煤種適應(yīng)性及配煤煉焦技術(shù)的研究

董 強(qiáng)

（遼寧省本溪市北營鋼鐵集團(tuán)有限公司焦化廠,遼寧 本溪 117017）

煤炭資源一直是我國重要的發(fā)展資源，在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和民生改善過程中發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)性作用。我國是一個(gè)煤炭資源大國，同時(shí)也是煤炭消耗大國。煤炭資源的利用，一方面為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的能源支撐，另一方面也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。為此，針對(duì)我國煤炭資源的分布、儲(chǔ)存和利用情況，進(jìn)行煤炭資源的開發(fā)利用技術(shù)的革新，將具有重要的意義。不僅能夠提高煤炭資源的利用效率，同時(shí)能夠有效的應(yīng)對(duì)環(huán)境問題。為此，在基于現(xiàn)代煤炭煉焦技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文針對(duì)煤種適應(yīng)性和配煤煉焦技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探究，分析影響煤的成焦過程因素以及添加劑在配煤煉焦中的應(yīng)用，為工業(yè)開發(fā)利用提供一定的參考價(jià)值。

1 影響煤成焦過程的因素

1.1 原料煤的影響

原料煤的種類較多，涵蓋肥煤、瘦煤、焦煤、氣煤等其他多種煤中，不同煤種在煤的成焦過程中呈現(xiàn)出不同的特性，這為改善煤種適應(yīng)性和配煤煉焦技術(shù)提供了一個(gè)參考方向。其中原料煤的結(jié)焦性對(duì)于焦炭的強(qiáng)度具有重要的影響作用，而煤化程度以及黏結(jié)性對(duì)于原料煤的結(jié)焦性具有重要的制約性。不同的配煤具有不同的結(jié)焦特性。

肥煤和瘦煤是重要的原料煤。其中在單獨(dú)煉焦過程中，肥煤作為一種煉焦配煤的基礎(chǔ)之一，能夠生成熔融性好、強(qiáng)度高的焦炭。而瘦煤則會(huì)由于其焦炭體積較大、裂縫較少，而導(dǎo)致其耐磨強(qiáng)度差。雖然瘦煤的抗碎強(qiáng)度較強(qiáng)，但是在作為配煤使用時(shí)，相較于肥煤而言，具有提高焦炭強(qiáng)度、擴(kuò)大半焦擴(kuò)張，降低裂紋產(chǎn)生率等特點(diǎn)。而肥煤則可以有效的提高化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)出率以及煤氣的生產(chǎn)率。

氣煤和焦煤同樣是重要的原料煤。在單獨(dú)煉焦過程中，氣煤所產(chǎn)生的焦炭的抗碎強(qiáng)度和耐磨性相對(duì)較低，是一種加熱易揮發(fā)的原料煤，且能夠產(chǎn)生較多的焦油，所有有助于推焦，提高化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)出率以及煤氣的生成率。而焦煤在單獨(dú)煉焦過程中，其抗碎強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度相對(duì)較高，但受制于較大的體積和較小裂紋，焦煤能夠顯著提高焦炭的抗碎強(qiáng)度。

1.2 煤種顯微成分的影響

煤種的顯微成分重要涵蓋鏡質(zhì)組、殼質(zhì)組以及惰質(zhì)組三種。三種顯微成分構(gòu)成了煤種的最基本結(jié)構(gòu)單元，對(duì)煤種的物理和化學(xué)性能起到重要的影響。一鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組為例，兩種顯微成分的熱能熔融性能較好，在結(jié)焦過程中，能夠產(chǎn)生活性鍵成分，提高煉焦的黏結(jié)性活性組分。而相比于殼質(zhì)組和鏡質(zhì)組而言，惰質(zhì)組以及其他礦物雜質(zhì)其熱能熔融性能較差，不宜產(chǎn)生黏結(jié)性的惰性組分。惰性組分在煉焦過程中，具有重要的作用，一方面可以提高焦炭結(jié)構(gòu)孔隙和裂紋的生成，從而降低焦炭結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度；一方面可以有效吸收焦化過程中產(chǎn)生的氣體和液體。總而言之，惰性組分的含量是衡量煉焦配煤技術(shù)的一個(gè)非常重要的參考依據(jù)。

2 配煤煉焦添加劑

添加劑能夠有效的改進(jìn)配煤煉焦過程中煤的化學(xué)和物理性能，從而有效的提高配煤煉焦技術(shù)的效率。在工業(yè)生成進(jìn)程中，添加劑能夠替代強(qiáng)黏結(jié)煤，從而節(jié)約中煉焦煤資源的使用。同時(shí)可以增加煉焦煤中不黏結(jié)煤的使用。在配煤煉焦過程中，最佳的活性組分和惰性組分的配比，將能夠平衡配煤煉焦進(jìn)程中的結(jié)焦過程。而添加劑能夠憑借其優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，提高焦炭的光學(xué)各向異性結(jié)構(gòu)的比例，提高焦炭的顯微強(qiáng)度，降低結(jié)焦過程的活性和氣孔率。

2.1 中溫瀝青

煤瀝青是由高分子量的焦化餾分、低分子量的塑化劑和不溶固體物三種成分組成，是在煤焦油蒸餾過程中，餾分被提取分離后的殘余物。隨著溫度的不同，煤瀝青可以呈現(xiàn)出液體狀或者玻璃狀，起到黏結(jié)的作用。其中在煤瀝青碳化過程中，高分子量的焦化餾分是結(jié)焦成碳的重要組成成分；而低分子量的塑化劑是一種能夠控制煤瀝青的高溫黏度的焦化共溶體。但不溶固體物質(zhì)的碳化過程，幾乎沒有發(fā)生任何變化。為此，中溫瀝青在配煤煉焦中的添加，能夠有效的提高煤黏結(jié)性的不足，提高煤炭的質(zhì)量，并降低焦煤、肥煤等原料煤的使用量，即有利于降低成本，有有助于提高生產(chǎn)質(zhì)量。

2.2 廢塑料

廢塑料是一種傳統(tǒng)的白色垃圾，其利用程度被人們忽視。而基于傳統(tǒng)煉焦工藝的基礎(chǔ)上，借助對(duì)煤焦化理論的創(chuàng)新挖掘，經(jīng)過對(duì)廢塑料去雜質(zhì)和造粒等技術(shù)的處理，借助熱解工藝的利用，能夠?qū)U塑料的功能發(fā)揮到最大化。在配煤煉焦過程中，經(jīng)過處理的廢塑料與煤混合在以期，可以提高煉焦工藝的焦油產(chǎn)出率和高熱值煤氣的生產(chǎn)，一方面解決了白色污染的環(huán)境問題，一方面提高了焦炭質(zhì)量和節(jié)約了焦煤資源。

2.3 無煙煤

無煙煤是一種常見的惰性添加劑。在現(xiàn)代配煤煉焦技術(shù)中，惰性添加劑被越來越多的利用。無煙煤配煤煉焦能夠利用煤的黏結(jié)性富余時(shí)，改善焦炭的出產(chǎn)質(zhì)量，提高煤炭資源的利用效率。此外，在配煤煉焦進(jìn)程中，作為惰性添加劑，無煙煤能夠降低焦炭的耐磨性，降低焦炭的抗碎強(qiáng)度，從而導(dǎo)致焦炭質(zhì)量的降低。但，無煙煤的添加，是提高半焦階段的氣孔結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的重要影響因素，也是降低裝爐煤的半焦收縮系數(shù)的影響因素。

3 結(jié)語

煤種適配性和配煤煉焦技術(shù)受到原料煤、煤種顯微成分以及各中添加劑的影響。但無論是何種物質(zhì)或者何種添加劑，都需要基于科學(xué)的煉焦工藝，采取科學(xué)的配比，合理的添加等達(dá)到改善煤炭資源的利用效率，提高產(chǎn)能和質(zhì)量的目的。

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