氧化度对炼焦煤工艺性质的影响研究.pdf

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1、第33卷第1期煤炭转化VoI．33No．12010年1月C()AIC()NVERSIONJan．2010氧化度对炼焦煤工艺性质的影响研究周坤¨王光辉。’王慧¨田永胜¨摘要在实验室模拟自然氧化，以氧化时间作为氧化度定量的指标，研究了氧化度对炼焦煤工艺性质的影响，并分析了氧化引起的煤中结构变化．结果表明，随着氧化度增加，炼焦煤的V未见有变化，但黏结性和结焦性均有不同程度降低，随煤化度增加，这种影响逐渐减小，同时用红外光谱分析找出了其变化的原因．关键词氧化度，炼焦煤，工艺性质中图分类号TQ520．6由表1可以看出，这五种煤的干

2、燥无灰基挥发0引言分值为：黄陵煤>水城矿业煤>华宇煤>水城鸿城近年来，为了满足【业需求，焦化厂生产规模不煤>许昌煤，故其煤化度按此顺序是递增的．同时，断扩大，随之带来的是焦化厂储煤量的不断增大．露这五种煤包含了炼焦所需的主要炼焦煤煤种：气煤天存放的煤受到空气氧化，会引起炼焦煤工艺性质(QM)、1／3焦煤(1／3JM)、肥煤(FM)、焦煤(JM)和的改变，因此．研究煤的轻度氧化对炼焦煤工艺性质瘦煤(SM)．的影响意义重大．目前表征煤氧化度的方法主要有：1．2实验方法煤的燃点、再生腐植酸含量、水煤浆pH值和显微镜下数点法测定

3、风化部分的比例等．u然而，上述方考虑到自然氧化所需的实验周期较长，且．受温度、季节及雨水等环境影响较大，在实验室来模拟煤法仅能定性地表征煤的氧化度．本研究在实验室模拟煤的自然氧化，用氧化时间对氧化度进行定量来的自然氧化．即煤样在146℃下。经过不同氧化时问研究氧化度对炼焦煤工艺性质的影响，同时采用傅进行轻度氧化，用氧化时间作为氧化度进行定量．煤样在空气中经空气干燥、缩分、破碎，制成细里叶红外光谱分析氧化煤结构的变化，研究其工艺度为8O的实验用样．为了保证各种煤样的氧化条性质变化的原因．件相同，将煤样放在40cm×25cm

4、的盘中，厚度为1实验部分5mm，放人烘箱中，在146C下分别氧化2h，4h，6h和8h．再将不同氧化时间下的煤样制成各种工1．1实验原料艺性质分析所需粒级的煤样．考察煤的工艺性质包括：干燥无灰基挥发分、黏结性(G，X，y)和结焦性实验用煤样取自武汉钢铁集团公司焦化公司和(n，6)，各工艺性质分析参照现行国家标准进行分涟源钢铁集团有限公司的五种典型炼焦煤．对五种炼析，找出氧化度对其的影响规律．并分别对原煤焦煤进行工艺性质分析及煤质评价，结果见表1．和氧化后煤样进行红外光谱分析【j，研究氧化引起表1原煤的工艺性质煤中结构的变

5、化，分析得出其变化的原因．Table1Technologypropertiesofrawcoal2结果与讨论2．1氧化后煤样的红外光谱分析以变质程度最低的黄陵气煤和最高的许昌瘦煤为例进行红外光谱分析，对比分析原煤和氧化8h*高等学校博士学科点专项科研基金资助项日(200804880003)和湖北省自然科学基金资助项目(2008CIIB376．2008CDB025)1)硕士生；2)教授，博士生导师，武汉科技大学煤转化与新型炭材料省级重点实验室，430081武汉收稿日期：2009—07～21；修回日期：200910—30第1

6、期周坤等氧化度对炼焦煤工艺性质的影响研究35c’0日qJ景二《后煤样的红外图谱(见图1)．0O0O00OO01．02∞％吣昌毫蚪跎1()0098-妄0．96《0．94092图2Vr与氧化时间的关系0．904000350030002500200015001000500Fig．2RelationbetweenVdfandoxidizetimeWavenumbler，Pm0▲一一一HuanglingQM；V‘-Shuichengkuangye1／3JM；●一HuayuFM；■-ShuichenghongchengJM；◆——X

7、uchangSM不稳定的侧链．在本实验条件下，146。C的低温并没有造成煤中侧链的裂解，因此这些侧链的数量亦无减少，故没有发生明显的变化．2．3氧化时间对黏结指数的影响测得不同氧化时间下五种煤的黏结指数G值4ooo350030002500200015001000500对氧化时间的变化关系(见图3)．其中，黄陵气煤和Wavenumbler／Pm’许昌瘦煤采用3：3的烟煤与标准无烟煤比例，其余图1原煤与8h氧化煤的红外光谱则采用1：5的比例．Fig．1FTIRspectraofrawcoaland8hoxidizedcoal

8、a——HuanglingQM：b-一XuchangSM由图1a可知，对于煤化度较低的黄陵气煤，氧化8h后的煤在1027cm一处峰面积增大，该位置为C一()键收缩振动区．因此，氧化后的煤C一()键的含量有所增加．其余各处的峰位置及面积均无明显变化．3421cm处为煤中水的羟基吸收峰．由图1b可以看出，对于煤化度较高的许