炼焦煤资源的重要途径。近年来国内外开发了一系列炼焦煤预处理技术，根据基本原理可以概括为提高装炉煤堆密度和调整装炉煤粒度2种。提高装炉煤堆密度主要有捣固炼焦、配型煤以及降低装炉煤的水分等技术；煤料粒度调整技术是通过调整各煤料的粒度分布状态来改善焦炭质量。目前捣固

3、[1]、配型煤[2]、煤调湿[3]等炼焦技术已经比较成熟且成功运用到实际生产中，而煤料粒度调整技术方面则缺乏系统的理论研究，只是根据经验认为适当细粉碎高变质程度煤料有利于提高焦炭的质量，而且在保证焦炭质量的同时能提高高变质程度煤料的配入量[4]，但此研究尚局限在通过调整粉碎方式来控制部分煤料的粒度上限不超过3mm方面，对煤料在更细粒度下参与炼焦对煤料结焦性的影响以及对配合煤料的软化熔融状态、焦炭光学组织、气孔结构等方面的影响缺乏理论研究，导致现有粒度调控技术对改善配合煤料结焦性能的效果有限[5-6]，制

4、约了工业生产中利用调整煤料粒度来降本增效的应用。本研究旨在通过调整高变质程度弱黏结性煤料(瘦煤、贫瘦煤)粒度炼焦，对煤料在不同粒度下干馏所得焦炭的光学组织和气孔结构进行表征，对比焦炭结构强度和热性能的差异，结合成焦机制和焦炭微观结构等方面，探索高变质程度煤料的粒度影响其结焦性能的原因，为优化高变质程度煤料的粒度控制、提高高变质程度煤料的利用提供参考依据。1试验方法1.1试验用煤试验采用某焦化厂3种炼焦煤：彭城肥煤、回盘瘦煤和三给贫瘦煤。按照GB212—2008对煤料进行工业指标分析，按照GB/T214—

5、2007测定煤中全硫含量，按照GB/T5447—1997测定煤料黏结指数(G值)，按照GB/T479—2000测定煤料胶质层指数中的胶质层最大厚度(Y值)和最终收缩度(X值)。各单种煤的性能指标测定结果如表1所示。1.2煤料结焦性的检测实验室炼焦方法主要有小焦炉试验炼焦和坩埚炼焦[7]。小焦炉试验对生产过程中煤料的干馏环境模拟程度较高，通常利用M40、M10检测焦炭的冷态强度，通过块焦法检测焦炭的热性能；冶金之家网站坩埚炼焦并利用结构强度(SSI)检测焦炭多孔体的机械强度。SSI能排除焦炭裂纹缺陷等对焦

6、炭强度的影响，着重考察焦炭多孔体和焦质承受机械力学破坏的能力，能较好地反映煤粒的结合强度；焦炭的热态性能通过粒焦法检测[8]。陈启厚[9]等通过对比坩埚焦炭与试验小焦炉焦炭的质量指标，考察坩埚炼焦检测煤料结焦性方法的可靠性，认为2类质量指标之间有良好的相关性。项茹[10]等研究了高变质程度煤料和低变质程度煤料粒度对其结焦性的影响，证实坩埚炼焦及相应的检测手段能反映煤料的结焦性随粒度调整的变化规律。本试验采用坩埚炼焦法干馏煤料。将所用试验煤样混合均匀后，取700g放入2L的刚玉坩埚中，在煤样上部压一重物施

7、以1.5kPa左右的压力，以保持煤样堆密度。在坩埚口盖上耐火棉，密实好后将刚玉坩埚置于马弗炉中隔绝空气干馏；按一定升温速度加热至950℃后恒温50min，自然冷却后对焦样进行各项性能测定。利用SSI表征焦炭的冷态强度。取3～6mm的干燥焦样50mL称重，与5个直径为15mm的钢球一同放入内径24.5mm、长305mm的管中，以25r/min的速度旋转1000r，以1mm方孔筛筛上物占入鼓焦炭质量的百分数作为结构强度(SSI)。参照GB220—77通过粒焦法检测焦炭的热性能。称3～6mm的焦样20g装入反

8、应管，以20～25℃/min的速度升温至400℃，通入氮气保护后升温至1100℃，切换成0.5L/min的CO2气体反应120min，然后用氮气保护冷却至室温。以反应前后焦样质量损失的百分数作为粒焦反应性指标(PRI)。将大于1mm的焦样与8个直径为12mm的钢球一同放入内径25.4mm、长305mm的转鼓内，以25r/min的速度旋转400r，以转鼓后粒度大于1mm的焦炭所占的质量分数作为反应后强度指标(PSR)。1.3焦炭结构的表征按照