高硫高灰煤在焦爐煉焦中的應用

徐永進 暢賓平 盧鳳麗 張心芝

(平煤集團天宏焦化公司)

高硫高灰煤在焦爐煉焦中的應用

徐永進 暢賓平 盧鳳麗 張心芝

(平煤集團天宏焦化公司)

介紹了高硫高灰煤在焦爐煉焦中的應用情況。選擇合適的高硫高灰煤進行洗選，通過配煤試驗，確定合適的焦爐入爐煤配比，用于焦爐的煉焦生產(chǎn)。實踐表明：科學合理的配比高硫高灰煤，在保證焦炭質(zhì)量的前提下，可大大降低入爐煤的成本，拓展了焦爐煉焦配煤的煤種選擇。

高硫高灰煤 配煤 煉焦

0 前言

我國煤炭資源豐富，但是主焦煤僅占27％，其中肥煤、焦煤和瘦煤加在一起不到50％，而肥煤和瘦煤大部分為高硫煤，平頂山地區(qū)各主要產(chǎn)煤礦區(qū)，高硫煤多，有的原煤硫含量高達5.0％，隨著低灰、低硫煉焦煤資源的日益減少，冶金工業(yè)發(fā)展對焦炭的需求增多，用高硫、高灰煤煉焦不可避免，因此開發(fā)高硫、高灰煤資源日益重要。平煤集團天宏焦化公司現(xiàn)有一組兩座 JN-38型搗鼓焦爐，一組三座JN43-80型焦爐，年產(chǎn)冶金焦炭120萬 t，入洗原煤180萬 t，配套化產(chǎn)回收和深加工生產(chǎn)裝置。通過對平頂山各礦區(qū)的髙硫、高灰煤進行研究篩選、分析，在配煤洗選中選擇適合洗選的煤種，應用于焦爐的配煤生產(chǎn)中。

1 適合洗選的髙硫高灰煤選擇

平頂山地區(qū)髙硫高灰煤資源豐富，硫份一般在1.2％～3.8％，灰分一般在28％～39％，煤中的硫2/3以上為硫鐵礦的形式存在，目前主要作為動力煤使用，價位很低。通過比較分析，選擇平煤集團六礦、二礦的髙硫高灰煤按4∶6的配比混合后作為入洗煤源。其實驗數(shù)據(jù)見表1、表2。

表1 髙硫高灰煤浮沉實驗數(shù)據(jù)

表2 髙硫高灰煤泥復選實驗數(shù)據(jù) ％

通過對表1、表2可以看出：①各粒度的浮沉組成差別明顯，密度組成以1.30 kg/L～1.80 kg/L和＞1.80 kg/L級為主，產(chǎn)率分別為41.1％、21.4％，灰分分別為 7.63％、77.79％，各粒度灰分及收率差別大，原煤在床層中分層情況較好，適合在跳汰工藝中洗選；②煤泥的浮精收率為60.3％，灰分為15.27％，說明通過復選工藝可以回收煤泥水里的大部分精煤，洗選的綜合效益較好[1]。

基于浮沉實驗結(jié)果，選擇平煤集團二礦和六礦的高灰高硫煤進行跳汰洗選，已洗煤結(jié)果如下：點樣灰分在12.5％～16.8％，揮發(fā)份在28.6％～33.1％，硫份在0.75％～1.82％，已洗煤堆樣灰分14.8％，揮發(fā)份為30.8％，硫含量1.02％，平均收率為53.2％。

2 高硫高灰煤在焦爐煉焦生產(chǎn)中的應用

煉焦煤料的配合應保證煤的結(jié)焦性充分利用，以便在特定的工藝條件了取得所要求的焦炭。配煤的性質(zhì)可以通過各個組分的選擇和比例的變化進行調(diào)整，在配煤煤種選擇上以平煤集團田莊洗煤廠的主焦煤為基礎煤種，利用田莊焦煤粘結(jié)性好、塑性大的特征，再配入1/3焦煤、已洗高硫高灰煤，同時配入低硫、低灰的青海精煤，利用四種煤的結(jié)焦性的差異，選用合適的配比，配煤方案見表3，煤質(zhì)分析指標見表4。

表3 四種煤的配煤比 ％

表4 四種煤的煤質(zhì)分析指標 ％

配煤過程中之所以選用田莊主焦煤作為基礎煤種，是因為田莊主焦煤粘結(jié)性強而且塑性大，同時已洗的高硫高灰煤的粘結(jié)性也很好，和青海低灰低粘結(jié)性煤配合使用可以較好地增加配合煤的膨脹壓力，調(diào)節(jié)配合煤塑性后期的收縮。由表4可知，兩種配合煤的灰分、揮發(fā)份、硫份、G值、Y值等指標均滿足二級冶金焦的入爐煤標準，但是隨著青海低灰低硫煤配比的增加，焦炭的耐磨強度M10下降較快，M40也有一定的下降，硫含量基本變化不大。主要原因是粘結(jié)性差的青海低灰低硫精煤的增加影響了焦炭的強度[2]。

確定配合煤的配比后，通過鐵箱試驗對配合煤的煉焦效果進行了驗證。具體做法是根據(jù)焦爐的碳化室寬度，設計適合裝入炭化室的鐵箱，裝煤量為40 kg，加熱制度和結(jié)焦時間均與實際生產(chǎn)一致[3]，實驗配煤成焦良好，焦炭質(zhì)量達到二級冶金焦標準，實驗結(jié)果見表5。

表5 鐵箱結(jié)焦實驗焦炭質(zhì)量指標 ％

3 應用效果

1)高硫高灰煤配入焦爐生產(chǎn)用煤，滿足了焦爐的生產(chǎn)要求，生產(chǎn)的焦炭質(zhì)量良好，其中 M40＞ 76.0％，M10＜8.0％，St.d＜0.6％，均達到二級焦的質(zhì)量要求。

2)高硫高灰煤沒有配入焦爐生產(chǎn)之前，焦爐入爐煤中田莊主焦煤的配入比例為45％～50％、1/3焦煤配入比例為35％～40％，高硫高灰煤配入焦爐生產(chǎn)之后田洗主焦煤配入比例為40％左右，下降5％～10％，1/3焦煤配入比例20％～30％，下降10％～15％。較大程度上緩解了主焦煤和1/3焦煤的需求壓力。

3)高硫高灰煤由于其高硫高灰的原因價格優(yōu)勢明顯，洗選后綜合成本低于主焦煤的價格200～300元/t，青海低灰低硫弱粘結(jié)性煤也低于1/3焦煤的價格50元/t左右，公司每年的焦爐生產(chǎn)用煤大約160萬 t，高硫高灰煤和青海低灰低硫弱粘結(jié)性煤配合煤成功用于焦爐生產(chǎn)，每年將減少主焦煤和1/3焦煤的配入量為30萬 t左右，可為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)論

1)以優(yōu)質(zhì)主焦煤為基礎煤，高硫高灰煤、低灰低硫精煤、1/3焦煤通過合理的配比可以成功用于焦爐的生產(chǎn)。

2)由于地域因素的不同，在選擇高硫高灰煤作為煉焦煤種時，除煤種本身具有結(jié)焦性能外一定要考慮其可選性以及其中所含硫主要的存在形態(tài)，是否主要以硫鐵礦的形態(tài)存在，以便通過洗選有效降低硫的含量。

3)應用于生產(chǎn)上的配煤比是經(jīng)過多次鐵箱成焦配煤實驗才確定的。在確定配煤煤種及配煤比時既要考慮單一煤種的結(jié)焦性，同時更要考慮各煤種之間的相互影響，由于煤種之間性質(zhì)差異的復雜性，不同粘結(jié)性的高硫高灰煤和其他煤種的配合煉焦還有很大的研究空間。

高硫高灰煤用于焦爐的生產(chǎn)具有十分重要的意義，它一方面在擴大煉焦煤種降低煉焦成本上的嘗試上邁出了重要的一步，同時通過對高硫高灰煤有選擇洗選和科學的配比，拓展了高硫高灰煤種的應用領域，擴大了焦爐煉焦的煤種選擇。

[1]吳式瑜，岳勝云.選煤基本知識.北京：煤炭工業(yè)出版社，2003：145-167.

[2]丁玉獻，楊秀華.煉焦煤配煤方案的試驗研究.煤質(zhì)技術，2003 (5)：45-49.

[3]李明福，王文軍，翟瑞津.搗固煉焦的配煤試驗.煤質(zhì)與熱力，2005(1)：27-28.

APPL ICAT ION O F COAL W ITH H IGH SULFUR AND H IGH ASH IN COKEM AK ING

Xu Yongjin Chang B inp ing Lu Fengli Zhang X inzhi
(Tianhong Coking Company，Pingdingshan Coal Industry Group)

This paper introduces the app lication of coalw ith high su lfur and high ash in coke-m aking.Choosing app rop riate coalw ith high su lfu r coal ash to wash and then determining app rop riate p ropo rtion of charging coal through blending test.Practice showSthat under the p recondition of good coke quality，the scientific and reasonab lem atching can greatly reduce the cost of charging coal and enhance the selectivity of coal.

coalw ith high su lfur and high ashmixing coal coke-m aking

2010—1—9