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合理利用煤炭资源提高配煤炼焦水平

发布日期:2011-05-06  浏览次数:613

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文章摘要:煤岩配煤技术是根据煤岩学原理,利用煤岩学的检测方法和煤岩参数,指导炼焦原料煤管理,配合其他煤焦工艺参数的调整,预测和控制

煤岩配煤技术是根据煤岩学原理,利用煤岩学的检测方法和煤岩参数,指导炼焦原料煤管理,配合其他煤焦工艺参数的调整,预测和控制焦炭质量,以达到稳定地提高焦炭质量、合理利用煤炭资源、降低生产成本的技术理论和技术方法。

煤岩配煤技术的发展已经形成几条公认的基本原理:一是煤是不均一的物质,是一种复杂的有机物质和无机物质的混合体。煤中有机物质的性质不同,在配煤中的作用也不同。因此,每种煤都是天然的配煤。根据煤在加热过程中的变化,把煤的有机物质在加热过程中能熔融并产生活性键的成分,视作有黏结性的活性成分;加热不能熔融的、不产生活性键的视为没有黏结性的惰性成分。

二是一种煤的活性成分的质量不是均一的,这可用反射率分布图来说明。活性成分的质量差别可以很大,不但不同煤种间的差别大,而且即使是同一种煤,其所含的活性成分的质量也可有相当的差别。如果以反射率表示单种煤所含不同性质的活性成分(指镜质组)的组成,则每一种煤的活性成分反射率图都大体成正态分布。这使得煤镜质组反射率分布成为鉴别混煤的惟一有效方法。

三是惰性成分与活性成分一样,也是配煤中不可缺少的成分,其含量的多少是决定配煤性质的又一重要指标。任何一种合理的炼焦配煤方案,都是不同质量不同数量的活性成分与适量惰性成分的组合。

四是在成焦过程中,不是煤粒相互熔融成均一焦炭的过程,而是通过煤粒间的界面反应、键合而连接成为焦块。

(1)煤岩学在炼焦煤采购管理中的应用。目前,各焦化厂选择供煤基地时,除考虑各煤种间相互的配合外,主要考虑其黏结性、挥发分、灰分、硫分的不同。而实际上,黏结性好坏、挥发分高低主要决定于煤变质程度和岩相组成,有时煤的还原程度也能引起黏结性异常。煤中灰分主要来自煤中矿物质,煤可选性大小取决于矿物质与有机组分之间不同的共生关系。另外,来自同一供煤基地的煤,由于产自不同煤层,其性质可以有非常显著的差别。运用煤岩学手段,结合供煤点煤田地质特性,有利于找到煤种适宜、煤质稳定并可保障供应的供煤基地。

(2) 煤岩学在炼焦煤日常管理中的应用。目前很多供煤厂家是汽车送煤或站台发煤,其煤源本身就很复杂。同一厂家不同批次来煤,有时尽管常规检测属同一种煤,但煤岩特征差异较大,在配煤中所起的作用并不相同,把这样的煤作为单种煤,对配煤炼焦质量会产生非常不利的影响。

对入厂原料煤进行显微组分定量统计及镜质组反射率测定,可以判别每次来煤是否稳定、正常。其中,镜质组反射率直方图可以非常直观地反映出混煤现象,并可从图中求出非正常煤的大致混入量;从显微组分定量统计结果的变化也可以看出煤源发生的变化。

(3)煤岩学在煤场管理中的应用。由于焦炭产能的大幅度增加,炼焦煤供应紧张,一家焦化企业用几十种煤的情况非常普遍。由于煤分类的局限性和煤的复杂性,再采用简单的按煤分类牌号堆放炼焦煤的方法,就会出现配煤比没变但焦炭质量明显变化的现象。为确保炼铁生产稳定,只能按焦炭质量下限进行生产。其解决方法是:按照单种煤的镜质组反射率基本一致,反射率分布图围成的面积绝大部分重叠,黏结性能和炼焦特性相近分类的原则进行堆放,就能使焦炭质量稳定,从而合理利用煤资源,降低配煤成本。

(4)煤岩学在优化配煤中的应用。研究表明,配合煤中单种煤的煤种结构不同,最佳配煤的反射率分布图的特征也不同。因此,应把配合煤反射率分布图特征也作为控制配煤的一个指标。

其具体做法是:按照配煤方案中各单种煤镜质组反射率分布,通过加权平均得出配煤的反射率分布,并力求调整到理想的配合煤的反射率分布图,应避免有明显凹口的配合煤反射率分布图出现,因为这样可使配合煤在结焦过程中保证塑性状态的良好衔接和合适的焦炭光学显微组织的形成,保证焦炭的微观结构得到优化。这种方法的应用使许多企业提高了配煤水平,稳定了焦炭质量,减少了优质炼焦煤的配入量。

(5)煤岩学在焦炭质量预测中的应用。由于煤岩指标、数据众多和处理的复杂性以及煤质与焦炭质量之间的非线性关系,采用传统的经验配煤、经验公式和线性模型很难适应当前配煤工作的需要。采用人工神经网络及遗传算法结合计算机技术,通过采集大量配煤炼焦试验数据,运用这些新型数据处理方法来建立焦炭质量预测模型是近年来煤岩配煤工作的主要特点。这种综合了煤岩配煤理论、现代数学处理方法和计算机技术的配煤方法使配煤技术从经验和定性的阶段进入科学和数值化定量的新阶段。由于煤岩指标的采用,使配煤水平和焦炭质量指标预测精度明显提高。

 
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